目前,通過實現對清潔能源的替代以及提高能源的利用效率,是實現熱力發(fā)電廠捕碳減排的新思路。基于某660 MW二次再熱機組,本文確立了3種太陽能-二次再熱燃煤碳捕集系統的耦合方案。方案一為利用太陽能系統取代一號高壓加熱器,通過排擠汽輪機抽汽以獲取更高的熱效率;方案二是將太陽能系統用于加熱回熱系統中的主凝結水,捕碳系統中的再生能耗來自于汽輪機中壓缸的排汽。方案三中捕碳系統所需的再生熱源同時來自于中壓缸排與太陽能系統。且根據氣象條件的改變及能量的需求變化靈活調節(jié)各閥門開度,即適時改變再沸器系統的兩種汽源比例。通過建立熱力學分析、(火用)分析及燃料(火用)貢獻度分析的矩陣模型,計算出各個系統的熱經濟性指標、(火用)分析指標、平均化太陽能捕碳成本、發(fā)電成本及外部燃料(火用)貢獻度。結果表明:3種方案均可改善系統的熱力性能,通過對比各熱經濟性指標,確立了方案二,即太陽能集熱器集成在一號高壓加熱器、且中壓缸的排汽為再沸器系統提供再生能耗的集成方案。然而,與方案三比,方案二中的熱經濟指標,包括煤耗率,發(fā)電效率和循環(huán)熱效率等略處劣勢,鍋爐和回熱系統中的(火用)損失也高于方案三。但是方案二具有更優(yōu)越的經濟性,其投資和利用潛力更具競爭力。針對方案二的參數靈敏度分析表明,隨碳捕集率或再生能耗的提高,機組煤耗率隨之增大,循環(huán)熱效率和發(fā)電效率逐漸減小。碳捕集率每增加1%,耦合系統中汽輪機的(火用)損失將減少4.424 kJ/kg,其(火用)效率將增加0.1%。隨太陽能輻射強度增強,系統的平均化太陽能捕碳成本和太陽能(火用)貢獻度逐漸降低,而鍋爐、一次再熱和二次再熱系統的燃煤(火用)貢獻度逐漸增加。當對方案三進行優(yōu)化時,在太陽能系統的熱量與再沸器所需的熱量比為φ=0.3的情況下,耦合系統具有較好的熱性能及合理的不可逆程度。在節(jié)能減排的號召下,選取φ=0.3時的方案三更具投資與經濟效益。
【學位單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X773;TM621;TK513.1
【部分圖文】：

碟式集熱系統具有體積小、靈活性好、功率較小，設備安裝的復雜性和成本較高，另外由于，其接收器材料和工藝需滿足接收溫度較高的要求，統與碟式集熱系統仍處于商業(yè)示范階段[53,54]。電系統運行的穩(wěn)定性并且使機組建造的投資成本合理能集熱器作為輔助系統中的太陽能集熱裝置，該系統系統和能量交換子系統三部分組成，其實物圖如圖太陽能真空集熱管是核心部件，包括帶有選擇性涂層加工制成的外包玻璃套管，兩管之間通過真空相隔，熱油子系統中，導熱油作為吸熱工質，儲存于儲油罐之前，首先由高溫離心泵送至電加熱器中進行預熱，太陽能系統吸收太陽熱能，然后進入能量交換子系統熱，將其攜帶的熱量傳遞給水側，冷卻過后進入儲油的熱量循環(huán)[55]。

燃燒后的碳捕集流程圖

圖 2-3 基于 MEA 的碳捕集流程圖系統的具體脫碳機理如下：2H2O H3O++OH CO2+2H2O H3O++HCO3 HCO3 +H2O H3O++CO32 HOCH2CH2NH2H++H2O HOCH2CH2NH2+H3O+HOCH2CH2NHCOO +H2O HOCH2CH2NH2+HCO3 發(fā)電系統評價模型濟性模型統通用矩陣方程為： i f f iA a A a A a Δq
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本文編號：2881285