CN108977241A - 一种带co2捕集的燃煤发电***及方法 - Google Patents

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Abstract

一种带CO2捕集的燃煤发电***及方法，该***主要包括煤气化单元、空分单元、变换反应单元、CO2分离单元、氧气增压机、氢气增压机、注氢烧混合式加热器和超高温蒸汽动力循环***等***、单元和设备组成；采用纯氧将煤气化，然后通过水煤气变换反应将合成气中的CO转化成CO2和氢气，进一步通过CO2分离单元将CO2分离，变换气分离出CO2以后剩余的氢气经过净化得到纯氢气；将纯氢气和空分单元来的纯氧分别加压后送至注氢燃烧混合式加热器，纯氢和纯氧进行非预混燃烧同时喷入预热后的给水，生成高温高压的蒸汽，然后送入汽轮机***做功发电；该燃煤发电***兼顾了CO2捕集和高发电效率的特点，对于节能减排具有重要意义。

Description

一种带CO2捕集的燃煤发电***及方法
技术领域
本发明属于燃煤发电技术领域，特别涉及一种带CO2捕集的燃煤发电***及方法。
背景技术
化石能源尤其是含碳燃料的大量使用是全球CO2排放持续增加的主要原因。为了减缓CO2排放对地球大气的温室效应，缓解全球气候变化，各国学者广泛开展了减少CO2排放的技术研究，其中在燃煤电厂进行CO2捕集，是减少CO2排放的一种重要技术手段。
我国是煤电大国，尽管可再生能源发电尤其是风电的装机容量近年来实现快速增长，但由于煤电历史累积装机容量大、能量密度大，发电性能稳定便于调节等特点，煤电在我国整个电力结构中仍将长期处于核心地位和作用，不可或缺。我国每年由于燃煤发电燃烧掉大量煤炭，并且排放出大量的CO2。如果能够在燃煤电厂进行CO2的捕集，并将捕集产物进行封存或利用，将极大地的减轻我国CO2减排的压力。现阶段，技术比较成熟的CO2捕集技术主要分为三大类，分别是燃烧前捕集，燃烧后捕集以及富氧燃烧技术。然而，现有的这些CO2捕集技术并未得到大规模的应用，究其原因，主要还是因为既有的 CO2捕集技术伴随的能耗太高，总体上降低了燃煤电厂的发电效率，使燃煤电厂的煤耗产生较大幅度的升高，推高发电成本，这种结果并不符合节能减排的初衷，在经济性方面也不可行。所以，要想真正的实现在燃煤电厂的大规模的CO2捕集，亟需一种能够同时兼顾CO2捕集和发电效率提升的技术。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种带CO2捕集的新型燃煤发电***及方法，将燃烧前CO2捕集技术与采用注氢燃烧混合式加热的超高温蒸汽动力循环***相结合，既可以进行燃烧前CO2捕集，同时又大大提高了全厂发电效率；该燃煤发电***，首先通过燃烧前CO2捕集技术将煤中的碳元素以CO2的形式分离出来，并得到纯氢气。然后利用纯氢和纯氧进行配比燃烧，并对给水进行混合加热，得到温度700℃以上，压力36MPa以上的超高参数的蒸汽，然后将蒸汽送去蒸汽轮机***进行发电；由于蒸汽轮机***的蒸汽初参数很高，因而可以获得很高的发电效率，进而抵消由于燃烧前CO2捕集带来的能量损失，使燃煤电厂在进行完全CO2捕集的同时，达到45％以上的供电效率。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种带CO2捕集的燃煤发电***，主要由煤气化单元16、变换反应单元17、CO2分离单元18、氢气净化单元19、空分单元15、氧气增压机14、氢气增压机20、第一级注氢燃烧混合式加热器12、第二级注氢燃烧混合式加热器13、第三级注氢燃烧混合式加热器21、汽轮机高压缸1、第一级汽轮机中压缸22、第二级汽轮机中压缸2、汽轮机低压缸3、发电机4、凝汽器5、凝结水泵6、水平衡单元7、低压加热器组8、除氧器9、给水泵10和高压加热器组11组成；
