一种环保发电系统及其电网运行方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发电系统，尤其是涉及一种具有二氧化碳捕获装置的环保发电系统及其电网运行方法。
【背景技术】
[0002]近年来，温室气体的产生明显导致全球变暖，而且温室气体的产生进一步增加将更加剧全球变暖。由于二氧化碳被认为是主要的温室气体，因此，以二氧化碳为代表的温室气体大量排放而引发的全球气候变化，是人类目前面临的最严重和最需要迫切解决的问题之一，碳捕获和存储被认为是减少温室气体释放到大气中和控制全球变暖的一种可能的主要手段。
[0003]二氧化碳主要来自于化石燃料的燃烧，传统发电站的烟气通常包含从大约4%到大约14%的二氧化碳。在我国，化石燃料特别是煤炭能源在电力工业中长期处于重要的地位，电力行业特别是大量燃煤电厂的二氧化碳排放量占到全国二氧化碳排放总量的40?50%。因此，发展新型环保发电系统，降低二氧化碳排放量，对于燃煤电站乃至全社会碳减排的重要性不言而喻。
[0004]目前认为最接近大规模工业应用的二氧化碳捕集技术是后燃烧捕集。在后燃烧捕集中，从烟气中除去二氧化碳，剩余烟气释放到大气中并将二氧化碳压缩用于运输和存储。被捕集的二氧化碳可以用于封存、甲醇制造和三次油回收等多种应用中。
[0005]化学吸收二氧化碳分离方法是一种应用广泛、适应性强的烟气脱碳工艺技术。其利用吸收从燃烧气体去除二氧化碳，并且随后利用汽提再生溶剂并捕获包含在溶剂中的二氧化碳。但这种方法需要消耗中温热来供给解析塔，以实现解析塔内的二氧化碳解析过程。为提供这部分热量，需要从汽轮机循环流路中抽取特定压力的蒸气用于加热解析塔再沸器。
[0006]现有技术中，201110172955.1的发明专利提出了一种带二氧化碳捕获和压缩的发电设备，其中通过使用离合器控制蒸气轮机和发电机的连接，从而使允许二氧化碳捕获系统和压缩机的能够根据负荷灵活的操作。201080063370.X的发明专利公开了一种带有二氧化碳捕获的发电装置，其通过使用两个蒸汽喷射器，根据发电装置的负荷选择使用其中的一个用于增加从发电装置蒸气循环中抽取的蒸气压力，从而使其满足二氧化碳捕获装置的运行压力的需求。
[0007]201080063370.X的发明专利通过蒸汽喷射器使抽取的蒸气压力满足二氧化碳捕获装置的运行压力的需求。但是其在发电装置的负荷较低时，为了满足二氧化碳捕获装置的运行压力的需求，只能通过从蒸气轮机的高压段甚至直接从锅炉出口抽取蒸气或者使用加压幅度更高的蒸汽喷射器。而如果从蒸气轮机的上游抽取蒸气导致做功的蒸气减少，会降低系统的发电效率，如果使用加压幅度更高的蒸气喷射器，则需要增加成本。
【发明内容】
[0008]本发明提供了一种带二氧化碳捕获的环保蒸气发电系统，能够改进201080063370.X的发明的上述不足，在不需要使用更高压蒸气喷射器的情况下，也能够使从蒸气轮机低压段抽取的蒸气压力满足二氧化碳捕获装置的运行压力的需求。
[0009]作为本发明的一个方面，提供了一种环保发电系统，包括涡轮机、蒸气喷射器以及二氧化碳捕获装置，所述涡轮机包括高压涡轮机、中压涡轮机以及低压涡轮机；所述蒸气喷射器能够接收低压涡轮机出口蒸气，并且增加该蒸气的压力；所述蒸气喷射器加压后的蒸气，由管线引入二氧化碳捕获装置；所述蒸气喷射器包括第一蒸汽喷射器以及第二蒸气喷射器，根据发电系统的电网负荷能够改变所述第一蒸气喷射器以及第二蒸气喷射器之间的并联以及串联关系，并且通过蒸气流向的改变，使通过蒸气喷射器的蒸气满足二氧化碳捕获装置运行压力的要求。
[0010]优选的，所述低压涡轮机的出口管线分为两路，其中一路通向冷凝器，另外一路分为三路管线；所述三路中第一路管线通过第一阀门与所述二氧化碳捕获装置相通，第二路管线依次通过第二阀门、第一蒸气喷射器以及第三阀门与所述二氧化碳捕获装置相通，第三路管线依次通过第四阀门以及第二蒸气喷射器与所述二氧化碳捕获装置相同；所述第一蒸气喷射器与所述第三阀门之间的管线通过第五阀门与所述第二蒸气喷射器的入口相通。
