CN214665329U - 一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统 - Google Patents
一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN214665329U CN214665329U CN202120646038.1U CN202120646038U CN214665329U CN 214665329 U CN214665329 U CN 214665329U CN 202120646038 U CN202120646038 U CN 202120646038U CN 214665329 U CN214665329 U CN 214665329U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- carbon dioxide
- flue gas
- water
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Abstract
本实用新型公开了一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统，该系统包括烟道、烟气冷却器、水泵、水‑二氧化碳换热器、回热器、压缩机、电动机、二氧化碳‑颗粒/熔盐换热器、节流阀、冷罐、泵、和热罐；本实用新型结合二氧化碳热泵冷端温度低、热端温度高、COP高的优势，首先将饱和湿烟气中的低品位余热进行提质回收，随后通过大型储热系统将提质后的热量进行存储并实现高效灵活应用。该实用新型可有效解决火电机组脱硫后的饱和湿烟气中大量低品位余热利用难的问题，回收了烟气中的大量低品位余热的同时，还可回收大量水资源；另外，可以根据火电机组调峰的需求，利用储热系统进行机组辅助调峰，取代能效不高的电锅炉、热水储罐等。
Description
技术领域
本实用新型属于火力发电技术领域，特别涉及一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统。
背景技术
近年来，随着我国发电行业的迅猛发展，我国火电机组在余热利用方面取得了瞩目的成就，比如“低温省煤器+暖风器”，“旁路烟道省煤器+排挤抽气加热给水”等技术，使的我国火电机组大部分可以直接利用余热均得到了有效利用，火电机组效率达到世界先进水平。
然而，火电机组中还有大量热量以低品位废热的形式存在，该部分废热通常温度在50℃以下，通过常规的余热利用手段难以直接利用，绝大部分废热通过循环冷却水和锅炉排烟散失到环境中。但是该部分废热总量巨大，约占到输入燃料总热量的50％，直接排放造成了严重的能源浪费。要进一步提高火电机组能效，低品位废热的回收利用则不可避免。
此外，伴随低品位废热向环境的排放，需要消耗大量的水资源。例如，循环冷却水在冷却塔向环境排放废热的过程中，会有大量的蒸发损失，同时会产生大量白雾，形成视觉污染；脱硫后的饱和湿烟气在排放的过程中，会产生白色烟羽，形成视觉污染，其损耗的水分大多来自脱硫塔的补水。
如果将火电机组中大量低品位废热加以合理的回收利用，既提高了机组的能效，又显著降低了水资源的消耗。因此，火电机组低品位废热的深度回收利用具有重要意义。
目前火电厂低品位余热利用方面，虽然已有不少研究，但是大多采用吸收式热泵等，存在余热品质提升较小，COP较低，用途较为单一，经济性一般等问题。因此，还需要大量原创性的工作。结合二氧化碳热泵冷端温度低、热端温度高、COP高的优势，首先将饱和湿烟气中的低品位余热进行提质回收，随后通过大型储热系统将提质后的热量进行存储并实现高效灵活应用。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统，结合二氧化碳热泵冷端温度低、热端温度高、COP高的优势，首先将饱和湿烟气中的低品位余热进行提质回收，随后通过大型储热系统将提质后的热量进行存储并实现高效灵活应用。该实用新型可有效解决火电机组脱硫后的饱和湿烟气中大量低品位余热利用难的问题，回收了烟气中的大量低品位余热的同时，还可回收大量水资源；另外，可以根据火电机组调峰的需求，利用储热系统进行机组辅助调峰，取代能效不高的电锅炉、热水储罐等。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统，包括烟气冷却回路、二氧化碳热泵回路和储能回路；所述烟气冷却回路和二氧化碳热泵回路通过水-二氧化碳换热器4进行热量交换；二氧化碳热泵回路和储能回路通过二氧化碳-颗粒/熔盐换热器8进行热量交换。
