一种耦合熔盐储热和碳捕集系统的燃煤发电机组及方法

本发明属于燃煤发电机组，涉及一种耦合熔盐储热和碳捕集系统的燃煤发电机组及方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、目前，可再生能源得到快速发展，大规模可再生能源的并网发电使得电网稳定性受到影响，电网对燃煤电厂灵活性的要求有了进一步提升。熔融盐储热是目前提高燃煤电厂灵活性的有效方法之一，其工作原理为：当电厂发电量高于电网的需求量时，抽取一部分高温蒸汽加热熔融盐，将高温蒸汽中的能量转移到熔融盐中，进而降低电厂的发电负荷；当电厂发电量低于电网的需求量时，将储存在熔融盐中的热量用于燃煤电厂发电。

3、此外，在大力发展可再生能源的同时，化石能源的清洁利用仍然较为重要，所以在燃煤机组上加装二氧化碳捕集系统具有重要意义。常规的碳捕集系统原理为：经过脱硫脱硝后的烟气进行冷却加压，然后进入吸收塔，吸收了二氧化碳的吸收液经过预热后进入解析塔，在一定的温度条件下，吸收液和二氧化碳分离，高浓度二氧化碳从解析塔上方流出并压缩。分离出来的吸收液则进入吸收塔完成循环。

4、碳捕集系统中主要的能量消耗是解析塔再沸器中的再生能耗，而熔盐储热系统储热过程中，由于熔融盐的熔点高，所以高温蒸汽对冷熔盐放热后的温度依然较高，如果直接将其通入冷凝器则会造成能量的浪费。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述问题，提出了一种耦合熔盐储热和碳捕集系统的燃煤发电机组及方法，本发明将熔盐储热系统和二氧化碳捕集系统耦合，将储热系统中的能量更充分地利用。

2、根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

3、一种耦合熔盐储热和碳捕集系统的燃煤发电机组，包括燃煤机组、熔盐储热系统、碳捕集系统和蒸汽储热罐，其中：

4、所述熔盐储热系统包括热熔盐罐、冷熔盐罐和换热器，热熔盐罐、冷熔盐罐之间设置所述换热器；

5、所述熔盐储热系统和碳捕集系统之间设置有蒸汽储热罐；

6、在熔盐储热系统的储热过程中，燃煤机组的再热蒸汽与冷熔盐罐中的熔盐换热，放热后的蒸汽经过蒸汽储热罐后，进入碳捕集系统的再沸器中，为二氧化碳的再生提供能量；

7、当蒸汽量超过设定值时，蒸汽储热罐起缓冲和控制蒸汽流量的作用，使得进入再沸器的蒸汽量始终在合理的范围内。

8、作为可选择的实施方式，所述热熔盐罐通向冷熔盐罐的管路上设置熔盐—给水换热器，所述冷熔盐罐通向热熔盐罐的管路上设置熔盐—蒸汽换热器。

9、作为可选择的实施方式，所述熔盐—蒸汽换热器和碳捕集系统的再沸器之间设置所述蒸汽储热罐。

10、作为可选择的实施方式，所述再沸器出口的冷凝水进入除氧器中。

11、作为可选择的实施方式，燃煤机组的锅炉连接所述熔盐—蒸汽换热器。

12、作为可选择的实施方式，所述锅炉连接有高压缸和中压缸。

13、作为进一步的，所述中压缸连接所述再沸器。

14、基于上述燃煤发电机组的工作方法，包括以下步骤：

15、在需要降负荷运行时，若从熔盐—蒸汽换热器流出的蒸汽量不足以供应碳捕集系统再沸器的再生能耗需求，再热蒸汽的抽汽从锅炉中流出进入熔盐—蒸汽换热器，与冷熔盐罐中流出的熔盐进行换热，吸热后的熔盐流入热熔盐罐，放热后的再热蒸汽通入蒸汽储热罐，再通入再沸器；

16、若从熔盐—蒸汽换热器流出的蒸汽量大于供应碳捕集系统再沸器的再生能耗需求，蒸汽储热罐储存过量的蒸汽，停止从中压缸排汽中抽取蒸汽为再沸器供能，再沸器仅由从熔盐—蒸汽换热器流出的蒸汽供能，当储热过程结束后，蒸汽储热罐再释放蒸汽为再沸器供能。

17、作为可选择的实施方式，当需要升负荷运行或者不进行变负荷运行时，热熔盐罐中流出的热熔盐与给水泵流出的给水进行换热，放热后的熔盐进入冷熔盐罐，吸热后的给水进入锅炉.

