[发明专利]一种钙循环法捕集CO2联合液氧储能的调峰系统及工作方法在审
| 申请号： | 201910323334.5 | 申请日： | 2019-04-22 |
| 公开（公告）号： | CN110067611A | 公开（公告）日： | 2019-07-30 |
| 发明（设计）人： | 段伦博;周琳绯;陈健 | 申请（专利权）人： | 东南大学 |
| 主分类号： | F01K11/02 | 分类号： | F01K11/02;F01D15/10;F22B33/18;F22B37/00;F25J3/04 |
| 代理公司： | 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 陈风平 |
| 地址： | 211102 江*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 调峰系统 汽水系统 液氧 储能 烟气处理系统 煅烧系统 循环法 捕集 换热 送入 电厂 回收利用系统 烟气吸收系统 钙基吸收剂 空气分离器 燃烧室炉膛 储能系统 调峰发电 高温烟气 剩余热量 梯级利用 烟气混合 用电低谷 用电高峰 存储罐 燃料量 煅烧炉 脱碳 煅烧 制备 备用 能耗 存储 捕捉 储存 联合 出口 | ||
【权利要求书】：
1.一种钙循环法捕集CO2联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述调峰系统包含第一汽水系统(1)、与所述第一汽水系统连接的烟气处理系统(2)、与所述烟气处理系统连接的液氧储能系统(3)；
所述第一汽水系统(1)包括燃烧室(11)，与所述燃烧室(11)出口连接的第一热交换器(12)；
所述烟气处理系统(2)包括与所述燃烧室(11)出口连接的煅烧系统(21)、与所述煅烧系统(21)出口连接的烟气吸收系统(22)；
所述液氧储能系统(3)包括空气分离系统(31)、与所述空气分离系统(31)连接的液氧储存系统(32)，所述液氧储存系统(32)与所述煅烧系统(21)进口连接，所述空气分离系统(31)出口与所述液氧储存系统(32)的出口均与所述煅烧系统(21)进口连接；
所述第一热交换器(12)出气口的烟气以及煅烧系统(21)出气口的烟气共同送入所述烟气吸收系统(22)。
2.根据权利要求1所述的钙循环法捕集CO2联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述煅烧系统(21)的出气口连接有第二换热器(211)，所述烟气吸收系统(22)进气口设置有第三换热器(221)，所述煅烧系统(21)出气口的烟气经过所述第二换热器(211)降温后，与所述第一热交换器(12)出气口的烟气汇合后进入所述第三换热器(221)。
3.根据权利要求1所述的钙循环法捕集CO2联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述调峰系统还包括第二汽水系统(4)，所述第二汽水系统(4)包括热回收子系统(41)，所述热回收子系统(41)包括串联的至少一个设置于所述煅烧系统(21)尾气出口的第四热交换器(411)、至少一个设置于所述烟气吸收系统(22)尾气出口的第五热交换器(412)、设置于所述烟气吸收系统(22)内的碳酸化炉内受热面(413)以及第三换热器(221)。
4.根据权利要求1所述的钙循环法捕集CO2联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述煅烧系统(21)固体出口与所述烟气吸收系统(22)的固体进口连接，所述煅烧系统(21)的固体出口设置有第一单向阀(212)。
5.根据权利要求1所述的钙循环法捕集CO2联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述烟气吸收系统(22)的固体出口与所述煅烧系统(21)固体进口连接；所述烟气吸收系统(22)固体出口设置有第二单向阀(222)。
