依次用兩種氣體循環進行發電工藝被稱為二級循環發電。
基本介紹
- 中文名：二級循環發電
- 相關領域：化石能源工程
- 所屬類型：專業技術
單級循環發電,二級循環發電,二級循環發電的優點,
單級循環發電
單級循環發電系統工藝流程見圖。常溫常壓（溫度為30℃，絕對壓力為0.1MPa）下的空氣與天然氣混合後送入反應器進行燃燒反應，系統中設定空氣過剩係數為1.1，假設天然氣完全燃燒，得到高溫常壓煙氣，高溫煙氣經過換熱器1與循環水進行換熱，煙氣在換熱器1中換熱後排出，高壓循環水經過換熱器1後氣化為高溫高壓水蒸氣，高溫高壓水蒸氣通入蒸汽輪機膨脹做功，驅動發電機發電，膨脹之後的水蒸氣乏汽先經過換熱器2預熱循環水，再進入冷凝器冷卻液化，之後由泵進行加壓，加壓後的循環水先進入換熱器2進行預熱，之後再送入換熱器1與高溫煙氣進行換熱，完成一個循環過程。
二級循環發電
二級循環發電系統工藝流程見，,二.級級循環發電系統第一級循環為蒸汽循環，第二級循環為CO2循環。空氣與來自多股物流換熱器的天然氣進入反應器，燃燒反應產生高溫煙氣，在換熱器1中與循環水充分換熱後排出，循環水經過換熱器1吸熱後變為高溫高壓水蒸氣，之後進入蒸汽輪機1膨脹做功，膨脹後的水蒸氣乏汽經過換熱器2與二級級循環的工質CO2進行換熱後，變為循環水，經泵1加加壓再進入換熱器1吸熱，完成蒸汽循環。
CO2循環中，通過泵2將液態CO2進進行加壓，之後進入多股物流換熱器，與同時進入的LNG共同冷卻來自蒸氣輪機2的循環工質CO2乏氣，LNG氣化吸熱後與空氣混合進入反應器進行燃燒反應。循環工質CO2乏氣被冷卻液化，通過泵2加壓，進入多股物流換熱器吸熱氣化，進入換熱器2再次吸熱，之後進入蒸氣輪機2膨脹做功，做功後CO2乏氣進入多股物流換熱器被冷卻液化，完成CO2循環。
二級循環發電的優點
（1）LNG在經過多股物流換熱器後成為天然氣，溫度達到21℃，可以直接輸入反應器中，不需要再經過氣化器，同時循環工質CO2出口溫度也達到了常溫，不需要再通過空氣加熱器，實現對LNG冷能的充分利用，同時也節省了設備成本。
（2）蒸氣輪機2出口的CO2乏氣完全吸收液態CO2的氣化潛熱，CO2乏氣經過多股物流換熱器後被冷卻至液態，交換的熱量分別由LNG和液態CO2攜帶再次進入系統中。
（3）蒸汽循環工質水蒸氣乏汽餘熱得到充分利用，在蒸汽輪機1中膨脹做功後物流3的乏汽溫度高於700℃，處於較高的溫度水平，在與CO2循循環的CO2換熱後溫度大大降低，同時由氣態變為液態，汽化潛熱全部釋放，餘熱得到了充分回收利用。