[0011]优选的，所述第二蒸气喷射器的加压幅度大于第一蒸气喷射器的加压幅度。
[0012]优选的，所述第二阀门以及第四阀门为流量阀，当低压涡轮机出口蒸气不能够满足二氧化碳捕获装置运行压力的要求，而经过第一蒸气喷射器加压的蒸气压力大于二氧化碳捕获装置运行压力的要求时，开启第一到第三流量阀，关闭第四阀门以及第五阀门，通过调节第二阀门的流量，使流入二氧化碳捕获装置的蒸气压力等于或者略大于二氧化碳捕获装置的运行所需压力。
[0013]优选的，当经过第一蒸气喷射器加压的蒸气压力不能够满足二氧化碳捕获装置运行压力的要求，而经过第二蒸气喷射器加压的蒸气压力大于二氧化碳捕获装置运行压力的要求时，关闭第一阀门以及第五阀门，开启第二阀门、第三阀门以及第四阀门，通过调节第二阀门以及第四阀门的流量，使流入二氧化碳捕获装置的蒸气压力等于或者略大于二氧化碳捕获装置的运行所需压力。
[0014]作为本发明的另外一个方面，提供了上述环保发电系统的电网运行方法，包括如下流程:当发电系统的电网负荷处于满负荷或者高于特定第一负荷时，所述低压涡轮机出口蒸气满足二氧化碳捕获装置运行压力的要求，开启第一阀门，关闭第二阀门至第五阀门，将抽取的蒸气流通过第一管线导入二氧化碳捕获装置，以运行所述二氧化碳捕获装置；当发电系统的电网负荷低于特定第一负荷高于特定第二负荷时，低压涡轮机出口蒸气不能够满足二氧化碳捕获装置运行压力的要求，而经过第一蒸气喷射器加压的蒸气压力满足二氧化碳捕获装置运行压力的要求，开启第二以及第三阀门，关闭第一阀门、第四阀门以及第五阀门，将抽取的蒸气流通过第二管线导入二氧化碳捕获装置，以运行所述二氧化碳捕获装置；
当发电系统的电网负荷低于特定第二负荷高于特定第三负荷时，经过第一蒸气喷射器加压的蒸气压力不能够满足二氧化碳捕获装置运行压力的要求，而经过第二蒸气喷射器加压的蒸气压力满足二氧化碳捕获装置运行压力的要求，开启第四阀门，关闭第一阀门、第二阀门、第三阀门以及第五阀门，将抽取的蒸气流通过第三管线导入二氧化碳捕获装置，以运行所述二氧化碳捕获装置；当发电系统的电网负荷低于特定第三负荷时，经过第二蒸气喷射器加压的蒸气压力不能够满足二氧化碳捕获装置运行压力的要求，开启第二阀门以及第五阀门，关闭第一阀门、第三阀门以及第四阀门，将抽取的蒸气流依次通过第一蒸气喷射器以及第二蒸气喷射器进行二次增压后，导入二氧化碳捕获装置，以运行所述二氧化碳捕获
目.0
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0016]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0017]参见图1示出的本发明的环保发电系统的实施例，其包括蒸气发生器6、蒸气涡轮机、发电机5、蒸气喷射器、二氧化碳捕获装置10以及冷凝器7。蒸气发生器6用于通过对进入其内部的水进行加热，而产生用于发电的高压蒸气。蒸气涡轮机包括高压涡轮机1、中压涡轮机2以及低压涡轮机3，其设置在公共轴4上。蒸气发生器6生成的蒸气通过高压涡轮机I后，通过再热管线加热后，依次通过中压涡轮机、低压涡轮机3，从而驱动与其耦合的发电机5而产生电能。
[0018]低压涡轮机3的蒸气出口管线分为两路，其中一路通向冷凝器7，在冷凝器7中冷凝成冷凝水，通过加热和除气设备后，被通过导线8重新导入蒸气发生器6，进行循环；另外一路通过蒸气喷射器或者直接通过管线到达二氧化碳捕获装置用于二氧化碳的捕获。
[0019]蒸气喷射器包括第一蒸汽喷射器26以及第二蒸气喷射器32，其能够将通过其中的蒸气进行加压，其中第二蒸气喷射器32的加压幅度大于第一蒸气喷射器2