[实用新型]一种联合富氧燃烧和液态氧储能的集成发电系统

说明书

本实用新型公开了一种联合富氧燃烧和液态氧储能的集成发电系统，该系统包括空分装置、氧液化装置、液氧储罐、蒸发器、富氧燃烧发电装置和电网；本实用新型将液态氧储能和富氧燃烧发电集成到同一系统和工艺流程中，不存在传统液态空气或液态氧储能系统中放电时所需的热能转换为电能的二次转换过程，因此，本实用新型具有系统简单、储能效率高和经济性优等优点，能够显著提升富氧燃烧发电厂的负荷调节能力和经济性。

技术领域

本实用新型属于富氧燃烧和储能发电领域，具体涉及一种联合富氧燃烧和液态氧储能的集成发电系统。

背景技术

随着全球气候变暖问题的日趋严峻，如何降低化石燃料电厂的CO₂排放已成为全世界关注的热点。在化石燃烧电厂CO₂减排技术中，富氧燃烧(O₂/CO₂燃烧技术)被认为是一种最具有前景的CO₂减排技术。

但是，富氧燃烧电厂的空分设备和CO₂压缩提纯设备的高能耗，使得富氧燃烧电厂的发电效率大打折扣，与传统空气燃烧电厂相比，其发电效率降低约8～13％。此外，对于富氧燃烧电厂来讲，为了使各设备经济高效运行，进一步提高发电效率和保证烟气中CO₂的捕集回收效果，最理想的运行方式是使富氧燃烧电厂只带基础负荷运行，而不参与电网系统的调峰和调频需要。然而，这与整个电网系统的运行特点相互矛盾。上述缺点已成为限制富氧燃烧技术发展应用的主要瓶颈。

发明内容

本实用新型针对富氧燃烧电厂存在的空分和CO₂压缩提纯设备能耗高以及系统发电效率低的问题，提出了一种联合富氧燃烧和液态氧储能的集成发电系统，本实用新型将液态氧储能和富氧燃烧发电集成到同一系统和工艺流程中，不存在传统液态空气或液态氧储能系统中放电时所需的热能转换为电能的二次转换过程，因此，本实用新型具有系统简单、储能效率高和经济性优等优点，能够显著提升富氧燃烧发电厂的负荷调节能力和经济性。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

所述的一种联合富氧燃烧和液态氧储能的集成发电系统包括空分装置1，氧液化装置2，液氧储罐3，蒸发器4，富氧燃烧发电装置5和电网6；

所述空分装置1的氧气出口分别与氧液化装置2和富氧燃烧发电装置5的氧气入口相连通；氧液化装置2的液氧出口与液氧储罐3的液氧入口相连通；液氧储罐3的液氧出口与蒸发器4的氧气入口相连通；蒸发器4的氧气出口与富氧燃烧发电装置5的氧气入口相连通，富氧燃烧发电装置5的出口连接电网6和空分装置1。

所述液氧储罐3中的储存压力为1～5bar，温度比相应储存压力下氧气的饱和温度低5～30℃。

所述富氧燃烧发电装置5输出的电能包括有三个用途：带动电网6中的基础负荷发电；带动电网6中的用电高峰时发电，也即尖峰负荷发电；给空分装置1供电。

所述的一种联合富氧燃烧和液态氧储能的集成发电系统的发电方法，当用电负荷处于低谷时，富氧燃烧发电装置5输出的电能主要用来带动电网6中的基础负荷发电和给空分装置1供电，由空分装置1输出的氧气，一部分供富氧燃烧发电装置5燃烧发电用，另一部分经氧液化装置2液化后进入液氧储罐3进行储存；当用电负荷处于高峰时，富氧燃烧发电装置5输出的电能主要用来带动电网6中的基础负荷发电和尖峰负荷发电，而仅有少量电能供空分装置1用或不给空分装置1供电，此时富氧燃烧发电装置5燃烧所需的氧气主要或全部来自消耗谷电产生的并储存在液氧储罐3中的氧。

本实用新型具有以下有益效果：