煤电二氧化碳捕集能量梯级利用与机组效率分析
王润宇
马欣强
中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司,陕西西安 710075
摘要：燃煤电厂配置二氧化碳捕集系统需消耗大量蒸汽用于吸收剂再生与循环利用,蒸汽消耗降低机组发电效率和发电量.机组热力系统和二氧化碳捕集系统的跨界区能量耦合利用是减少发电效率损失的重要途径.以全容量二氧化碳捕集的630 MW机组为对象,构建全容量烟气的二氧化碳捕集系统模型和汽轮机组热力系统热平衡图,借助等效焓降法研究碳捕集系统工艺参数选择及多种余热利用方法对汽轮机组发电效率的影响.结果表明:全容量二氧化碳捕集系统后需消耗569.18 t/h蒸汽,导致原机组循环效率从43.84％降至35.74％.再沸器凝结水余热用于富液加热时,再生热耗降低0.2 GJ/t,节约蒸汽用量43.05 t/h,机组循环效率升至36.35％,和余热用于机组回热系统效果相当,但前者系统更简单.再生气余热和二氧化碳压缩机级间余热可用于机组凝结水加热,节约机组低压缸抽汽,提高循环效率;再生气温度、流量和余热量与碳捕集系统富液分流工艺的分流比有关,随着冷富液流量增加,碳捕集系统能耗和机组发电效率损失均呈先降低再升高趋势,当冷富液、主富液、凝结水加热富液质量比0.20∶0.75∶0.05时,机组发电效率最高;二氧化碳压缩机级数越少可利用的热量越大,机组发电效率越高,但同时消耗更多电能.通过优化,配置全容量二氧化碳捕集系统的630 MW 机组发电功率由无优化时的510.09 MW 增至528.96 MW.
关键词：燃煤电厂二氧化碳捕集余热利用汽轮机组发电效率
分类号：TM621(发电、发电厂)X773(动力工业污染、废物处理与综合利用)
资助基金：陕西省博士后科研资助项目(2023BSHGZZHQYXMZZ19)
论文发表日期：2024-10-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 41-48 )
英文信息