6.根据权利要求1所述的钙循环法捕集CO2联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述空气分离系统(31)与所述液氧储存系统(32)之间设置有第三单向阀(311)；所述空气分离系统(31)出口与所述煅烧系统进口之间设置有第四单向阀(312)；所述液氧储存系统(32)的出口与所述煅烧系统(21)的进口之间设置有第五单向阀(321)。
7.根据权利要求1所述的钙循环法捕集CO2联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述第一汽水系统(1)还包括与所述第一热交换器(12)连接的第一汽轮机(13)、与所述第一汽轮机连接的第一发电机(14)、与所述第一汽轮机连接的第一冷凝器(15)以及与所述第一冷凝器连接的第一水泵(16)；所述第一水泵(16)出口与所述燃烧室(11)连通。
8.根据权利要求1所述的钙循环法捕集CO2联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述第二汽水系统(4)还包括与所述热回收子系统(41)连接的第二汽轮机(42)、与所述第二汽轮机连接的第二发电机(43)、与所述第二汽轮机连接的第二冷凝器(44)，与所述第二冷凝器(44)连接的第二水泵(45)；所述第二水泵(45)与所述碳酸化炉内受热面(413)连通。
9.如权利要求1-8任一所述的钙循环法捕集CO2联合液氧储能的调峰系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)燃料在燃烧室(11)炉膛中燃烧，产生的高温烟气经设置于燃烧室(11)的炉内换热面吸热后，在燃烧室(11)炉膛出口处分为两部分，一部分进入燃烧室(11)尾部烟道出口通过第一热交换器(12)与第一汽水系统(1)换热，产生的高温高压蒸汽推动第一汽轮机(13)旋转，带动第一发电机(14)发电，第一汽轮机(13)出口的排气经第一冷凝器(15)冷凝，第一水泵(16)升压后进行循环；
(2)从燃烧室(11)炉膛出口流出的另一部分高温烟气通入煅烧系统(21)与煅烧系统(21)内的CaCO3进行非接触式换热，煅烧钙基吸收剂；煅烧钙基吸收剂所需的剩余热量由燃料富氧燃烧提供；换热后的烟气与第二单向阀(222)出口的CaCO3在第二换热器(211)中进一步换热，提供煅烧钙基吸收剂所需的部分热量；
(3)步骤(1)中的第一热交换器(12)出口的烟气与步骤(2)中的第二换热器(211)出口的烟气汇合后，经过第三换热器(221)降温至烟气吸收系统(22)的反应器温度，通入装有煅烧后的钙基吸收剂的烟气吸收系统(22)，此时在烟气吸收系统(22)中，脱除了烟气中的CO2；
(4)碳酸化后的钙基吸收剂经第二单向阀(222)送入第二换热器(211)中预热后，再送入煅烧系统(21)中煅烧再生，煅烧后的钙基吸收剂经第一单向阀(212)重新回到烟气吸收系统(22)中，继续吸收烟气中的CO2，实现一个完整的循环；
(5)第二汽水系统(4)的给水依次经过热回收子系统(41)进行吸热，吸热后的过热蒸汽在第二汽轮机(42)中做功，带动第二汽轮机(42)发电，第二汽轮机(42)出口的排气经第二冷凝器(44)，冷凝、第二水泵(45)升压后进行循环。
(6)在每日用电低谷阶段，根据实际用电量对外供电，电厂富余电能用于空气分离系统(31)制备O2，此时第三单向阀(311)与第四单向阀(312)打开，第五单向阀(321)关闭，制得的O2一部分通入煅烧系统(21)提供燃料富氧燃烧所需的O2，另一部分送入液氧储存系统(32)储存备用；
(7)在每日用电高峰阶段，第三单向阀(311)与第四单向阀(312)关闭，第五单向阀(321)打开，将液氧储存系统(32)中的O2送入煅烧系统(21)内使用，此时空气分离系统(31)停止工作，减少电厂内部能耗。
