[实用新型]一种热电比灵活可调的燃气超临界二氧化碳热电联产机组

说明书

本实用新型公开了一种热电比灵活可调的燃气超临界二氧化碳热电联产机组，超临界二氧化碳余热锅炉内沿烟气流通的方向依次设置有加热器及分流加热器，顶层燃气轮机发电系统的出口与超临界二氧化碳余热锅炉的入口相连通，压缩机的出口与回热器的冷侧入口及分流加热器的入口相连通，回热器的冷侧出口及分流加热器的出口通过管道并管后与加热器的入口相连通，加热器的出口与发电透平的入口及拖动透平的入口相连通，发电透平的出口及拖动透平的出口通过管道并管后与回热器的热侧入口相连通，回热器的热侧出口依次经热网加热器及预冷器与压缩机的入口相连通，该系统能够实现热电完全解耦，并且机组的灵活性较高。

技术领域

本实用新型属于联合循环热电联产领域，涉及一种热电比灵活可调的燃气超临界二氧化碳热电联产机组。

背景技术

燃气轮机具有启动方便快捷、运行灵活、变负荷相应快的特点以及占地少、效率高、污染小、建设工期短等优点，在最近几年来迅速发展，已经成为提供清洁、可靠、高质量发电及冷热电联供的最佳方式。但是，燃气轮机排烟温度高，一般为450～600℃，如果直接排放到大气当中，不仅造成能量的损失，使得燃机的热利用率低，还会污染环境。目前，燃气轮机单循环热效率一般为20％～42％。

燃气蒸汽联合循环发电，其特点是采用两个不同工质、不同参数、独立的动力循环，整体发电效率高，目前大多数重型燃机均采用燃气蒸汽联合循环。通过燃气蒸汽联合循环，大大提高的机组的整体效率。

发展更加高效灵活的火力发电系统，是未来能源体系建设的重大需求。因此，在火电机组在提升机组效率的同时，机组灵活性也是另一个不可忽视的特性。

对于热电联产机组，其深度调峰和快速调峰的能力将是考核热电机组的重要指标。如果不能有效的提升热电联产机组的灵活性，弃风弃光现象将无法得到有效解决，这会严重制约我国新能源发电的发展和应用。目前，无论是燃气蒸汽联合循环的热电机组，还是燃煤热电联产机组，均存在严重的“以热定电”问题，灵活性较差，这主要是由于蒸汽朗肯循环基本特性的限制(锅炉最低不投油稳燃负荷限制，低负荷水动力稳定性限制，低压缸最低凝汽流量限制等)。

目前各国学者也进行了大量努力，旨在提高热电机组的运行灵活性，且取得了一定的成果。如燃气蒸汽联合循环热电机组中，可采用同步自换挡(3S，Synchro-Self-Shifting)离合器对汽轮机进行解列和并列，运用类似的技术，在汽轮机低压缸和发电机之间设置3S离合器，实现低压缸的解列和并列，从而实现汽轮机的背压运行和抽凝运行切换，可以有效的提升燃气蒸汽联合循环热电机组的灵活性。但是，类似的灵活性改造措施只能一定程度上提升机组的深度调峰能力，却不能从根本上突破蒸汽朗肯循环基本特性的限制，实现热电完全解耦。

相比于蒸汽朗肯循环的底层循环，超临界二氧化碳底层循环有着临界点适中、循环效率高、灵活性强等特点。其用作底层热电联产循环时，可在提升联合循环发电效率的同时，实现完全热电解耦，大幅提升机组的灵活性。然而经调研，目前国内外关于燃气超临界二氧化碳联合循环的研究刚刚起步，更是鲜有涉及燃气超临界二氧化碳联合循环热电联产系统的研究。因此，还需要大量的原创性工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种热电比灵活可调的燃气超临界二氧化碳热电联产机组，该系统能够实现热电完全解耦，并且机组的灵活性较高。

为达到上述目的，本实用新型所述的热电比灵活可调的燃气超临界二氧化碳热电联产机组包括顶层燃气轮机发电系统及底层超临界二氧化碳热电联产系统，底层超临界二氧化碳热电联产系统包括超临界二氧化碳余热锅炉、压缩机、回热器、分流加热器、加热器、发电透平、拖动透平、第一发电机、热网加热器及预冷器；