基于碳捕集的燃煤发电机组热力系统性能研究

发布时间：2017-10-27 09:30

  本文关键词：基于碳捕集的燃煤发电机组热力系统性能研究

  更多相关文章： 碳捕集 再生能耗 热力系统 解吸热源 热经济性 技术经济性

【摘要】：化石燃料燃烧排放出的大量温室气体CO2导致气候改变,从而严重危害生态平衡,在全球实施节能减排的策略下,中国因CO2排放量大而面临巨大的减排压力,因此,控制CO2排放量势在必行。由于燃煤电厂的烟气排放是CO2的主要排放源,因此,从烟气中捕捉CO2是减缓CO2排放问题最佳方案之一。目前,CO2捕集方法主要有化学吸收法、物理吸收法、吸附法、膜分离法等。其中基于单乙醇胺(MEA)的CO2吸收系统属于燃烧后碳捕集方式中的化学吸收法,是目前技术最为成熟的碳捕集方式。在本文中,主要对基于MEA的碳捕集系统再生能耗及碳捕集系统与燃煤机组的耦合特性进行了研究。主要研究内容及结论如下所示:首先,对基于MEA的碳捕集系统的能耗特性进行分析,介绍了基于MEA溶液的CO2吸收机理,建立了再生能耗计算模型,计算分析了参数如碳捕集率及吸收剂浓度等变化时对解吸能耗的影响。本文采用了热平衡法及等效焓降法对系统进行能量分析,建立了基于MEA碳捕集的燃煤机组热力系统热经济性评价指标。其次,以国内某600MW超临界燃煤机组作为研究对象,并对其能量流、质量流进行了分析,根据能量品位匹配原则提出了基于MEA的碳捕集系统与燃煤机组的集成方案,并分析了其特性。此外,还计算分析了参数如吸收剂MEA浓度及碳捕集率等变化时对各种集成方案热经济性指标的影响。最后,为了合理评估基于MEA碳捕集的燃煤机组未来发展的经济可行性,本文对各种集成系统进行了技术经济性分析,建立了集成系统发电成本模型、CO2减排成本模型,计算分析了集成系统与参考机组的发电成本及CO2减排成本。降低碳税及提高CO2售出价格等措施能够弥补碳捕集系统造成的发电成本的提高。因此,碳捕集电厂有望突破经济障碍,在保障传统系统经济性的同时实现CO2的大规模减排。
【关键词】：碳捕集 再生能耗 热力系统 解吸热源 热经济性 技术经济性
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM611
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 CCS技术国内外研究进展11-14
• 1.2.1 CO_2捕集技术11-13
• 1.2.2 CO_2封存13
• 1.2.3 CO_2资源化利用13-14
• 1.3 燃烧后碳捕集技术研究进展14-15
• 1.4 论文的主要工作及结构安排15-17
• 1.4.1 论文的主要工作15-16
• 1.4.2 论文的结构安排16-17
• 第2章 热经济性分析理论概述17-22
• 2.1 引言17
• 2.2 热力系统分析中的基本概念17-20
• 2.2.1 热平衡分析法17-18
• 2.2.2 等效焓降法18-20
• 2.2.2.1 蒸汽携带热量出系统18-19
• 2.2.2.2 热水从主凝结水管路进入系统19-20
• 2.3 热经济性评价指标20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 基于碳捕集的燃煤发电机组热力系统特性研究22-39
• 3.1 引言22
• 3.2 基于MEA溶液的二氧化碳捕集系统22-26
• 3.2.1 反应机理22-23
• 3.2.2 再生能耗计算模型23-25
• 3.2.3 碳捕集率与吸收剂浓度对再生能耗的影响25-26
• 3.3 碳捕集系统与燃煤发电热力系统耦合方案研究26-32
• 3.3.1 解吸热源的选择26-28
• 3.3.2 现有机组的改造方案研究28-29
• 3.3.3 现有机组汽轮机抽汽段引入引射器改造方案研究29-31
• 3.3.3.1 汽汽引射器特性方程29-30
• 3.3.3.2 汽轮机抽汽段引入引射器改造方案30-31
• 3.3.4 新设计机组改造方案研究31-32
• 3.4 计算结果及参数分析32-34
• 3.4.1 热经济性指标计算结果32
• 3.4.2 计算结果分析32-34
• 3.5 灵敏性分析34-38
• 3.5.1 吸收剂浓度对计算结果的影响34-36
• 3.5.1.1 吸收剂浓度对全厂热效率的影响34-35
• 3.5.1.2 吸收剂浓度对发电标准煤耗率的影响35
• 3.5.1.3 吸收剂MEA浓度对全厂热耗率的影响35-36
• 3.5.2 碳捕集率对计算结果的影响36-38
• 3.5.2.1 碳捕集率对全厂热效率的影响36-37
• 3.5.2.2 碳捕集率对发电标准煤耗率的影响37
• 3.5.2.3 碳捕集率对全厂热耗率的影响37-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第4章 基于碳捕集的燃煤发电机组技术经济性分析39-47
• 4.1 引言39
• 4.2 技术经济性评价指标39-40
• 4.2.1 发电成本39
• 4.2.2 CO_2减排成本39-40
• 4.2.3 碳税收对发电成本的影响40
• 4.2.4 碳出售对发电成本的影响40
• 4.3 计算结果及参数分析40-45
• 4.3.1 计算结果分析41-42
• 4.3.2 灵敏性分析42-45
• 4.3.2.1 碳税收价格与碳售出价格对发电成本的影响42-43
• 4.3.2.2 碳捕集率对计算结果的影响43-44
• 4.3.2.3 吸收剂MEA浓度对计算结果的影响44-45
• 4.4 本章小结45-47
• 第5章 结论与展望47-49
• 5.1 主要结论47-48
• 5.2 对未来工作的展望48-49
• 参考文献49-54
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果54-55
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作55-56
• 致谢56

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