其中，煤气化单元16的合成气出口与变换反应单元17的合成气入口相连，变换反应单元17的变换气出口与CO2分离单元18的变换气入口相连，CO2分离单元18的燃料气出口与氢气净化单元19的燃料气入口相连，氢气净化单元19的纯氢气出口与氢气增压机20入口相连，氢气增压机20的出口经流量调阀与第一级注氢燃烧混合式加热器12的氢气入口相连，氢气增压机20的第二级抽头经流量调阀与第二级注氢燃烧混合式加热器13的氢气入口相连，氢气增压机20的第一级抽头经流量调阀与第三级注氢燃烧混合式加热器21的氢气入口相连；空分单元15从大气中吸入空气，空分单元15的氧气出口分成两路，其中一路与煤气化单元16的氧气入口相连，另一路与氧气增压机14的入口相连，氧气增压机14的出口经流量调阀与第一级注氢燃烧混合式加热器12的氧气入口相连，氧气增压机14的第二级抽头经流量调阀与第二级注氢燃烧混合式加热器13的氧气入口相连，氧气增压机14的第一级抽头经流量调阀与第三级注氢燃烧混合式加热器21的氧气入口相连；
第一级注氢燃烧混合式加热器12的蒸汽出口与汽轮机高压缸1 的蒸汽入口相连，汽轮机高压缸1的蒸汽出口与第二级注氢燃烧混合式加热器13的再热蒸汽入口相连，第二级注氢燃烧混合式加热器13 的再热蒸汽出口与第一级汽轮机中压缸22的蒸汽入口相连，第一级汽轮机中压缸22的蒸汽出口与第三级注氢燃烧混合式加热器21的再热蒸汽入口相连，第三级注氢燃烧混合式加热器21的再热蒸汽出口与第二级蒸汽轮机中压缸2的蒸汽入口相连，第二级蒸汽轮机中压缸2的蒸汽出口与汽轮机低压缸3的蒸汽入口相连，汽轮机低压缸3的蒸汽出口与凝汽器5的蒸汽入口相连，凝汽器5的凝结水出口与凝结水泵6的入口相连，凝结水泵6的出口与水平衡单元7的入口相连，水平衡单元7的出口与低压加热器组8的凝结水入口相连，低压加热器组8的凝结水出口与除氧器9的凝结水入口相连，除氧器9的凝结水出口与给水泵10的入口相连，给水泵10的出口与高压加热器组 11的给水入口相连，高压加热器组11的给水出口与第一级注氢燃烧混合式加热器12的给水入口相连；
高压加热器组11的加热蒸汽入口与第一级汽轮机中压缸22的抽汽口相连，高压加热器11的疏水出口与除氧器9的疏水入口相连；除氧器9的加热蒸汽入口与第二级汽轮机中压缸2的抽汽口相连；低压加热器组8的加热蒸汽入口与汽轮机低压缸3的抽汽口相连，低压加热器组8的疏水出口与凝汽器5相连。
所述汽轮机高压缸1、第一级汽轮机中压缸22、第二级汽轮机中压缸2、汽轮机低压缸3和发电机4同轴连接，汽轮机高压缸1、第一级汽轮机中压缸22、第二级汽轮机中压缸2、汽轮机低压缸3共同拖动发电机4进行发电。
所述低压加热器组8由一组不同温度等级的低压加热器组成，所述高压加热器组11由一组不同温度等级的高压加热器组成。
本发明的工作原理为：
利用空分单元15将空气中的氮气和氧气进行分离，获得纯氧；利用煤和纯氧在煤气化单元16制取合成气，合成气中的主要成分为CO和H2；利用水煤气变换反应，在变换反应单元17将合成气中的 CO成分转化成CO2和H2，CO中所含的化学能大部分转化至H2中去，得到主要成分为CO2和H2的变换反应气；在CO2分离单元18中，利用吸收剂吸收和再生的方法将变换反应气中的CO2分离出来，从此完成CO2的捕集；分离出去CO2以后剩余的燃料气中的主要成分是H2，将燃料气送入氢气纯化单元19进行纯化，得到纯氢，然后再经过氢气增压机20增加后得到高压氢气；高压氢气和高压氧气分别通过精确的流量控制，送入注氢燃烧混合式加热的超高温蒸汽动力循环，进行发电。整个***没有废气排放，CO2在燃烧前就被捕集起来，而燃料气中剩余的氢气的燃烧产物是水，也在蒸汽动力循环中被回收。