所述烟气冷却回路包括烟道1、烟气冷却器2、水泵3和水-二氧化碳换热器4；其中烟气冷却器2布置在烟道1内，实现冷却水和烟气的换热；水泵3出口依次和水-二氧化碳换热器4热侧、烟气冷却器2冷侧连接，再和水泵3入口相连，形成闭式冷却水循环。
所述二氧化碳热泵回路包括水-二氧化碳换热器4、回热器5、压缩机6、电动机7、二氧化碳-颗粒/熔盐换热器8和节流阀9；其中水-二氧化碳换热器4冷侧出口依次和回热器5冷侧、压缩机6相连通；压缩机6出口依次和二氧化碳-颗粒/熔盐换热器8热侧、回热器5热侧、节流阀9相连通；最终节流阀9出口与水-二氧化碳换热器4冷侧入口相连通，形成闭环。
所述储能回路包括冷罐10、泵11、二氧化碳-颗粒/熔盐换热器8和热罐12；其中冷罐10出口通过泵11、二氧化碳-颗粒/熔盐换热器8冷侧和热罐12相连通；热罐12出口和冷罐10之间根据用户实际需求可接入集中供热装置、余热发电装置等。
所述压缩机6与电动机7同轴布置。
所述的一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统的工作方法，烟气冷却回路中：水泵3将冷却水送至水-二氧化碳换热器4热侧，将热量传递给二氧化碳，随后降温后的冷却水被送至烟气冷却器2吸收烟气中的低品位余热，升温后的水回到水泵3入口；
二氧化碳热泵回路中：二氧化碳经过压缩机6升压后，被送至二氧化碳-颗粒/熔盐换热器8热侧对颗粒/熔盐进行加热，随后被送至回热器5热侧进行降温；降温后的二氧化碳被送至节流阀9降压并进入气液两相区，两相态的二氧化碳则进入水-二氧化碳换热器4冷侧吸收冷却水中的低品位热量；吸热后的二氧化碳饱和气经回热器5升温后再次回到压缩机6入口。至此形成压缩式热泵循环；
储能回路中：冷罐10中的颗粒/熔盐被泵11送入二氧化碳-颗粒/熔盐换热器8加热，加热后的颗粒/熔盐被送入热罐12储存；热罐12出口和冷罐10之间根据用户实际需求接入集中供热装置或余热发电装置。
本实用新型的有益效果：
本实用新型所述的一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统在具体操作时，结合二氧化碳热泵回路冷端温度低、热端温度高、制热性能系数COP高的优势，首先将饱和湿烟气中的低品位余热进行提质回收，随后通过大型储热系统将提质后的热量进行存储并实现高效灵活应用。该实用新型可有效解决火电机组脱硫后的饱和湿烟气中大量低品位余热利用难的问题，回收了烟气中的大量低品位余热的同时，还可回收大量水资源；另外，可以根据火电机组调峰的需求，利用储热系统进行机组辅助调峰，取代能效不高的电锅炉、热水储罐等。
附图说明
图1为本实用新型的整体系统图。
其中，1为烟道，2为烟气冷却器，3为水泵，4为水-二氧化碳换热器，5为回热器、6为压缩机，7为电动机，8为二氧化碳-颗粒/熔盐换热器，9为节流阀，10为冷罐，11为泵，12为热罐。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统，包括烟道1、烟气冷却器2、水泵3、水-二氧化碳换热器4、回热器5、压缩机6、电动机7、二氧化碳-颗粒/熔盐换热器8、节流阀9、冷罐10、泵11和热罐12。
系统包括烟气冷却回路、二氧化碳热泵回路和储能回路。烟气冷却回路和二氧化碳热泵回路通过水-二氧化碳换热器4进行热量交换；二氧化碳热泵回路和储能回路通过二氧化碳-颗粒/熔盐换热器8进行热量交换。
烟气冷却回路包括烟道1、烟气冷却器2、水泵3和水-二氧化碳换热器4。其中烟气冷却器2布置在烟道1内，实现冷却水和烟气的换热。水泵3出口依次和水-二氧化碳换热器4热侧、烟气冷却器2冷侧连接，再和水泵3入口相连，形成闭式冷却水循环。
二氧化碳热泵回路包括水-二氧化碳换热器4、回热器5、压缩机6、电动机7、二氧化碳-颗粒/熔盐换热器8和节流阀9。其中水-二氧化碳换热器4冷侧出口依次和回热器5冷侧、压缩机6相连通。压缩机6出口依次和二氧化碳-颗粒/熔盐换热器8热侧、回热器5热侧、节流阀9相连通。最终节流阀9出口与水-二氧化碳换热器4冷侧入口相连通，形成闭环。
储能回路包括冷罐10、泵11、二氧化碳-颗粒/熔盐换热器8和热罐12。其中冷罐10出口通过泵11、二氧化碳-颗粒/熔盐换热器8冷侧和热罐12相连通。热罐12出口和冷罐10之间根据用户实际需求可接入集中供热装置、余热发电装置等。
压缩机6与电动机7同轴布置。
本实用新型的具体工作过程为：
烟气冷却回路中：水泵3将冷却水送至水-二氧化碳换热器4热侧，将热量传递给二氧化碳，随后降温后的冷却水被送至烟气冷却器2吸收烟气中的低品位余热，升温后的水回到水泵3入口。