18、作为进一步的，碳捕集系统中的再生能耗则仅由中压缸的排汽提供。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

20、本发明利用储热过程中在熔盐—蒸汽换热器内放热后的蒸汽能量为碳捕集系统中的再沸器供能，使得用于储热的再热蒸汽能量得到充分利用。

21、本发明在熔盐储热系统与碳捕集系统之间添加蒸汽储热罐：从熔盐—蒸汽换热器流出的蒸汽量过大时，蒸汽储热罐可以起到缓冲和控制蒸汽流量的作用，使得进入再沸器的蒸汽量始终在合理的范围内。

22、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种耦合熔盐储热和碳捕集系统的燃煤发电机组，其特征是，包括燃煤机组、熔盐储热系统、碳捕集系统和蒸汽储热罐，其中：

2.如权利要求1所述的一种耦合熔盐储热和碳捕集系统的燃煤发电机组，其特征是，所述热熔盐罐通向冷熔盐罐的管路上设置熔盐—给水换热器，所述冷熔盐罐通向热熔盐罐的管路上设置熔盐—蒸汽换热器。

3.如权利要求2所述的一种耦合熔盐储热和碳捕集系统的燃煤发电机组，其特征是，所述熔盐—蒸汽换热器和碳捕集系统的再沸器之间设置所述蒸汽储热罐。

4.如权利要求1所述的一种耦合熔盐储热和碳捕集系统的燃煤发电机组，其特征是，所述再沸器出口的冷凝水进入除氧器中。

5.如权利要求1所述的一种耦合熔盐储热和碳捕集系统的燃煤发电机组，其特征是，燃煤机组的锅炉连接所述熔盐—蒸汽换热器。

6.如权利要求5所述的一种耦合熔盐储热和碳捕集系统的燃煤发电机组，其特征是，所述锅炉连接有高压缸和中压缸。

7.如权利要求6所述的一种耦合熔盐储热和碳捕集系统的燃煤发电机组，其特征是，所述中压缸连接所述再沸器。

8.基于权利要求1-7中任一项所述的燃煤发电机组的工作方法，其特征是，包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的工作方法，其特征是，当需要升负荷运行或者不进行变负荷运行时，热熔盐罐中流出的热熔盐与给水泵流出的给水进行换热，放热后的熔盐进入冷熔盐罐，吸热后的给水进入锅炉。

10.如权利要求9所述的工作方法，其特征是，碳捕集系统中的再生能耗则仅由中压缸的排汽提供。

技术总结本发明提供了一种耦合熔盐储热和碳捕集系统的燃煤发电机组，包括燃煤机组、熔盐储热系统、碳捕集系统和蒸汽储热罐，熔盐储热系统包括热熔盐罐、冷熔盐罐和换热器，热熔盐罐、冷熔盐罐之间设置所述换热器；熔盐储热系统和碳捕集系统之间设置有蒸汽储热罐；在熔盐储热系统的储热过程中，燃煤机组的再热蒸汽与冷熔盐罐中的熔盐换热，放热后的蒸汽经过蒸汽储热罐后，进入碳捕集系统的再沸器中，为二氧化碳的再生提供能量；当蒸汽量超过设定值时，蒸汽储热罐起缓冲和控制蒸汽流量的作用，使得进入再沸器的蒸汽量始终在合理的范围内。技术研发人员：高明,王顺,何锁盈,贾振国,赵广强,管洪军受保护的技术使用者：山东大学技术研发日：技术公布日：2024/1/15