整个***的工作过程如下：
空分单元15从大气中吸入空气，并将氮气和氧气分离，分离出来的纯氧，一支送去氧气增压机14，另一支送去煤气化单元16；煤气化单元16利用纯氧将煤气化成合成气并进行除尘净化处理，合成气中主要成分为CO和H2，然后送去变换反应单元17，在变换反应单元17，经水煤气变换反应，合成气中的CO与H2O反应生成CO2和H2，反应完成后，得到变换反应气，其中主要成分变成CO2和H2；变换反应气送去CO2分离单元18中，经过吸收剂吸收和再生，变换反应气中的CO2被分离出来，剩余燃料气中的主要成分为H2；燃料气送去氢气纯化单元19进行进一步纯化，然后送去氢气增加机20进行加压，将压力提高至36MPa等级；空分单元15来的纯氧经过氧气增压机14将压力提高至36MPa等级；高压氢气和高压氧气分别经过流量调节阀精确调节后，按照2:1的摩尔流量比例分别从氢气入口和氧气入口送入第一级注氢燃烧混合式加热器12进行燃烧，与此同时，压力高达36MPa的高压给水喷入第一级注氢燃烧混合式加热器12，氢氧燃烧产生的热量将高压给水加热并达到超临界状态，通过精确的水量和燃料量的调节控制，使蒸汽温度控制在700℃，压力为36Mpa；高温高压的蒸汽送去汽轮机高压缸1进行膨胀做功，汽轮机高压缸1 排汽作为冷再热蒸汽送去第二级注氢燃烧混合式加热器13，与此同时，分别从氢气增压机20和氧气增压机14的第二级抽头来的氢气和氧气经过流量控制阀按照2:1的摩尔流量比例，分别从氢气入口和氧气入口送入第二级注氢燃烧混合式加热器13进行燃烧加热；冷再热蒸汽在第二级注氢燃烧混合式加热器13中完成再热后，温度再次达到700℃，然后送去第一级汽轮机中压缸22进行膨胀做功；从第一级汽轮机中压缸22出来的排汽送去第三级注氢燃烧混合式加热器 21，与此同时，分别从氢气增压机20和氧气增压机14的第一级抽头来的氢气和氧气经过流量控制阀按照2:1的摩尔流量比例，分别从氢气入口和氧气入口送入第三级注氢燃烧混合式加热器21进行燃烧加热；蒸汽在第三级注氢燃烧混合式加热器21中完成再热后，温度达到600℃，然后送去第二级汽轮机中压缸2进行膨胀做功，第二级汽轮机中压缸排汽送去汽轮机低压缸3膨胀做功；汽轮机高压缸1、第一级汽轮机中压缸22、第二级汽轮机中压缸2和汽轮机低压缸3同轴与发电机4相连，一起拖动发电机4进行发电；汽轮机低压缸3的排汽进入凝汽器5冷凝成凝结水；利用凝结水泵6从凝汽器5的热井抽出凝结水送至水平衡单元7，在水平衡单元7中，对凝结水进行除盐净化处理，并从凝结水中排出一部分水量，以平衡由于氢氧燃烧产生的水量；水平衡单元7出来的凝结水送去低压加热器组8进行回热加热，低压加热器组8由一组不同温度等级的低压加热器组成，按照温度从低到高的次序逐级对凝结水进行加热，所需的加热蒸汽从汽轮机低压缸3的抽汽口抽取；经低压加热器组8加热以后，凝结水送入除氧器9；除氧器9利用汽轮机第二级中压缸2的抽汽对凝结水进行加热除氧，凝结水中溶解的氧气以及其它杂质气体都在除氧器9中去除；除氧器9出来的凝结水经给水泵10将压力提升至36MPa等级，然后送去高压加热器组11；高压加热器组11由一组不同温度等级的高压加热器组成，按照温度从低到高的次序逐级对给水进行加热，所需的加热蒸汽从汽轮机第一级中压缸22的抽汽口抽取；经高压加热器组11加热后，给水送去第一级注氢燃烧混合式加热器12；至此，完成整个发电过程。
