本文關(guān)鍵詞：基于碳捕集的燃煤發(fā)電機組熱力系統(tǒng)性能研究

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【摘要】：化石燃料燃燒排放出的大量溫室氣體CO2導(dǎo)致氣候改變,從而嚴重危害生態(tài)平衡,在全球?qū)嵤┕?jié)能減排的策略下,中國因CO2排放量大而面臨巨大的減排壓力,因此,控制CO2排放量勢在必行。由于燃煤電廠的煙氣排放是CO2的主要排放源,因此,從煙氣中捕捉CO2是減緩CO2排放問題最佳方案之一。目前,CO2捕集方法主要有化學(xué)吸收法、物理吸收法、吸附法、膜分離法等。其中基于單乙醇胺(MEA)的CO2吸收系統(tǒng)屬于燃燒后碳捕集方式中的化學(xué)吸收法,是目前技術(shù)最為成熟的碳捕集方式。在本文中,主要對基于MEA的碳捕集系統(tǒng)再生能耗及碳捕集系統(tǒng)與燃煤機組的耦合特性進行了研究。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下所示:首先,對基于MEA的碳捕集系統(tǒng)的能耗特性進行分析,介紹了基于MEA溶液的CO2吸收機理,建立了再生能耗計算模型,計算分析了參數(shù)如碳捕集率及吸收劑濃度等變化時對解吸能耗的影響。本文采用了熱平衡法及等效焓降法對系統(tǒng)進行能量分析,建立了基于MEA碳捕集的燃煤機組熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟性評價指標。其次,以國內(nèi)某600MW超臨界燃煤機組作為研究對象,并對其能量流、質(zhì)量流進行了分析,根據(jù)能量品位匹配原則提出了基于MEA的碳捕集系統(tǒng)與燃煤機組的集成方案,并分析了其特性。此外,還計算分析了參數(shù)如吸收劑MEA濃度及碳捕集率等變化時對各種集成方案熱經(jīng)濟性指標的影響。最后,為了合理評估基于MEA碳捕集的燃煤機組未來發(fā)展的經(jīng)濟可行性,本文對各種集成系統(tǒng)進行了技術(shù)經(jīng)濟性分析,建立了集成系統(tǒng)發(fā)電成本模型、CO2減排成本模型,計算分析了集成系統(tǒng)與參考機組的發(fā)電成本及CO2減排成本。降低碳稅及提高CO2售出價格等措施能夠彌補碳捕集系統(tǒng)造成的發(fā)電成本的提高。因此,碳捕集電廠有望突破經(jīng)濟障礙,在保障傳統(tǒng)系統(tǒng)經(jīng)濟性的同時實現(xiàn)CO2的大規(guī)模減排。
【關(guān)鍵詞】：碳捕集 再生能耗 熱力系統(tǒng) 解吸熱源 熱經(jīng)濟性 技術(shù)經(jīng)濟性
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM611
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 CCS技術(shù)國內(nèi)外研究進展11-14
• 1.2.1 CO_2捕集技術(shù)11-13
• 1.2.2 CO_2封存13
• 1.2.3 CO_2資源化利用13-14
• 1.3 燃燒后碳捕集技術(shù)研究進展14-15
• 1.4 論文的主要工作及結(jié)構(gòu)安排15-17
• 1.4.1 論文的主要工作15-16
• 1.4.2 論文的結(jié)構(gòu)安排16-17
• 第2章 熱經(jīng)濟性分析理論概述17-22
• 2.1 引言17
• 2.2 熱力系統(tǒng)分析中的基本概念17-20
• 2.2.1 熱平衡分析法17-18
• 2.2.2 等效焓降法18-20
• 2.2.2.1 蒸汽攜帶熱量出系統(tǒng)18-19
• 2.2.2.2 熱水從主凝結(jié)水管路進入系統(tǒng)19-20
• 2.3 熱經(jīng)濟性評價指標20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 基于碳捕集的燃煤發(fā)電機組熱力系統(tǒng)特性研究22-39
• 3.1 引言22
• 3.2 基于MEA溶液的二氧化碳捕集系統(tǒng)22-26
• 3.2.1 反應(yīng)機理22-23
• 3.2.2 再生能耗計算模型23-25
• 3.2.3 碳捕集率與吸收劑濃度對再生能耗的影響25-26
• 3.3 碳捕集系統(tǒng)與燃煤發(fā)電熱力系統(tǒng)耦合方案研究26-32
• 3.3.1 解吸熱源的選擇26-28
• 3.3.2 現(xiàn)有機組的改造方案研究28-29
• 3.3.3 現(xiàn)有機組汽輪機抽汽段引入引射器改造方案研究29-31
• 3.3.3.1 汽汽引射器特性方程29-30
• 3.3.3.2 汽輪機抽汽段引入引射器改造方案30-31
• 3.3.4 新設(shè)計機組改造方案研究31-32
• 3.4 計算結(jié)果及參數(shù)分析32-34
• 3.4.1 熱經(jīng)濟性指標計算結(jié)果32
• 3.4.2 計算結(jié)果分析32-34
• 3.5 靈敏性分析34-38
• 3.5.1 吸收劑濃度對計算結(jié)果的影響34-36
• 3.5.1.1 吸收劑濃度對全廠熱效率的影響34-35
• 3.5.1.2 吸收劑濃度對發(fā)電標準煤耗率的影響35
• 3.5.1.3 吸收劑MEA濃度對全廠熱耗率的影響35-36
• 3.5.2 碳捕集率對計算結(jié)果的影響36-38
• 3.5.2.1 碳捕集率對全廠熱效率的影響36-37
• 3.5.2.2 碳捕集率對發(fā)電標準煤耗率的影響37
• 3.5.2.3 碳捕集率對全廠熱耗率的影響37-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第4章 基于碳捕集的燃煤發(fā)電機組技術(shù)經(jīng)濟性分析39-47
• 4.1 引言39
• 4.2 技術(shù)經(jīng)濟性評價指標39-40
• 4.2.1 發(fā)電成本39
• 4.2.2 CO_2減排成本39-40
• 4.2.3 碳稅收對發(fā)電成本的影響40
• 4.2.4 碳出售對發(fā)電成本的影響40
• 4.3 計算結(jié)果及參數(shù)分析40-45
• 4.3.1 計算結(jié)果分析41-42
• 4.3.2 靈敏性分析42-45
• 4.3.2.1 碳稅收價格與碳售出價格對發(fā)電成本的影響42-43
• 4.3.2.2 碳捕集率對計算結(jié)果的影響43-44
• 4.3.2.3 吸收劑MEA濃度對計算結(jié)果的影響44-45
• 4.4 本章小結(jié)45-47
• 第5章 結(jié)論與展望47-49
• 5.1 主要結(jié)論47-48
• 5.2 對未來工作的展望48-49
• 參考文獻49-54
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果54-55
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作55-56
• 致謝56

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本文編號：1102919