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- 2019-06-05 - 2019-08-23 - F01K11/02
- 本发明提供了一种针对多低压缸汽轮机在部分负荷下切缸运行的系统及方法，在部分负荷纯凝工况下运行时，通过切除部分低压缸，再通过抽汽管道通入少量可控蒸汽带走叶片鼓风摩擦热量的方式来确保被切除低压缸安全运行。在部分切缸纯凝工况下，对于未被切除的低压缸，各级抽汽的压力提高，各级加热器上端差基本不变的情况下，使各级低压加热器凝结水出口焓升增加，各级低加系统抽汽量增加，除氧器抽汽量减少。总体上，同样汽轮机进汽量的情况下，减少了汽轮机的排汽量，降低了汽轮机乏汽损失，提高了热效率；对于已被切除的低压缸，通过蒸汽流量控制阀组，调节进入已被切除低压缸中的冷却蒸汽流量，防止末几级叶片出现鼓风摩擦后超温的现象。
- 一种实现汽气电三联供的系统及方法-201910559403.2
- 刘永林;余小兵;马汀山;王东晔;刘学亮;杨利;居文平 - 西安西热节能技术有限公司;西安热工研究院有限公司
- 2019-06-26 - 2019-08-23 - F01K11/02
- 本发明公开了一种实现汽气电三联供的系统及方法，包括锅炉、高压缸、中压缸、第一阀门、第二阀门、第三阀门、背压汽轮机、工业蒸汽管道、发电机、变速箱及空气压缩机；锅炉的主蒸汽出口与高压缸的入口相连通，高压缸的出口经锅炉的再热侧后分为三路，其中第一路经第一阀门与中压缸的入口相连通，第二路与第二阀门的一端相连通，第三路与第三阀门的一端相连通，第三阀门的另一端与背压汽轮机的蒸汽入口相连通，背压汽轮机的蒸汽出口及第二阀门的另一端与工业蒸汽管道相连通；发电机与背压汽轮机的输出轴相连接，背压汽轮机的输出轴通过变速箱与空气压缩机的驱动轴相连接，该系统及方法能够实现汽、气、电的联供。
- 一种热电解耦型热储能热电联供系统-201821687876.8
- 顾阳;刘晓宇;苗强;常笑恺 - 中国船舶重工集团公司第七0三研究所
- 2018-10-17 - 2019-08-23 - F01K11/02
- 本实用新型的一种热电解耦型热储能热电联供系统涉及热电联供系统，目的是为了克服现有技术中电源供电或电加热相关设备出现故障将导致系统无法储热的问题，包括储能电站单元、汽轮机单元和供热单元，储能电站单元包括低温介质罐、高温介质罐、电加热器和燃气加热器，所述的低温介质罐和高温介质罐内均存储有储热介质；低温介质罐连接有低温介质输出管路，低温介质输出管路分别通过电加热器和燃气加热器的加热端后进入高温介质罐；所述的低温介质输出管路上设有冷介质泵、用于泵送低温储热介质；本实用新型通过配置与电加热器并联的燃气加热器，当电源供电或电加热相关设备出现故障时，可切换使用燃气加热器。
- 一种基于汽车发动机废气的制冷系统-201910410343.8
- 陈巨辉;许滔;陈纪元;马明;廖吉鹏;徐鑫 - 哈尔滨理工大学
- 2019-05-16 - 2019-08-20 - F01K11/02
- 一种适用汽车发动机废气的制冷系统，包括蒸发器、工质泵、废气回热器、冷凝器、螺杆膨胀机、压缩机、发电机、循环管道、储液罐、蓄电箱等。一部分以发动机的排出的废气热源为热量来源，汽车排气管排出的废气将储液箱内的有机工质进行加热，有机工质由液态变为气态，再通过蒸汽管将蒸汽通入膨胀机做功，一部分带动压缩机进行制冷；另一部分通过涡轮发电机带到蓄电箱进行蓄能，以备发动机停止工作时，压缩机正常运行，该装置仅对汽车废气中的热能充分回收，利用率高。
- 发电系统和发电系统的调控方法-201910335478.2
- 张秋生;张京锁;王富强;张金营;何志永;吴志刚;刘磊 - 中国神华能源股份有限公司;北京国华电力有限责任公司;神华国华（北京）电力研究院有限公司
- 2019-04-24 - 2019-08-16 - F01K11/02