本发明的特点和有益效果为：
1、空分单元为气化炉和注氢燃烧超高温蒸汽动力循环***提供纯氧；气化单元将煤气化成合成气；合成气经过水煤气变换反应和 CO2分离实现CO2的燃烧前捕集；CO2捕集之后得到H2用作注氢燃烧超高温蒸汽动力循环***的燃料。
2、所述注氢燃烧超高温蒸汽动力循环***具有三级注氢燃烧混合式加热器，分别为第一级注氢燃烧混合式加热器12，第二级注氢燃烧混合式加热器13和第三级注氢燃烧混合式加热器21，蒸汽动力循环采用两次再热，蒸汽依次在第二级注氢燃烧混合式加热器13和第三级注氢燃烧混合式加热器21中完成两次再热。
3、本发明实现了CO2的捕集，因而对于温室气体减排具有重要意义。
4、采用注氢燃烧混合式加热的超高温蒸汽动力循环，蒸汽初参数很高，因而整体的发电效率很高，除去由于CO2捕集带来的能耗损失，全厂仍然能够保持较高的供电效率。
5、省去专门的锅炉***，因而可以使动力单元更加紧凑，节省占地，可大大缩短高温高压的蒸汽管道长度，降低造价并减少节流损失。
6、氢气燃烧产生的水全部回收，因而可以降低水耗。
7、煤的最终燃烧产物CO2和水等都在***过程中进行了回收，因而没有大规模的尾气排放，全厂不设烟囱，因而真正实现电厂的零排放。
附图说明
图1为本发明发电***示意图。
图中标号：
1-汽轮机高压缸；2-第二级汽轮机中压缸；3-汽轮机低压缸；4-发电机；5-凝汽器；6-凝结水泵；7-水平衡单元；8-低压加热器组；9- 除氧器；10-给水泵；11-高压加热器组；12-第一级注氢燃烧混合式加热器；13-第二级注氢燃烧混合式加热器；14-氧气增压机；15-空分单元；16-煤气化单元；17-变换反应单元；18-CO2分离单元；19- 氢气净化单元；20-氢气增压机；21-第三级注氢燃烧混合式加热器； 22-第一级汽轮机中压缸。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细叙述。
下面通过一个1000MW级的带燃烧前CO2捕集的新型燃煤发电***实例对本发明工作过程做详细说明，以下实例中所列出的具体参数为适用于本实例的其中一组代表性参数，仅用于说明本发明的工作过程，本发明保护并不仅限制于使用此套参数，在实际应用中根据不同情况，运行参数可作调整。
实施过程如下：
一种带CO2捕集的新型燃煤发电***，主要由煤气化单元16、变换反应单元17、CO2分离单元18、氢气净化单元19、空分单元15、氧气增压机14、氢气增压机20、第一级注氢燃烧混合式加热器12、第二级注氢燃烧混合式加热器13、第三级注氢燃烧混合式加热器21、汽轮机高压缸1、第一级汽轮机中压缸22、第二级汽轮机中压缸2、汽轮机低压缸3、发电机4、凝汽器5、凝结水泵6、水平衡单元7、低压加热器组8、除氧器9、给水泵10、高压加热器组11等单元和设备组成。
其中，煤气化单元16的合成气出口与变换反应单元17的合成气入口相连，变换反应单元17的变换气出口与CO2分离单元18的变换气入口相连，CO2分离单元18的燃料气出口与氢气净化单元19的燃料气入口相连，氢气净化单元19的纯氢气出口与氢气增压机20入口相连，氢气增压机20的出口经流量调阀与第一级注氢燃烧混合式加热器12的氢气入口相连，氢气增压机20的第二级抽头经流量调阀与第二级注氢燃烧混合式加热器13的氢气入口相连，氢气增压机20的第一级抽头经流量调阀与第三级注氢燃烧混合式加热器21的氢气入口相连；空分单元15从大气中吸入空气，空分单元15的氧气出口分成两路，其中一路与煤气化单元16的氧气入口相连，另一路与氧气增压机14的入口相连，氧气增压机14的出口经流量调阀与第一级注氢燃烧混合式加热器12的氧气入口相连，氧气增压机14的第二级抽头经流量调阀与第二级注氢燃烧混合式加热器13的氧气入口相连，氧气增压机14的第一级抽头经流量调阀与第三级注氢燃烧混合式加热器21的氧气入口相连。
