[发明专利]一种分离超临界混合工质汽轮机排气的系统及抽吸方法

说明书

本发明公开了一种分离超临界混合工质汽轮机排气的系统，该抽吸系统与汽轮机连接，包括凝汽器、至少一台离心压缩机、驱动装置、分离装置和储存罐；其中凝汽器与汽轮机的出口连接，凝汽器对汽轮机排出的混合气体进行第一次分离，凝汽器的气体出口与离心压缩机入口连接，驱动装置用于驱动离心压缩机工作，离心压缩机出口与分离装置连接，分离装置对混合气体进行二次分离，分离装置的气体出口与储存罐连接。本发明实现了对超临界混合工质汽轮机排气中的混合气体进行有效的分离，该系统效率高、抽吸流量大、增压比高，有效解决了超临界混合工质汽轮机排气中大流量二氧化碳等不凝结气体的抽吸、回收、储存和利用的问题，避免了二氧化碳对环境造成的污染。

【技术领域】

本发明涉及发电设备领域，特别涉及一种分离混合工质汽轮机排气的抽吸系统及抽吸分离方法。

【背景技术】

我国以煤炭为主的能源结构在短期内不会改变，传统的燃煤发电技术通过煤炭在空气中燃烧放热，将煤炭中的化学能转换为热能来加热给水，产生水蒸气推动汽轮机做功发电。常规的煤气化技术利用煤炭在空气中的部分氧化—气化反应制取合成气。在以上两类过程中，煤炭能量品质损耗大，同时产生了大量的SOx、NOx和固体颗粒物等污染产物，加重了空气污染程度，减排成本高。迫切需要一种全新的煤炭高效清洁发电技术，以解决我国存在的能源短缺、环境污染问题。

新型煤气化技术利用超临界水高扩散性、高溶解性的优点，为煤的气化提供了均相反应环境，煤炭中的碳可以在超临界水中高效还原水中的氢，并实现完全气化，产生超临界水、二氧化碳和氢气的混合工质。煤炭中所含的硫和氮及重金属元素以沉渣型式集中排出，并可进行资源利用，从源头上杜绝了各种污染物的产生与排放。煤炭高效气化反应产生的水、二氧化碳和氢气的混合工质经过换热、微粒分离等过程后达到超临界混合工质汽轮机的入口参数，进行热-功转化发电。

超临界混合工质汽轮机排气中含有水和二氧化碳的混合物，水蒸气可以在凝汽器中冷凝成水，而二氧化碳等不凝结气体需要从凝汽器中抽出。常规蒸汽轮机排气中，气体成分主要是水蒸气，不凝结气体含量少，占气体总组分的1％-2％左右，常规的抽吸系统(如射水抽气器系统、射汽抽气器系统，液环真空泵抽气系统等)即可将不凝结气体抽出。而超临界混合工质汽轮机排气中的二氧化碳含量可达气体总组分的8％-10％，远远高于常规凝器机组汽轮机排气中不凝结气体的含量，同时为满足不凝结气体分离后的存储要求，不凝结气体在抽吸过程中还需达到较高的增压比，常规抽吸系统难以满足要求。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供了一种分离超临界混合工质汽轮机排气的系统及抽吸方法，实现了汽轮机排气中水和二氧化碳的彻底分离，提高了能源的利用率。

本发明采用以下技术方案：

一种分离超临界混合工质汽轮机排气的系统，该系统与汽轮机连接，包括凝汽器、至少一台离心压缩机、驱动装置、分离装置和储存罐；

其中，凝汽器与汽轮机的出口连接，凝汽器用于对汽轮机排出的混合气体进行第一次分离，凝汽器的气体出口与离心压缩机入口连接，驱动装置用于驱动离心压缩机工作，离心压缩机出口与分离装置连接，分离装置用于对混合气体进行二次分离，分离装置的气体出口与储存罐连接。

进一步，还包括用于调节离心压缩机转速的变速器；所述变速器分别与离心压缩机和驱动装置连接。

进一步，所述离心压缩机为两台，两台离心压缩机并联或串联连接。

进一步，所述分离装置为汽水分离器。

进一步，还包括用于对气体进行液化的气体压缩装置；所述气体压缩装置的进口与汽水分离器连接，气体压缩装置的出口与储存罐连接。

进一步，所述凝汽器和分离装置的液体出口通过水泵与给水加热器连接。