[发明专利]燃煤发电系统及方法

说明书

本发明公开了一种燃煤发电系统及方法，所述系统包括：空气分离装置、炼焦装置、燃烧装置、第一透平和第一发电机，通过空气分离装置从空气中分离出氧气，避免了空气中的氮参与燃烧反应，从而减少了氮氧化物和氨的排放量，降低了污染物排放量；通过炼焦装置对燃煤原料进行炼焦，使燃煤原料中的氢、硫和磷等污染物转化为煤气，进一步降低了污染物排放量，提高了煤气产量；通过炼焦生成的炭和分离出的氧气燃烧生成高温高压的二氧化碳，将该高温高压二氧化碳输送至第一透平中膨胀做功，驱动第一发电机发电，从而提高了发电效率，并且无需使用煤气进行发电，降低了能耗。

技术领域

本发明涉及一种燃煤发电系统及方法，属于节能技术领域。

背景技术

我国的能源结构特点决定了火力发电在电力生产中的主导地位。近年来，尽管核电、风电、太阳能发电的比重不断提高，但燃煤发电仍是我国电力生产的绝对主力。截至2018年底，全国装机容量19.0亿千瓦，火电装机容量达到11.4亿千瓦，其装机占2018年总发电量的60.2%。正因为如此，在公众舆论中，燃煤电厂成为导致我国大气污染和雾霾的众矢之的。

相关数据显示，我国NO_x和SO_x每年总的排放量约为4000万吨。然而，越来越多的研究成果表明，氨才是PM.5中绝大多数二次颗粒物形成的根本原因，而燃煤电厂的脱硝过程中会导致大量的氨泄露。也就是说，烟气脱硝不仅没有完全控制NO_x的排放，还带来了严重的次生灾害—氨。但到目前为止，我国并没有明确的氨排放控制标准，也没有较精确的氨排放统计结果。初步分析认为，我国每年氨排放超过千万吨；根据雾霾严重地区的相关监测，氨的排放量和排放浓度经常比NO_x的浓度还高。

另外，燃煤发电的净效率在30%至40%之间，因此，现有技术中存在燃煤发电污染物排放量大，且发电效率不高的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种燃煤发电系统及方法，以解决现有技术中燃煤发电污染物排放量大，且发电效率不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种燃煤发电系统，燃煤发电系统包括：空气分离装置、炼焦装置、燃烧装置、第一透平和第一发电机；

所述空气分离装置的出气口与所述燃烧装置的第一进气口连接；

所述炼焦装置的出料口与所述燃烧装置的进料口连接；

所述燃烧装置的出气口与所述第一透平的进气口连接；

所述第一透平的透平轴与所述第一发电机的转子连接。

优选的，所述燃煤发电系统还包括：回热器、第一冷却装置和第一增压装置；

所述第一透平的出气口与所述回热器的第一进气口连接；

所述回热器的第一出气口与所述第一冷却装置的进气口连接；

所述第一冷却装置的出气口与所述第一增压装置的进气口连接；

所述第一增压装置的第一出气口与所述回热器的第二进气口连接；

所述回热器的第二出气口与所述燃烧装置的第二进气口连接。

优选的，若所述第一冷却装置为冷却器，则所述第一增压装置为压缩机；

若所述第一冷却装置为冷凝器，则所述第一增压装置为增压泵。

优选的，所述燃煤发电系统还包括：第一换热器和煤气净化装置；

所述炼焦装置的出气口与所述第一换热器的第一进气口连接；

所述空气分离装置的出气口与所述第一换热器的第二进气口连接；

所述第一换热器的第一出气口与所述燃烧装置的第一进气口连接；