[发明专利]一种耦合富氧燃烧的超临界CO2

权利要求书

1.一种耦合富氧燃烧的超临界CO₂循环冷热电联产系统，其特征在于，包括高温回热器(1)、低温回热器(2)、中间冷却器(3)、预压缩机(4)、预冷器(5)、主压缩机(6)、再压缩机(7)、工质加热器(8)、锅炉(9)、过热器(10)、高压透平(11)、再热器(12)、低压透平(13)、供热换热器(14)、烟气冷却器(15)、空气预热器(24)、烟气再循环除水系统(25)、烟气再循环风机一(26)、烟气再循环风机二(27)、一次风通道(28)、二次风通道(29)、燃尽风通道(30)、空分系统(31)和吸收式制冷系统，吸收式制冷系统包括吸收式制冷机组发生器(16)、吸收式制冷机组空冷凝器(17)、吸收式制冷机组蒸发器(19)、吸收式制冷机组吸收器(20)、吸收式制冷机组溶液泵(21)和吸收式制冷机组溶液换热器(22)；其中，

锅炉(9)上部布置有过热器(10)和再热器(12)，然后布置工质加热器(8)，过热器(10)工质侧出口连接高压透平(11)，高压透平(11)出口乏气连接再热器(12)工质侧入口，再热器(12)工质侧出口连接低压透平(13)，高压透平(11)、低压透平(13)与再压缩机(7)、主压缩机(6)同轴连接，低压透平(13)同高温回热器(1)高温侧入口连接，高温回热器(1)高温侧出口和低温回热器(2)高温侧入口连接，低温回热器(2)高温侧出口连接中间冷却器(3)，工质与供热换热器(14)换热之后从中间冷却器(3)出口进入预压缩机(4)，预压缩机(4)出口分别和再压缩机(7)入口及预冷器(5)入口相连，预冷器(5)出口与主压缩机(6)进口相连，主压缩机(6)出口与低温回热器(2)低温侧入口相连，低温回热器(2)低温侧出口和再压缩机(7)出口与高温回热器(1)低温侧入口相连，高温回热器(1)低温侧出口与锅炉(9)连接；高温回热器(1)低温侧入口前部分工质分流经过工质加热器(8)加热后再送入锅炉(9)；尾部烟道区域布置有烟气冷却器(15)，空气预热器(24)；烟气冷却器(15)与吸收式制冷系统相连；空气预热器(24)与一次风通道(28)，二次风通道(29)相连，尾部烟道一旁路分别与烟气再循环风机一(26)和烟气再循环风机二(27)相连；烟气再循环风机一(26)出口同烟气再循环除水系统(25)相连接；空分系统(31)与一次风通道(28)，二次风通道(29)，燃尽风通道(30)相连；

吸收式制冷系统利用烟气余热作为驱动热源，烟气送入吸收式制冷系统发生器(16)提供热量后送出，回到锅炉(9)；吸收式制冷系统发生器(16)制冷剂出口侧同吸收式制冷机组空冷凝器(17)相连，吸收式制冷机组空冷凝器(17)出口同吸收式制冷机组蒸发器(19)连接，从制冷对象中吸取热量，蒸发器出口同吸收式制冷机组吸收器(20)连接，吸收式制冷机组吸收器(20)吸收剂出口侧同吸收式制冷机组溶液泵(21)连接，吸收式制冷机组溶液泵(21)同吸收式制冷机组溶液换热器(22)的稀溶液入口侧相连，吸收式制冷机组溶液换热器(22)稀溶液出口侧同发生器(16)吸收剂入口侧连接，而吸收式制冷机组溶液换热器(22)浓溶液入口侧同发生器(16)吸收剂出口侧连接，吸收式制冷机组溶液换热器(22)浓溶液出口侧同吸收式制冷机组吸收器(20)吸收剂入口侧连接；

该系统利用烟气高温段550～600℃余热加热分流的部分工质CO₂；循环工质CO₂在高温回热器高压侧入口位置分流，一部分进入高温回热器(1)加热，一部分进入锅炉(9)内的工质加热器利用烟气加热，汇合后送入锅炉(9)；

工质加热器出口烟气温度为350～400℃，为利用这部分烟气低温段余热，尾部烟道内并联布置空气预热器和烟气冷却器；空气预热器预热一次风、二次风及燃尽风，以改善并强化燃烧过程；烟气冷却器利用烟气余热作为驱动热源，结合溴化锂吸收式制冷机组，完成用户的供冷需求；

该系统利用纯氧和再循环烟气的混合气体作为助燃气体，并分别对混合气体中氧气含量和烟气含量进行一、二次风分级；在尾部烟道抽取一部分烟气进行烟气再循环，再循环烟气分为两路，一路经除水冷却、增氧处理后送入一次风通道在空气预热器中预热后送入锅炉；一路经增氧处理后作为二次风，烟气抽取点布置在工质加热器后，抽取的再循环烟气温度较高，高温烟气预热了烟气/氧气混合气体，再在空气预热器中进一步预热后送入锅炉，显著提高燃烧效率；利用空分系统分离得到纯氧，再按设定比例分别注入一次风通道和二次风通道，增加一次风和二次风中的含氧量，在炉膛上部单则独送入的纯氧燃尽风；富氧燃烧配合氧深度分级燃烧，保证了燃料的充分燃烧。