第一级注氢燃烧混合式加热器12的蒸汽出口与汽轮机高压缸1 的蒸汽入口相连，汽轮机高压缸1的蒸汽出口与第二级注氢燃烧混合式加热器13的再热蒸汽入口相连，第二级注氢燃烧混合式加热器13 的再热蒸汽出口与第一级汽轮机中压缸22的蒸汽入口相连，第一级汽轮机中压缸22的蒸汽出口与第三级注氢燃烧混合式加热器21的再热蒸汽入口相连，第三级注氢燃烧混合式加热器21的再热蒸汽出口与第二级蒸汽轮机中压缸2的蒸汽入口相连，第二级蒸汽轮机中压缸 2的蒸汽出口与汽轮机低压缸3的蒸汽入口相连，汽轮机低压缸3的蒸汽出口与凝汽器5的蒸汽入口相连，凝汽器5的凝结水出口与凝结水泵6的入口相连，凝结水泵6的出口与水平衡单元7的入口相连，水平衡单元7的出口与低压加热器组8的凝结水入口相连，低压加热器组8的凝结水出口与除氧器9的凝结水入口相连，除氧器9的凝结水出口与给水泵10的入口相连，给水泵10的出口与高压加热器组 11的给水入口相连，高压加热器组11的给水出口与第一级注氢燃烧混合式加热器12的给水入口相连。
高压加热器组11的加热蒸汽入口与第一级汽轮机中压缸22的抽汽口相连，高压加热器11的疏水出口与除氧器9的疏水入口相连；除氧器9的加热蒸汽入口与第二级汽轮机中压缸2的抽汽口相连；低压加热器组8的加热蒸汽入口与汽轮机低压缸3的抽汽口相连，低压加热器组8的疏水出口与凝汽器5相连。
汽轮机高压缸1、第一级汽轮机中压缸22、第二级汽轮机中压缸 2、汽轮机低压缸3和发电机4同轴连接，汽轮机高压缸1、第一级汽轮机中压缸22、第二级汽轮机中压缸2、汽轮机低压缸3共同拖动发电机4进行发电。
整个***的工作过程如下：
空分单元15从大气中吸入空气，并将氮气和氧气分离，分离出来的纯氧，一支送去氧气增压机14，另一支送去煤气化单元16。煤气化单元16利用纯氧将煤气化成合成气并进行除尘等净化处理，合成气中主要成分为CO和H2，然后送去变换反应单元17，在变换反应单元17，经水煤气变换反应，合成气中的CO与H2O反应生成CO2和 H2，反应完成后，得到变换反应气，其中主要成分变成CO2和H2。变换反应气送去CO2分离单元18中，经过吸收剂吸收和再生，变换反应气中的CO2被分离出来，剩余燃料气中的主要成分为H2。燃料气送去氢气纯化单元19进行进一步纯化，然后送去氢气增加机20进行加压，将压力提高至36MPa等级。空分单元来的纯氧经过氧气增压机14将压力提高至36MPa等级。高压氢气和高压氧气分别经过流量调节阀精确调节后，按照2:1的摩尔流量比例分别从氢气入口和氧气入口送入第一级注氢燃烧混合式加热器12进行燃烧，与此同时，压力高达36MPa的高压给水喷入第一级注氢燃烧混合式加热器12，氢氧燃烧产生的热量将高压给水加热并达到超临界状态，通过精确的水量和燃料量的调节控制，使蒸汽温度控制在700℃，压力为36MPa。高温高压的蒸汽送去汽轮机高压缸1进行膨胀做功，汽轮机高压缸1 排汽压力降低至约17.5MPa，作为冷再热蒸汽送去第二级注氢燃烧混合式加热器13，与此同时，分别从氢气增压机20和氧气增压机14 的第二级抽头来的氢气和氧气经过流量控制阀按照2:1的摩尔流量比例，分别从氢气入口和氧气入口送入第二级注氢燃烧混合式加热器 13进行燃烧加热。冷再热蒸汽在第二级注氢燃烧混合式加热器13中完成再热后，温度再次达到700℃，然后送去第一级汽轮机中压缸22进行膨胀做功。