[发明专利]一种高压富氧燃烧流化床联合循环发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃煤发电技术，特别是一种高压流化床联合循环发电系统，属锅炉燃烧发电技术领域。 

背景技术

众所周知，CO₂产生的温室效应已经严重影响到全球环境，并给一些沿海国家的生存带来了极大的负面影响。针对此问题，各国都在积极开发技术可行、经济上又能承受的CO₂减排方法。上世纪80年代推出的富氧燃烧技术(O₂/CO₂燃烧技术，也称为O₂/CO₂烟气再循环煤燃烧技术)，燃烧产生的烟气中CO₂的浓度很高(80％以上)，N₂的含量很少，便于压缩冷却得到液态CO₂，并同时除去或回收其它污染物，如SO₂等有害气体。近年来，许多国家都相继开展了富氧燃烧技术的试验或技术经济性的研究，国内外在常压富氧燃烧的实验与理论研究领域开展了大量卓有成效的工作，积累了很有价值的科学研究数据。但目前该技术存在的一个关键问题就是经济性问题，即它在带来CO₂有效回收的同时，也使全厂效率降低约8％左右。这对于各燃煤热力电厂，尤其是在发展中国家，接受起来是有很大困难的。需要特别说明的是，目前关于富氧方面的研究，都是基于常压方面的研究。也就是说，炉内的燃烧状态是在一个大气压下进行的。 

增压流化床联合循环发电技术，因其在能源利用高效上有独特的特点，自上个世纪60年代末开始实验室规模研究以来，现在已出现商业示范电站，其中，尤其以英国CRE提出的Topping Cycle为技术代表，但是，目前增压流化床联合循环发电技术，助燃均采用空气，效率不高，且没有考虑CO₂减排问题。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高压富氧燃烧流化床联合循环发电系统，它既保留了富氧燃烧以获得高浓度CO₂便于压缩处理的特点、又能结合流化床联合循环发电的高效特征。 

本发明所称问题是由以下技术方案解决的： 

一种高压富氧燃烧流化床联合循环发电系统，其特别之处是，它包括由流化床、蒸发受热面、再热器、过热器、汽轮发电机组、余热锅炉、凝汽器、凝结水泵、低压加热器、高压加热器、除氧器和给水泵组成的工质循环系统，所述蒸发受热面、再热器和过热器配置在流化床炉内；系统工质经给水泵升至给定高压，依次流经高压加热器、余热锅炉、蒸发受热面吸收热量得到饱和蒸汽，随之经过热器加热变成550-600℃过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮机高压缸做功，做功后的部分过热蒸汽自高压缸中抽出，进入再热器加热，提升温度到550-600℃，然后进入汽轮机中压缸和低压缸做功，做功后的蒸汽进入凝汽器凝结成凝结水，由凝结水泵打入低压加热器加热、经除氧器除氧，进入给水泵，完成工质的吸热做功循环；其中，所述工质压力大于19.8Mpa。

上述高压富氧燃烧流化床联合循环发电系统，所述系统还设有氧气供给和烟气循环系统，所述氧气供给和烟气循环系统由空气分离器、高压燃气轮机、除尘器、余热锅炉、高压压缩机和CO₂凝结器构成；其中，空气分离器由高压燃气轮机驱动，燃气轮机多余功用来供给燃气轮机发电机组；由流化床燃烧产生的高温高压烟气温度为950-1050℃，压力8-7Mpa，高温高压烟气经加热了蒸发受热面、再热器、过热器后经除尘器除尘进入高压燃气轮机做功，做功后出口烟气温度550-450℃，压力6-5.5Mpa，进入余热锅炉放热，烟气流出余热锅炉时温度在180-220℃，压力5-5.5Mpa，而后，分成两路，一路经CO₂凝结器，利用常温冷却水冷凝为液态CO₂；另一路与由空气分离器制得的氧气混合，混合后氧气浓度为30-40％，然后经高压压缩机压缩，形成压力约8Mpa的高压混合气体，该高压混合气体再分为两路，一路作为再循环烟气进入流化床，另一路作为煤仓的燃煤输送动力。 

上述高压富氧燃烧流化床联合循环发电系统，所述系统还设有燃料输送装置，燃料输送装置包括煤仓，煤仓经燃料输送通道连通流化床，所述燃料输送通道与所述高压混合气体的通道连通。