基于太阳能集热技术的电厂CO_2捕捉系统能耗特性分析

【摘要】：传统利用汽轮机抽汽提供溶液再生能耗的碳捕捉系统,机组热经济性随着碳捕捉率的增加而下降,其主要原因是：碳捕捉量增加使得抽汽量变大,损失的带热量的工质增加,相应作功减少,机组热经济性下降。 针对传统火电厂CO2减排系统的高能耗与高成本问题,本文通过对太阳能集热系统、胺基CO2捕集系统与火电机组热力系统的耦合机理研究及其系统的集成优化,应用等效焓降法,模拟分析了太阳能供能条件下,拥有胺基C02捕集系统的300MW和600MW燃煤机组在THA、75%THA、50%THA工况下不同碳捕捉率时的热经济性变化情况,得出了不同碳捕捉率下机组运行热经济性的变化趋势,结合能耗特性分析对系统的运行成本进行了分析比较,并绘制了热力成本变化曲线图,在数和形上说明了机组热经济性变化情况。 在此基础上,进行了系统集成方案的优化设计,将600MW新型集成系统和传统的未加装太阳能系统的碳捕捉系统,与未进行碳捕捉的火电机组相比较,新型系统不仅没有降低机组热经济性,反而使机组的相对效率有了一定程度的提高。当碳捕捉率为90%时,在THA、75%THA及50%THA工况下方案3的循环热效率分别增加了0.86%、0.98%和0.97%。传统的碳捕捉系统的循环热效率则分别降低了23.16%、24.41%和24.98%。这为实现低能耗、低成本的CO2减排提供了借鉴。 【关键词】：CO_2捕集 太阳能 等效焓降法 热经济性
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究动态10-13
• 1.2.1 CO_2减排研究现状10-12
• 1.2.2 太阳能利用研究现状12-13
• 1.3 本研究的主要内容和拟解决的关键问题13-15
• 第2章 基于太阳能集热技术的CO_2捕捉系统简介15-24
• 2.1 集成系统工艺流程15-16
• 2.2 太阳能集热系统简介16-20
• 2.2.1 一次通过模式18-19
• 2.2.2 逐次注入模式19
• 2.2.3 再次循环模式19-20
• 2.3 胺基CO_2捕捉系统的流程及主要设备简介20-21
• 2.4 胺基CO_2吸收原理简介21-23
• 2.4.1 有机胺吸收剂比较22
• 2.4.2 单乙醇胺吸收剂22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第3章 集成系统运行能耗计算模型的构建24-46
• 3.1 集成热力系统分析理论概述24
• 3.2 等效焓降法24-28
• 3.2.1 加热器的类别25
• 3.2.2 原始资料的整理25-26
• 3.2.3 新蒸汽作功量26-27
• 3.2.4 抽汽等效焓降27-28
• 3.2.5 等效焓降之间的关系28
• 3.2.6 循环热效率相对变化28
• 3.3 应用举例28-31
• 3.3.1 集成系统运行能耗计算模型的构建29-31
• 3.4 300MW机组不同工况下碳捕捉系统能耗特性分析31-38
• 3.4.1 计算用基础数据31-32
• 3.4.2 THA工况32-34
• 3.4.3 75%THA工况34-35
• 3.4.4 50%THA工况35-38
• 3.5 600MW机组不同工况下碳捕捉系统能耗特性分析38-44
• 3.5.1 计算用基础数据38-39
• 3.5.2 THA工况39-41
• 3.5.3 75%THA工况41-42
• 3.5.4 50%THA工况42-44
• 3.6 本章小结44-46
• 第4章 集成系统二氧化碳脱除成本分析46-57
• 4.1 总成本构成46-48
• 4.1.1 设备成本C_146-47
• 4.1.2 运行成本C_247-48
• 4.2 300MW机组碳捕捉成本分析48-51
• 4.2.1 300MW机组THA工况成本分析48-49
• 4.2.2 300MW机组75%THA工况成本分析49-50
• 4.2.3 300MW机组50%THA工况成本分析50-51
• 4.3 600MW机组碳捕捉成本分析51-55
• 4.3.1 600MW机组THA工况成本分析51-52
• 4.3.2 600MW机组75%THA工况成本分析52-53
• 4.3.3 600MW机组50%THA工况成本分析53-54
• 4.3.4 600MW机组三种工况下成本比较54-55
• 4.4 本章小结55-57
• 第5章 结论与展望57-59
• 参考文献59-62
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果62-63
• 致谢63

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