从第一级汽轮机中压缸22出来的排汽压力降低至约 5.4MPa，送去第三级注氢燃烧混合式加热器21，与此同时，分别从氢气增压机20和氧气增压机14的第一级抽头来的氢气和氧气经过流量控制阀按照2:1的摩尔流量比例，分别从氢气入口和氧气入口送入第三级注氢燃烧混合式加热器21进行燃烧加热。蒸汽在第三级注氢燃烧混合式加热器21中完成再热后，温度达到600℃，然后送去第二级汽轮机中压缸2膨胀做功，第二级汽轮机中压缸2的排汽送去汽轮机低压缸3膨胀做功。汽轮机高压缸1、第一级汽轮机中压缸22、第二级汽轮机中压缸2和汽轮机低压缸3同轴与发电机4相连，一起拖动发电机4进行发电。汽轮机低压缸3的排汽进入凝汽器5冷凝成凝结水。利用凝结水泵6从凝汽器5的热井抽出凝结水送至水平衡单元7。在水平衡单元7中，对凝结水进行除盐净化处理，并从凝结水中排出一部分水量，以平衡由于氢氧燃烧产生的水量。水平衡单元7 出来的凝结水送去低压加热器组8进行回热加热。低压加热器组8由一组不同温度等级的低压加热器组成，按照温度从低到高的次序逐级对凝结水进行加热，所需的加热蒸汽从汽轮机低压缸3的抽汽口抽取。经低压加热器组8加热以后，凝结水送入除氧器9。除氧器9利用汽轮机第二级中压缸2的抽汽对凝结水进行加热除氧，凝结水中溶解的少量氧气以及其它杂质气体都在除氧器9中去除。除氧器9出来的凝结水经给水泵10将压力提升至36MPa等级，然后送去高压加热器组11。高压加热器组11由一组不同温度等级的高压加热器组成，按照温度从低到高的次序逐级对给水进行加热，所需的加热蒸汽从汽轮机第一级中压缸22的抽汽口抽取。经高压加热器组11加热后，给水送去第一级注氢燃烧混合式加热器12。
汽轮机高压缸1、第一级汽轮机中压缸22、第二级汽轮机中压缸 2、汽轮机低压缸3共同拖动发电机4进行发电。
该实例中蒸汽动力循环***稳态运行的主要参数由表1列出：
表1带燃烧前CO2捕集的新型燃煤发电系主要参数
本燃煤发电***的CO2捕集率达到90％，而经过煤气化、变换反应、超高温蒸汽动力循环发电等能量转化过程，再除去厂用电，全厂仍然能够到达45％的供电效率。

Claims (4)

1.一种带CO2捕集的燃煤发电***，其特征在于：主要由煤气化单元(16)、变换反应单元(17)、CO2分离单元(18)、氢气净化单元(19)、空分单元(15)、氧气增压机(14)、氢气增压机(20)、第一级注氢燃烧混合式加热器(12)、第二级注氢燃烧混合式加热器(13)、第三级注氢燃烧混合式加热器(21)、汽轮机高压缸(1)、第一级汽轮机中压缸(22)、第二级汽轮机中压缸(2)、汽轮机低压缸(3)、发电机(4)、凝汽器(5)、凝结水泵(6)、水平衡单元(7)、低压加热器组(8)、除氧器(9)、给水泵(10)和高压加热器组(11)组成；
其中，煤气化单元(16)的合成气出口与变换反应单元(17)的合成气入口相连，变换反应单元(17)的变换气出口与CO2分离单元(18)的变换气入口相连，CO2分离单元(18)的燃料气出口与氢气净化单元(19)的燃料气入口相连，氢气净化单元(19)的纯氢气出口与氢气增压机(20)入口相连，氢气增压机(20)的出口经流量调阀与第一级注氢燃烧混合式加热器(12)的氢气入口相连，氢气增压机(20)的第二级抽头经流量调阀与第二级注氢燃烧混合式加热器(13)的氢气入口相连，氢气增压机(20)的第一级抽头经流量调阀与第三级注氢燃烧混合式加热器(21)的氢气入口相连；空分单元(15)从大气中吸入空气，空分单元(15)的氧气出口分成两路，其中一路与煤气化单元(16)的氧气入口相连，另一路与氧气增压机(14)的入口相连，氧气增压机(14)的出口经流量调阀与第一级注氢燃烧混合式加热器(12)的氧气入口相连，氧气增压机(14)的第二级抽头经流量调阀与第二级注氢燃烧混合式加热器(13)的氧气入口相连，氧气增压机(14)的第一级抽头经流量调阀与第三级注氢燃烧混合式加热器(21)的氧气入口相连；