- 本发明公开了一种发电系统和发电系统的调控方法。所述发电系统包括：锅炉，锅炉具有燃料进口和蒸汽出口；火焰检测器，火焰检测器设在锅炉上；汽轮机，汽轮机具有蒸汽进口和蒸汽旁路出口，汽轮机的蒸汽进口与锅炉的蒸汽出口连通；燃料仓，燃料仓具有燃料出口；蓄热器，蓄热器具有蒸汽进口、冷气体进口和热气体出口，蓄热器的蒸汽进口与蒸汽旁路出口连通；和干燥器，干燥器具有燃料进口、燃料出口、热气体进口和冷气体出口，干燥器的燃料进口与燃料仓的燃料出口连通，干燥器的燃料出口与锅炉的燃料进口连通，干燥器的热气体进口与蓄热器的热气体出口连通。所述发电系统具有调节范围广、锅炉燃烧稳定、燃料来源广、运行成本低等优点。
- 一种提高燃煤火力发电机组热效率的系统-201821890870.0
- 刘君伟;郭文斌;曹艳;田嘉 - 中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北电力试验研究院
- 2018-11-16 - 2019-08-13 - F01K11/02
- 一种提高燃煤火力发电机组热效率的系统，属于清洁高效燃煤发电技术领域，其特征在于：包括汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机高压调节阀、锅炉过热器、锅炉再热器、高压回热抽汽及给水加热器；通过汽轮机通流部分提高效率改造，在汽轮发电机组高压缸上增设一级可调节的高压回热抽汽及给水加热器，采用投入和切除该级加热器的方式增加汽轮机发电机组功率调节能力，以优化汽轮机调节级及高压缸流通面积，实现汽轮发电机组热耗率验收工况和汽轮机额定工况均为汽轮机高压调节阀全开工况最大进汽量，提高汽轮发电机组的热效率。通过提高锅炉给水温度，从而提高机组的回热经济性，增强了机组深度调峰能力和一次调频级AGC调节响应能力。
- 一种冲渣水热量回收的装置-201822070521.0
- 苏本奇;徐洪森 - 山东鑫华特钢集团有限公司
- 2018-12-10 - 2019-08-13 - F01K11/02
- 本实用新型公开了一种冲渣水热量回收的装置，包括高炉，所述高炉外侧壁一端下方固定有凉水箱，所述凉水箱外侧壁一端固定有渣水取热箱，所述渣水取热箱上表面一端固定有补水箱，所述渣水取热箱上表面另一端固定有供水箱；通过箱盖、蒸发器和汽轮机的设置，使高炉渣冲水时产生的大量蒸汽不易散失，可通过导管流通至汽轮机处推动汽轮机转动进行发电，隔热层的设置可减少蒸汽流通过程中热量的损失，冲渣水的温度降低便于冲渣泵的稳定运行，通过石灰消化器和过滤器的设置，使高炉渣冲水过程中产生的二氧化硫、三氧化硫等硫的氧化物可与消化后的石灰反应，生成硫酸钙和次硫酸钙，使烟气中的二氧化硫、三氧化硫等硫的氧化物被去除。
- 一种利用光热实现热电解耦的系统-201821465480.9
- 黄晨;武广富;黄素华;王健;沈丛奇 - 上海明华电力科技有限公司;上海电力股份有限公司
- 2018-09-07 - 2019-08-06 - F01K11/02
- 本实用新型提供的一种利用光热实现热电解耦的系统，它利用工质泵将冷工质储存站里的工质输送集热器，工质经集热器吸收热量形成高温流体，在泵压力作用下送入热工质储存站。通过流量控制阀控制进入换热器的热工质流量，将温度低于100℃的给水进行加热，生成温度较高的蒸汽进入换热站对热用户供热，冷却后温度低于100℃工质回流至冷工质储存站。由于供热蒸汽中一部分蒸汽来自光热系统的加热新蒸汽，减少了来自背压机的供热量，因此电负荷也同步降低，从而实现了背压式汽轮机在供热方式下参与电网调峰，可以利用工质储存站的积蓄热量调节热负荷从而调节电负荷，快速参与调频。
- 一种生物质、生活垃圾、动物粪便耦合燃烧发电装置-201910313758.3
- 李刚;吉松彬;杨开宇;刘强强;李敏;林常枫;敖琎 - 中国电建集团江西省电力建设有限公司
- 2019-04-18 - 2019-08-02 - F01K11/02
