[发明专利]氧气锅炉功率设备氧气供应系统热联合

说明书

技术领域

本公开大体涉及应用至燃煤氧气锅炉功率设备的热联合方案，并且更具体地涉及氧气供应系统向这种设备内的热联合。

背景技术

如今煤炭贡献了世界上的很大比例的电力产生，并且被期望在可预见的将来维持其支配份额。但是，显著的环境压力已经导致增加的环境需求，其不仅仅需要高效率而且需要降低的CO2、SO2、NOx的排放水平和极低水平的汞。

尤其有利的设备布置是带有CO2捕获的氧气燃烧蒸汽设备的使用。氧气燃烧系统使用通常在空气分离单元中产生的氧气，而不是空气，以用于初级燃料的燃烧。氧气经常与惰性气体(例如，再循环废气)混合，以便将燃烧温度保持在适当的水平。此外，优选的是，分离地或此外在蒸汽旋管氧气预热器中预热来自空气分离单元的氧气。

氧气燃烧过程产生具有作为其主要组分的CO2、水以及O2的废气，按体积CO2浓度典型地大于大约70％。因而，在气体处理单元中可相对简单地进行从氧气燃烧过程的废气的CO2捕获。

在图1中显示了高效率氧气燃烧蒸汽设备的典型的水蒸汽循环的实例。设备包括由来自锅炉142的蒸汽供应的再加热蒸汽涡轮HP、IP、LP的三重压力系列。来自最后的低压蒸汽涡轮LP的废汽在精处理104之前在冷凝器102中冷凝，并在闭环中在返回至锅炉142之前借助于冷凝物泵103接连地泵压穿过一系列的低压加热器103、107、108、109、131、供应水箱136以及高压加热器132。用于低压和高压加热器的热源典型地为从低压/中压以及高压蒸汽涡轮取出的蒸汽。

由于在确保最高效率循环中的大益处，存在对下列的持续需求：发现将在蒸汽功率设备内的氧气燃烧捕获系统的热需求和散热更好地联合的方式。这需要带有设备循环的捕获系统的热需求和散热的最优化，来确保不浪费能量。尤其是，这需要如下考虑：如何将蒸汽旋管氧气预热器联合入热循环。

发明内容

提供一种带有后燃烧废气CO2捕获系统的燃煤氧气锅炉和蒸汽循环功率设备方案，其联合系统的主要热产生源，以便提供灵活的设备操作和改善的整体设备热效率。

本公开基于用于将空气分离单元热联合入燃煤氧气锅炉功率设备的冷凝物系统的新颖方案的一般观点。

一方面提供了一种燃煤氧气锅炉功率设备，该燃煤氧气锅炉功率设备包括兰金蒸汽循环，其具有：高压蒸汽涡轮，其适于膨胀蒸汽且具有出口；中压蒸汽涡轮，其适于膨胀来自高压蒸汽涡轮的蒸汽；以及低压蒸汽涡轮，其适于膨胀来自具有蒸汽取出端口的中压蒸汽涡轮的蒸汽。循环的冷凝物系统还包括：冷凝器，其适于冷凝从低压蒸汽涡轮排出的蒸汽；一系列低压加热器，其适于接收并连续地加热来自冷凝器的冷凝物；供应水箱，其构造且布置为从该系列低压加热器接收冷凝物；以及一系列高压加热器，其适于从供应水箱接收冷凝物。

氧气锅炉功率设备进一步包括：空气分离单元，其具有带有蒸汽旋管氧气预热器的氧气管线，其中，取出管线将蒸汽取出端口连接至蒸汽旋管氧气预热器。泄放管线然后将蒸汽旋管预热器流体地连接至流体地在系列低压预热器和供应水箱之间的兰金蒸汽循环的点。

在一方面中，中压蒸汽涡轮是多级中压蒸汽涡轮，并且蒸汽取出端口构造且布置为从中压蒸汽涡轮的中间级取出蒸汽。

在一方面中，紧急管线连接至泄放管线和冷凝器。

本发明的又一目的在于，克服或至少改良现有技术的缺点和不足或提供有益的备选项。

本公开的其它的特征和优点从结合附图进行的下列描述将变得显而易见，附图借助于实例示出了本发明的示范实施例。

附图说明

借助于实例，在下文中参照附图而更加充分地描述了本公开的实施例，其中：

图1是示范实施例可应用至的现有技术的燃煤氧气锅炉功率设备的示意图;

图2是空气分离单元蒸汽旋管氧气预热器向燃煤氧气锅炉功率设备内的热联合的示意图；

图3是图2的热联合系统的示意图，在其中显示了前进入冷凝物系统的备选泄放管线；以及

图4是图2的另一热联合系统的示意图，在其中显示了前进入冷凝物系统的又一备选泄放管线。

附图标记：

1IP涡轮

2取出端口

3氧气供应管线

4取出管线

5蒸汽旋管氧气预热器

6控制阀

7过热降温器

8泄放管线

9冷凝物箱

10冷凝物泵

11低压加热器#3

12低压加热器#4

13泄放控制阀

14紧急管线

15冷凝器