富氧机组余热利用及太阳能热辅助碳捕集系统研究
发布时间：2021-07-08 14:08
富氧燃烧碳捕集技术作为一种碳减排方式可以有效地缓解温室效应对气候的影响,但是富氧燃烧技术需要在原有热力发电系统中增加空气分离系统、烟气压缩纯化系统,因此附加能耗将降低机组经济性。由于富氧燃烧电站具有烟气温度高、压缩余热多的特点,因此富氧燃烧电站进行余热利用可以提高其经济性。在此基础上开展富氧燃烧系统余热利用优化及槽式太阳能耦合富氧燃烧碳捕集系统的相关研究。本文使用Ebsilon professional模拟软件对富氧燃烧热力发电系统以及槽式太阳能集热系统进行模型建立,同时使用Aspen Plus流程模拟软件对空气分离系统和烟气压缩纯化系统进行模型建立。在富氧燃烧余热利用的研究过程中遵循能量梯级利用原理提出6种余热利用方案,对不同余热利用方案分别从热力特性、热经济性和经济性三个角度进行研究;在此基础上对槽式太阳能集热系统和富氧燃烧电站的耦合特性进行研究,提出7种耦合方案,分别从热力特性、热经济性和经济性三个角度进行研究。结果显示:1)采用将烟气低温省煤器与5、6级回热加热器并联,将空分系统级间换热器与7、8级回热加热器并联的方案为该富氧燃烧系统余热利用的最优方案。在此方案下,机组热效率提...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
富氧燃烧发电流程图
内蒙古科技大学硕士学位论文到 0.6MPa。然后经空冷塔、水冷塔进行预冷后送入分子筛，去除空气中分子筛出来的空气送入主换热器被冷却至-170℃左右，然后分为两股，一下塔精馏，初步分离成液氮和液空，经分离处理后的液氮经塔顶进入冷凝降温后进入上塔顶部再精馏分离，得到纯度更高的氮气，经冷凝器、主换水冷塔用于预冷循环水；另一股空气通过膨胀机获取冷量后送入上塔精馏氧进入主换热器换热后经过得到最终的氧气产品。
1～4-空气压缩机；5～7-级间冷却器；8-水冷塔；9-分子筛；10-换热器；11～13-水泵；14-空冷塔；15-分离器；16-主换热器；17-膨胀器；18-上精馏塔；19、20-节流阀；21-换热器；22-下精馏塔；图 2.4 空气分离系统 AspenPlus 模拟图由于本文空分模拟流程不需要产生 AR 和N2，因此选取的物性方法为空分模块默认的Peng-Robinson 方程。计算提出以下假设：1)空气成分可近似看作由 78.12%的 N2，20.95%的 O2和 0.93%的 Ar 组成；2)分子筛切换损失和仪表损失按照林德经验 1%计算；3)分子筛再生气量为空气量的 20%，加热温度为 120℃，分子筛大约占空分系统总能耗的 2%[40]；4)空气压缩机等熵系数为 0.85，机械效率为 0.98；5）空分系统入口空气温度为 25℃。空分流程部分参数如表 2.3-2.10。表 2.3 压缩机模块相关参数选取模块选取 级数 空气成分 等熵效率 机械效率 增压机增压后温度Compr等熵模型 4 级N2：0.7812O2：0.2095AR: 0.00930.85 0.98 40℃
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于热重-质谱联用的煤粉富氧燃烧动力学及污染物生成特性[J]. 刘倩,钟文琪,苏伟,贲昊玺. 化工学报. 2018(01)
[2]槽式太阳能热发电技术发展现状与趋势[J]. 周楷,余志勇,李心. 能源研究与管理. 2014(04)
[3]电力行业碳捕集现状和发展趋势[J]. 翟明洋,林千果,马丽,徐梓忻,王文双. 环境科技. 2014(02)
[4]富氧燃烧全流程建模及系统优化[J]. 韩冬,段伦博,段钰锋,胡海华,潘玄. 煤炭学报. 2013(12)
[5]燃煤锅炉集成太阳能热发电系统经济性分析[J]. 赵军,杨昆. 中国电机工程学报. 2012(S1)
[6]新型CO2近零排放中低温太阳能化石能源互补系统研究[J]. 罗尘丁,张娜,蔡睿贤. 工程热物理学报. 2012(12)
[7]集成太阳能对燃煤锅炉热力性能影响研究[J]. 赵军,杨昆. 中国电机工程学报. 2012(23)
[8]低CO2排放的太阳能/甲醇互补系统热力经济性分析[J]. 李元媛,张娜,蔡睿贤. 工程热物理学报. 2012(07)