二氧化碳热泵回路中：二氧化碳经过压缩机6升压后，被送至二氧化碳-颗粒/熔盐换热器8热侧对颗粒/熔盐进行加热，随后被送至回热器5热侧进行降温；降温后的二氧化碳被送至节流阀9降压并进入气液两相区，两相态的二氧化碳则进入水-二氧化碳换热器4冷侧吸收冷却水中的低品位热量；吸热后的二氧化碳饱和气经回热器5升温后再次回到压缩机6入口。至此形成压缩式热泵循环。
储能回路中：冷罐10中的颗粒/熔盐被泵11送入二氧化碳-颗粒/熔盐换热器8加热，加热后的颗粒/熔盐被送入热罐12储存。热罐12出口和冷罐10之间根据用户实际需求可接入集中供热装置、余热发电装置等。
采用上述具体操作时，结合二氧化碳热泵冷端温度低、热端温度高、COP高的优势，首先将饱和湿烟气中的低品位余热进行提质回收，随后通过大型储热系统将提质后的热量进行存储并实现高效灵活应用。该实用新型可有效解决火电机组脱硫后的饱和湿烟气中大量低品位余热利用难的问题，回收了烟气中的大量低品位余热的同时，还可回收大量水资源；另外，可以根据火电机组调峰的需求，利用储热系统进行机组辅助调峰，取代能效不高的电锅炉、热水储罐等。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统，其特征在于，包括烟气冷却回路、二氧化碳热泵回路和储能回路；所述烟气冷却回路和二氧化碳热泵回路通过水-二氧化碳换热器(4)进行热量交换；二氧化碳热泵回路和储能回路通过二氧化碳-颗粒/熔盐换热器(8)进行热量交换。
2.根据权利要求1所述的一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统，其特征在于：所述烟气冷却回路包括烟道(1)、烟气冷却器(2)、水泵(3)和水-二氧化碳换热器(4)；其中烟气冷却器(2)布置在烟道(1)内，实现冷却水和烟气的换热；水泵(3)出口依次和水-二氧化碳换热器(4)热侧、烟气冷却器(2)冷侧连接，再和水泵(3)入口相连，形成闭式冷却水循环。
3.根据权利要求1所述的一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统，其特征在于：所述二氧化碳热泵回路包括水-二氧化碳换热器(4)、回热器(5)、压缩机(6)、电动机(7)、二氧化碳-颗粒/熔盐换热器(8)和节流阀(9)；其中水-二氧化碳换热器(4)冷侧出口依次和回热器(5)冷侧、压缩机(6)相连通；压缩机(6)出口依次和二氧化碳-颗粒/熔盐换热器(8)热侧、回热器(5)热侧、节流阀(9)相连通；最终节流阀(9)出口与水-二氧化碳换热器(4)冷侧入口相连通，形成闭环。
4.根据权利要求3所述的一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统，其特征在于：所述压缩机(6)与电动机(7)同轴布置。
5.根据权利要求1所述的一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统，其特征在于：所述储能回路包括冷罐(10)、泵(11)、二氧化碳-颗粒/熔盐换热器(8)和热罐(12)；其中冷罐(10)出口通过泵(11)、二氧化碳-颗粒/熔盐换热器(8)冷侧和热罐(12)相连通；热罐(12)出口和冷罐(10)之间根据用户实际需求接入集中供热装置或余热发电装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120646038.1U CN214665329U (zh) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120646038.1U CN214665329U (zh) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN214665329U true CN214665329U (zh) | 2021-11-09 |
Family
ID=78457313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202120646038.1U Active CN214665329U (zh) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN214665329U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112856849A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-05-28 | 西安热工研究院有限公司 | 一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统及工作方法 |