- 本发明公开了一种生物质、生活垃圾、动物粪便耦合燃烧发电装置，包括锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器、低压加热器、高压加热器、除氧器和粪便干化机；锅炉产生的高温蒸汽通过管路输送至汽轮机，汽轮机驱动发电机；汽轮机尾部的乏汽通过管路输送至凝汽器，凝汽器依次连接低压加热器、除氧器和高压加热器，高压加热器连接锅炉汽轮机的中部抽汽依次经过第一换热器、第二换热器后返回除氧器；空气管路连接第二换热器和粪便干化机。本发明的发电装置为常规的锅炉式发电系统配置粪便干化机，将农牧区大量的动物粪便干化后一并作用发电装置的燃料，既能解决动物粪便处理问题、减少环境污染，又能增加发电装置的燃料来源，增加发电量。
- 热电联产与压缩空气相结合的储能系统及其工作方法-201910425615.1
- 许建芬;熊贤周;方桂平;毛奇洲;陈绍凤;林金辉;邱瑞飞 - 福建省东锅节能科技有限公司
- 2019-05-21 - 2019-08-02 - F01K11/02
- 本发明涉及一种热电联产与压缩空气相结合的储能系统及其工作方法，该系统包括压缩空气储能系统和热电联产系统，压缩空气储能系统包括电动机、多级空压机、多个进气换热器、压缩空气储罐、多级透平机、多个排气换热器和发电机，热电联产系统包括高压除氧器和水泵；空气进气管连接第一级空压机，各级空压机经进气换热器连接，最后一级空压机经进气换热器连接压缩空气储罐，压缩空气储罐经排气换热器与第一级透平机连接，各级透平机经排气换热器连接；冷却水进水管分多路与各进气换热器连接，而后连接高压除氧器，高压除氧器出水管经水泵后分多路与各排气换热器连接，而后接回。该系统及其工作方法有利于提高能量利用效率，降低压缩空气储能成本。
- 一种钙循环法捕集CO2联合液氧储能的调峰系统及工作方法-201910323334.5
- 段伦博;周琳绯;陈健 - 东南大学
- 2019-04-22 - 2019-07-30 - F01K11/02
- 本发明公开了一种钙循环法捕集CO2联合液氧储能的调峰系统，所述调峰系统包含第一汽水系统、与所述第一汽水系统连接的烟气处理系统、与所述烟气处理系统连接的液氧储能系统。在该调峰系统中燃烧室炉膛出口的高温烟气分为两部分，一部分与第一汽水系统换热，另一部分通入煅烧系统减少煅烧系统内煅烧钙基吸收剂所需的燃料量；之后两部分烟气混合进入烟气吸收系统进行脱碳。回收利用系统中剩余热量，进一步与汽水系统换热，实现了能量的梯级利用。在用电低谷阶段，富余电能用于空气分离器制备O2，制得的O2送入液氧存储罐储存备用，在用电高峰阶段，将存储罐中的O2送入煅烧炉内使用，减少电厂内部能耗，从而同时实现电厂储能调峰发电和CO2捕捉的效果。
- 镁为载体的基于汽轮机的能量转换远传及固碳系统-201821878755.1
- 郑开云;黄志强 - 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司
- 2018-11-14 - 2019-07-30 - F01K11/02
- 本实用新型提供了一种镁为载体的基于汽轮机的能量转换远传及固碳系统，包括利用可再生能源电力电解镁的子系统、镁与水反应子系统、固碳子系统和汽轮发电机组。可再生能源电厂的冗余电力提供给电解镁厂，电解镁的原料为氯化镁可来自西部的盐湖，电解镁厂生产的镁通过远距离运输环节输送至使用地点。镁与水在反应器中反应生成氧化镁和氢，反应热输入汽轮发电机组回路用于发电。镁与水反应生成氧化镁给氧化镁固碳装置，氧化镁固碳装置中的碳酸化反应热传递给汽轮发电机组回路用于发电。本实用新型可大量消纳可再生能源，可实现能量的大规模远距离传输，可制备高品质的氢气，可固定二氧化碳，可向汽轮发电机组提供热量。
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