[9]新型多能源互补系统的热力经济性分析[J]. 罗尘丁,张娜,蔡睿贤. 工程热物理学报. 2011(11)
[10]中国部分城市太阳能蒸汽热发电系统性能分析[J]. 林林. 西安交通大学学报. 2010(05)
博士论文
[1]太阳能辅助燃煤机组发电技术与政策研究[D]. 赵军.华北电力大学 2015
硕士论文
[1]300MW富氧煤粉燃烧锅炉机组烟气压缩系统仿真模型研究[D]. 王立坤.华北电力大学 2015
[2]槽式太阳能热发电系统性能分析[D]. 田素乐.山东大学 2012
本文编号：3271720
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
富氧燃烧发电流程图
内蒙古科技大学硕士学位论文到 0.6MPa。然后经空冷塔、水冷塔进行预冷后送入分子筛，去除空气中分子筛出来的空气送入主换热器被冷却至-170℃左右，然后分为两股，一下塔精馏，初步分离成液氮和液空，经分离处理后的液氮经塔顶进入冷凝降温后进入上塔顶部再精馏分离，得到纯度更高的氮气，经冷凝器、主换水冷塔用于预冷循环水；另一股空气通过膨胀机获取冷量后送入上塔精馏氧进入主换热器换热后经过得到最终的氧气产品。
1～4-空气压缩机；5～7-级间冷却器；8-水冷塔；9-分子筛；10-换热器；11～13-水泵；14-空冷塔；15-分离器；16-主换热器；17-膨胀器；18-上精馏塔；19、20-节流阀；21-换热器；22-下精馏塔；图 2.4 空气分离系统 AspenPlus 模拟图由于本文空分模拟流程不需要产生 AR 和N2，因此选取的物性方法为空分模块默认的Peng-Robinson 方程。计算提出以下假设：1)空气成分可近似看作由 78.12%的 N2，20.95%的 O2和 0.93%的 Ar 组成；2)分子筛切换损失和仪表损失按照林德经验 1%计算；3)分子筛再生气量为空气量的 20%，加热温度为 120℃，分子筛大约占空分系统总能耗的 2%[40]；4)空气压缩机等熵系数为 0.85，机械效率为 0.98；5）空分系统入口空气温度为 25℃。空分流程部分参数如表 2.3-2.10。表 2.3 压缩机模块相关参数选取模块选取 级数 空气成分 等熵效率 机械效率 增压机增压后温度Compr等熵模型 4 级N2：0.7812O2：0.2095AR: 0.00930.85 0.98 40℃
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于热重-质谱联用的煤粉富氧燃烧动力学及污染物生成特性[J]. 刘倩,钟文琪,苏伟,贲昊玺. 化工学报. 2018(01)
[2]槽式太阳能热发电技术发展现状与趋势[J]. 周楷,余志勇,李心. 能源研究与管理. 2014(04)
[3]电力行业碳捕集现状和发展趋势[J]. 翟明洋,林千果,马丽,徐梓忻,王文双. 环境科技. 2014(02)
[4]富氧燃烧全流程建模及系统优化[J]. 韩冬,段伦博,段钰锋,胡海华,潘玄. 煤炭学报. 2013(12)
[5]燃煤锅炉集成太阳能热发电系统经济性分析[J]. 赵军,杨昆. 中国电机工程学报. 2012(S1)
[6]新型CO2近零排放中低温太阳能化石能源互补系统研究[J]. 罗尘丁,张娜,蔡睿贤. 工程热物理学报. 2012(12)
[7]集成太阳能对燃煤锅炉热力性能影响研究[J]. 赵军,杨昆. 中国电机工程学报. 2012(23)
[8]低CO2排放的太阳能/甲醇互补系统热力经济性分析[J]. 李元媛,张娜,蔡睿贤. 工程热物理学报. 2012(07)
[9]新型多能源互补系统的热力经济性分析[J]. 罗尘丁,张娜,蔡睿贤. 工程热物理学报. 2011(11)
[10]中国部分城市太阳能蒸汽热发电系统性能分析[J]. 林林. 西安交通大学学报. 2010(05)
博士论文
[1]太阳能辅助燃煤机组发电技术与政策研究[D]. 赵军.华北电力大学 2015
硕士论文
[1]300MW富氧煤粉燃烧锅炉机组烟气压缩系统仿真模型研究[D]. 王立坤.华北电力大学 2015
[2]槽式太阳能热发电系统性能分析[D]. 田素乐.山东大学 2012
本文编号：3271720
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