| CN116718059A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-09-08 | 山西中能天胜科技有限公司 | 一种基于大容量高温熔盐储能的电站调峰系统及方法 |
-
2021
- 2021-03-30 CN CN202120646038.1U patent/CN214665329U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112856849A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-05-28 | 西安热工研究院有限公司 | 一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统及工作方法 |
| CN116718059A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-09-08 | 山西中能天胜科技有限公司 | 一种基于大容量高温熔盐储能的电站调峰系统及方法 |
| CN116718059B (zh) * | 2023-08-07 | 2023-10-27 | 山西中能天胜科技有限公司 | 一种基于大容量高温熔盐储能的电站调峰系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112856849A (zh) | 一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统及工作方法 | |
| CN214665329U (zh) | 一种回收烟气中潜热的火电系统储能调峰系统 | |
| CN106437906A (zh) | 一种间接空冷机组循环水余热回收装置及方法 | |
| CN203146044U (zh) | 空冷汽轮机乏汽回收利用热能装置 | |
| CN114247272A (zh) | 一种基于二氧化碳捕集技术的节能系统 | |
| CN203518324U (zh) | 一种余热回收利用系统 | |
| CN108800275B (zh) | 一种利用电厂余热的大温差集中供热系统及工作方法 | |
| CN202769778U (zh) | 一种回收电厂开式循环水余热的供热系统 | |
| CN102435015A (zh) | 发电厂凝结热回收装置 | |
| CN102003887B (zh) | 烧结余热利用系统 | |
| CN106839519B (zh) | 基于水合物法实现溶液再生的热源塔热泵系统 | |
| CN205807387U (zh) | 电厂除盐水吸收余热回收系统 | |
| CN205606710U (zh) | 一种能够实现热电厂废热回收的供热系统 | |
| CN213840883U (zh) | 一种利用直接空冷机组乏汽余热的化学补水系统 | |
| CN212691727U (zh) | 一种火电厂耦合数据中心综合能源系统 | |
| CN212081679U (zh) | 一种乏汽直接利用型冷水机组 | |
| CN109356724B (zh) | 烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合方法 | |
| CN111828998A (zh) | 一种新型烟气冷却器结合暖风器烟气加热器节能环保系统 | |
| CN114109545A (zh) | 一种回收火电厂冷端余热的调峰系统及调峰方法 | |
| CN102607124B (zh) | 一种用于制冷空调系统的防冻溶液再生热回收装置 | |
| CN213984617U (zh) | 一种环保型余热回收烧结冷却系统 | |
| CN215216196U (zh) | 一种燃机电厂锅炉尾部烟气废热回收再利用系统 | |
| CN212179218U (zh) | 一种分段式结构的乏汽余热利用机组 | |
| CN211716914U (zh) | 一种能源综合利用节能降耗装置 | |
| CN219605363U (zh) | 一种利用工艺废热水余热发电的系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |