[发明专利]一种煤基超临界二氧化碳发电余热回收系统及运行方法

说明书

一种煤基超临界二氧化碳发电余热回收系统及运行方法，该系统把辅助省煤器和空预器并列布置在省煤器之后的分割烟道中，冷空气依次被辅助预冷器和空预器加热；另一股分流烟气加热从主压缩机出口分流的部分低温工质。本发明因空预器进口风温提高，故可以将空预器排烟温度相应降低到90℃左右，而不发生低温腐蚀；本发明同时回收锅炉排烟余热和预冷器冷端余热，从而有效提高系统发电效率。

技术领域

本发明涉及燃煤发电技术领域，特别涉及一种煤基超临界二氧化碳发电余热回收系统及运行方法。

背景技术

目前，燃煤发电仍然是我国主要发电方式，所以提高燃煤发电效率对我国节约能源、减少污染物排放具有重大意义。基于蒸汽朗肯循环原理的传统燃煤发电技术经过几十年的发展已经相当成熟，发电效率进一步提升的空间较小。而基于布雷顿循环原理的超临界二氧化碳动力循环系统具有循环效率高、体积功率密度大等优点，通过与燃煤锅炉相结合，有望大幅提高燃煤发电效率。

以超临界二氧化碳为工质的动力循环燃煤发电系统的研究主要集中在主循环构型方面，而有关系统余热回收方面的研究较少。锅炉排烟温度普遍高于120℃，携带有大量可利用的热能；同时，冷端预冷器中工质放热温度较高，同样蕴含大量可利用热能。如果这两部分低温热能被释放到环境中，会造成大量能量损失。而当前的相关研究较少地考虑低温热能的回收利用，所以现有的超临界二氧化碳燃煤发电系统具有较大的节能潜力。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种煤基超临界二氧化碳发电余热回收系统及运行方法，可以在避免发生低温腐蚀的情况下，将排烟温度降低到90℃左右，并回收这部分排烟余热；同时，也可以回收预冷器冷端余热，从而提高超临界二氧化碳燃煤发电系统发电效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种煤基超临界二氧化碳发电余热回收系统，包括主压缩机1，主压缩机1的输出端依次连接低温回热器2、高温回热器3、锅炉过热气冷壁4、低温过热器5、高温过热器6、高压透平7、再热气冷壁8、低温再热器9、高温再热器10和低压透平11，低压透平11排气端依次连接高温回热器3、低温回热器2、辅助预冷器12和预冷器13，预冷器13输出端连接主压缩机1，完成闭合循环；

所述的低温回热器2冷侧进口同时与主压缩机1出口和辅助省煤器16进口相连通，低温回热器2冷测出口同时与再压缩机14出口、高温回热器3冷测进口和省煤器15工质进口相连通，低温回热器2热侧进口与高温回热器3热侧出口相连通，低温回热器2热侧出口同时与再压缩机14进口和辅助预冷器12工质进口相连通；高温回热器3冷测出口与过热气冷壁4工质进口相连通，高温回热器3热侧进口与低压透平11出口相连通；辅助预冷器12空气出口与空预器17空气进口相连通；辅助省煤器16出口与省煤器15入口相连通。

所述空预器17和辅助省煤器16并列布置在省煤器15之后的锅炉尾部分隔烟道中。

所述辅助预冷器12和空预器17依次加热冷空气。

所述辅助省煤器16用来加热部分主压缩机1出口的低温工质，以回收低温烟气热量。

所述空预器17和辅助省煤器16出口排烟温度为90℃左右。