[发明专利]一种太阳能辅助燃气蒸汽联合循环的富氧燃烧脱碳集成系统

说明书

本发明公开了属于节能减排技术领域的一种太阳能辅助燃气蒸汽联合循环(Natural Gas Combined Cycle，NGCC)的富氧燃烧脱碳集成系统。该系统包括太阳能热发电子系统、太阳能辅助燃气蒸汽联合循环子系统、电解水子系统和CO₂压缩封存及余热回收子系统。本发明利用塔式太阳能高温热能发电为电解水装置供电制取氧气，低温热能辅助加热中压缸部分排汽，减少了天然气的消耗量；同时电解水装置产生的氧气用于实现燃气锅炉的富氧燃烧，使燃烧室产物单一，便于CO₂的捕集；此外回收三股余热(尾部烟气余热、CO₂压缩余热及电解水装置余热)实现供热，实现了能量的梯级利用；本发明可实现热、电、氢多能联供，并向电网输电，优化了能源利用，有效的提高了系统效率。

技术领域

本发明属于节能减排领域，具体地说，特别涉及一种太阳能辅助燃气蒸汽联合循环(Natural Gas Combined Cycle，NGCC)的富氧燃烧脱碳集成系统。

背景技术

为应对全球气候变暖，降低碳排放量，我国在《巴黎协定》中提出了“2030年碳达峰2060年碳中和”的“双碳”目标。随着燃气发电的迅速发展和国家对碳捕集技术的日益重视，NGCC(Natural Gas Combined Cycle)电站CO₂的减排需求将不断增加。富氧燃烧+碳封存技术可直接捕集CO₂实现NGCC电站CO₂的近零排放，具有大规模应用的潜力。

然而富氧燃烧机组的空气分离装置将导致机组厂用电量增多，系统能耗增加，系统效率降低，严重制约富氧燃烧技术的发展。故需要一种绿色、高效的NGCC富氧燃烧脱碳集成系统。

发明内容

基于上述分析和实际需求，本发明旨在提供一种太阳能辅助NGCC的富氧燃烧脱碳集成系统。该系统包括4个子系统，分别为：太阳能热发电子系统1、太阳能辅助燃气蒸汽联合循环子系统2、电解水子系统3和CO₂压缩封存及余热回收子系统4。

所述的太阳能热发电子系统1，包括日光反射装置1、塔式太阳能集热器2、热源存储罐3、高温换热器4、热源侧低温换热器5、冷源存储罐6、油泵7、第一汽轮机8、第一凝汽器9、第一凝结水泵10和第一发电机11，日光反射装置1将热量传递给塔式太阳能集热器2，塔式太阳能集热器2出口与热源存储罐3下端入口相连，热源存储罐3上端出口接高温换热器4热源侧入口，高温换热器4热源侧出口与低温换热器5热源侧入口相连，冷源存储罐6下端入口与低温换热器5热源侧出口相连，其上端出口接油泵7入口，油泵7出口与塔式太阳能集热器2入口相连，同时低温换热器5冷源侧与太阳能辅助燃气蒸汽联合循环子系统2相连，高温换热器4冷源侧出口接第一汽轮机8入口，第一汽轮机8排气口与第一凝汽器9入口相连，第一凝汽器9的出口与第一凝结水泵10、高温换热器4冷源侧入口串联，第一汽轮机8与第一发电机11串联，第一凝汽器9的冷凝水和第一发电机11的电能同时与电解水装置12相连。

所述电解水子系统3，包括电解水装置12和氢存储罐13，电解水装置12的入口分别引入第一发电机11的电能和第一凝汽器9出口的冷凝水，电解水装置12的出口I与氢存储罐13相连，其出口II和出口III则分别与太阳能辅助燃气蒸汽联合循环子系统2和CO₂压缩封存及余热回收子系统4相连。