[实用新型]一种集成超临界二氧化碳循环的垃圾焚烧发电系统

说明书

本实用新型涉及一种集成超临界二氧化碳循环的垃圾焚烧发电系统，利用超临界二氧化碳循环代替常规蒸汽朗肯循环；在余热锅炉中布置高温二氧化碳加热器、中温二氧化碳加热器和低温二氧化碳加热器加热超临界二氧化碳，高温二氧化碳加热器出口高温高压二氧化碳进入超临界二氧化碳循环；一次风以二氧化碳和烟气为热源分三级加热，二次风以二氧化碳和烟气为热源分二级加热；主压缩机出口分别与低温回热器高压二氧化碳入口和低温二氧化碳加热器二氧化碳入口连接；高温二氧化碳加热器二氧化碳入口与中温二氧化碳加热器二氧化碳出口和高温回热器高压二氧化碳出口连接。本实用新型提高了垃圾焚烧发电效率，缩小了垃圾焚烧发电厂的占地面积。

技术领域

本实用新型属于垃圾发电技术领域，特别涉及一种集成超临界二氧化碳循环的垃圾焚烧发电系统。

背景技术

近年来，随着我国社会经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，“垃圾围城”现象日益严峻，如何安全，无害化处理垃圾已成为我国目前发展所面临的主要问题之一。垃圾焚烧是垃圾处理的一种主要方式，其焚烧释放的热量可用来发电、供热、供冷等，具有减量化、无害化、资源化等优点。“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划指出，2020年底我国城市生活垃圾无害化处理率要高于 95％，其中垃圾焚烧处理将占无害化处理总能力50％以上。因此，推进垃圾资源化利用，大力发展垃圾焚烧发电是我国垃圾处理行业今后发展的重点之一。然而，垃圾焚烧发电机组的发电效率仅为18％～25％。

超临界二氧化碳循环具有高效、环保等优点，被视为未来发电的主要发展方向之一，其在火力发电，核能发电，太阳能热发电，余热发电，地热发电，生物质发电等领域的研究较多，但在垃圾焚烧发电领域的研究较少。超临界二氧化碳是一种理想工质，其成本低、不可燃、无腐蚀性且化学性质不活泼。当高温热源温度在600℃左右时，超临界二氧化碳循环的发电效率可达到的40％。并且，在中等压力 (8～20MPa)和中等温度(200℃～650℃)下，超临界二氧化碳循环的效率高于蒸汽朗肯循环。超临界二氧化碳循环核系统心设备结构简单，可模块化制造，电站的制造成本和运行成本较低。另外，由于超临界二氧化碳密度较大，相应的涡轮机械尺寸较小，系统结构紧凑。

由此，对垃圾焚烧锅炉与超临界二氧化碳发电循环进行集成，可缩小垃圾焚烧发电厂的占地面积，有望实现垃圾焚烧所产生热量的高效利用，进而解决垃圾焚烧发电厂效率偏低的问题。

实用新型内容

根据背景技术中所提到垃圾焚烧发电厂发电效率偏低的问题，并且注意到，在中等压力(8～20MPa)和中等温度(200℃～650℃)下，超临界二氧化碳循环的效率高于蒸汽朗肯循环，且超临界二氧化碳密度较大，相应的涡轮机械尺寸较小，系统结构紧凑。本实用新型提出了一种集成超临界二氧化碳循环的垃圾焚烧发电系统，主要包括垃圾焚烧炉，余热锅炉和超临界二氧化碳循环，以超临界二氧化碳循环代替常规蒸汽朗肯循环进行发电，提高了垃圾焚烧发电效率，缩小了垃圾焚烧发电厂的占地面积。

所述高温二氧化碳加热器出口高温高压二氧化碳进入透平膨胀做功，进而带动发电机发电；透平出口二氧化碳依次经过高温回热器与低温回热器释放热量，低温回热器出口二氧化碳分成两部分，一部分直接进入再压缩机加压，另一部分分成两股进入一次风一级加热器和二次风一级加热器进一步冷却；再压缩机出口高压二氧化碳与低温回热器出口高压二氧化碳混合后进入高温回热器，一次风一级加热器和二次风一级加热器出口二氧化碳混合后经主压缩机加压后分成两部分，一部分依次进入低温回热器和高温回热器吸收二氧化碳热量，另一部分依次经余热锅炉中的低温二氧化碳加热器和中温二氧化碳加热器吸收烟气热量；高温回热器出口高压二氧化碳与中温二氧化碳加热器出口二氧化碳混合后进入高温二氧化碳加热器吸收烟气热量，出口高温高压二氧化碳进入透平，由此完成整个循环。

所述垃圾焚烧炉出口高温烟气进入余热锅炉，依次经过高温二氧化碳加热器，中温二氧化碳加热器，低温二氧化碳加热器和一次风三级加热器，而后分成两股经过一次风二级加热器和二次风二级加热器，余热锅炉出口烟气进入烟气处理系统。