[实用新型]零碳排放热力发电系统

说明书

本实用新型提供了一种零碳排放热力发电系统，包括主压缩机、低温回热器、高温回热器、高压燃烧室、高压透平、低压燃烧室、低压透平、发电机、冷却分离器、预热器、预压缩机、中间冷却器等。本实用新型适合作为中、小型发电机组，用于分布式发电。本实用新型系统发电效率高，可达80％以上；系统为零排放，纯氧燃烧避免产生NOx，并固定二氧化碳，且释放的反应热也被完全利用，系统的环保效益好；此外，系统的经济性较好，超临界二氧化碳循环具有系统简化、设备紧凑、维护方便等优点，设备投资和运行维护费用较低，纯氧的费用可以由发电效率的提高来覆盖，对于自备空分装置的用户，纯氧费用低，固碳装置的投资和原料费用可通过碳补贴覆盖。

技术领域

本实用新型涉及一种零碳排放热力发电系统，属于发电技术领域。

背景技术

近年来，我们国家的环境问题比较突出，特别是雾霾、PM2.5、大气污染物、二氧化碳排放等已成为全社会广泛关注的焦点。作为上述环境问题的主要源头之一，基于化石能源的热力发电厂面临极大的减排、去碳压力。2018年10月8日，IPCC发布了《IPCC全球升温1.5℃特别报告》，指出目前全球气温较工业化前水平已经增加了1℃，全球升温1.5℃最快有可能在2030年达到，全球气候行动亟待加速。我国作为有影响力的大国，在1.5℃温控目标上需要加大投入。对于基于化石燃料的热力发电厂，零污染物排放和零碳排放的高效热力发电系统将是未来发电技术的主流。

要实现上述目标，一种可行的技术路线是采用纯氧燃烧，以避免生成NOx污染物，并且便于从尾气中分离二氧化碳，二氧化碳是纯氧燃料优选的燃烧气氛。对于固碳方法，人工加速矿物碳酸化固碳安全、稳定、永久，是可大规模用于固碳的方法之一。对于高效发电技术，超临界二氧化碳循环具有系统简化、设备紧凑、维护简便等潜在优势，中、小容量机组适合用于分布式发电。因此，将纯氧燃烧、矿物碳酸化固碳、超临界二氧化碳循环高效发电结合起来，探索新型的零碳排放热力发电系统具有一定的研究价值和现实意义。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是如何实现热力发电系统的零碳排放，已达到更好的综合效益。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种零碳排放热力发电系统，其特征在于：包括主压缩机，主压缩机出口连接低温回热器高压侧进口、矿物碳酸化固碳装置进口及矿物碳酸化固碳装置的二氧化碳加热部件的进口，低温回热器高压侧出口与矿物碳酸化固碳装置的二氧化碳加热部件的出口汇合后连接高温回热器高压侧进口，高温回热器高压侧出口连接高压燃烧室进口，高压燃烧室出口连接高压透平进口，高压透平出口连接低压燃烧室进口，低压燃烧室出口连接低压透平进口，低压透平出口连接高温回热器低压侧进口，发电机与高压透平和低压透平相连；高温回热器低压侧出口连接低温回热器低压侧进口，低温回热器低压侧出口连接冷却分离器工质进口，冷却分离器工质出口连接预热器工质进口，预热器工质出口连接预压缩机进口，预压缩机出口连接中间冷却器工质进口，中间冷却器工质出口连接气化器工质进口，气化器工质出口连接主压缩机进口；

气化器的氧出口和燃料出口分别连接预热器的氧进口和燃料进口，预热器的氧出口和燃料出口分别连接矿物碳酸化固碳装置的氧进口和燃料加热部件进口，矿物碳酸化固碳装置的氧出口和燃料加热部件的出口分别连接高压燃烧室的氧进口和燃料进口，矿物碳酸化固碳装置的氧出口还连接氧透平进口，矿物碳酸化固碳装置的燃料加热部件的出口还连接燃料透平进口，氧透平出口和燃料透平出口分别连接低压燃烧室的氧进口和燃料进口。

优选地，所述气化器的液氧进口连接氧泵。

优选地，所述气化器的液态燃料进口连接燃料泵。

更优选地，所述氧泵、燃料泵、氧透平、燃料透平同轴布置。

优选地，所述主压缩机、预压缩机、高压透平、低压透平和发电机同轴布置。

优选地，所述矿物碳酸化固碳装置内设有固碳原料。

更优选地，所述固碳原料为钙镁硅酸盐矿石。