第一级注氢燃烧混合式加热器(12)的蒸汽出口与汽轮机高压缸(1)的蒸汽入口相连，汽轮机高压缸(1)的蒸汽出口与第二级注氢燃烧混合式加热器(13)的再热蒸汽入口相连，第二级注氢燃烧混合式加热器(13)的再热蒸汽出口与第一级汽轮机中压缸(22)的蒸汽入口相连，第一级汽轮机中压缸(22)的蒸汽出口与第三级注氢燃烧混合式加热器(21)的再热蒸汽入口相连，第三级注氢燃烧混合式加热器(21)的再热蒸汽出口与第二级蒸汽轮机中压缸(2)的蒸汽入口相连，第二级蒸汽轮机中压缸(2)的蒸汽出口与汽轮机低压缸(3)的蒸汽入口相连，汽轮机低压缸(3)的蒸汽出口与凝汽器(5)的蒸汽入口相连，凝汽器(5)的凝结水出口与凝结水泵(6)的入口相连，凝结水泵(6)的出口与水平衡单元(7)的入口相连，水平衡单元(7)的出口与低压加热器组(8)的凝结水入口相连，低压加热器组(8)的凝结水出口与除氧器(9)的凝结水入口相连，除氧器(9)的凝结水出口与给水泵(10)的入口相连，给水泵(10)的出口与高压加热器组(11)的给水入口相连，高压加热器组(11)的给水出口与第一级注氢燃烧混合式加热器(12)的给水入口相连；
高压加热器组(11)的加热蒸汽入口与第一级汽轮机中压缸(22)的抽汽口相连，高压加热器(11)的疏水出口与除氧器(9)的疏水入口相连；除氧器(9)的加热蒸汽入口与第二级汽轮机中压缸(2)的抽汽口相连；低压加热器组(8)的加热蒸汽入口与汽轮机低压缸(3)的抽汽口相连，低压加热器组(8)的疏水出口与凝汽器(5)相连。
2.根据权利要求1所述的一种带CO2捕集的燃煤发电***，其特征在于：所述汽轮机高压缸(1)、第一级汽轮机中压缸(22)、第二级汽轮机中压缸(2)、汽轮机低压缸(3)和发电机(4)同轴连接，汽轮机高压缸(1)、第一级汽轮机中压缸(22)、第二级汽轮机中压缸(2)、汽轮机低压缸(3)共同拖动发电机(4)进行发电。
3.根据权利要求1所述的一种带CO2捕集的燃煤发电***，其特征在于：所述低压加热器组(8)由一组不同温度等级的低压加热器组成，所述高压加热器组(11)由一组不同温度等级的高压加热器组成。
4.权利要求1至3任一项所述的带CO2捕集的燃煤发电***的发电方法，其特征在于：空分单元(15)从大气中吸入空气，并将氮气和氧气分离，分离出来的纯氧，一支送去氧气增压机(14)，另一支送去煤气化单元(16)；煤气化单元(16)利用纯氧将煤气化成合成气并进行除尘净化处理，合成气中主要成分为CO和H2，然后送去变换反应单元(17)，在变换反应单元(17)，经水煤气变换反应，合成气中的CO与H2O反应生成CO2和H2，反应完成后，得到变换反应气，其中主要成分变成CO2和H2；变换反应气送去CO2分离单元(18)中，经过吸收剂吸收和再生，变换反应气中的CO2被分离出来，剩余燃料气中的主要成分为H2；燃料气送去氢气纯化单元(19)进行进一步纯化，然后送去氢气增加机(20)进行加压，将压力提高至36MPa等级；空分单元(15)来的纯氧经过氧气增压机(14)将压力提高至36MPa等级；高压氢气和高压氧气分别经过流量调节阀精确调节后，按照2:1的摩尔流量比例分别从氢气入口和氧气入口送入第一级注氢燃烧混合式加热器(12)进行燃烧，与此同时，压力高达36MPa的高压给水喷入第一级注氢燃烧混合式加热器(12)，氢氧燃烧产生的热量将高压给水加热并达到超临界状态，通过精确的水量和燃料量的调节控制，使蒸汽温度控制在700℃，压力为36Mpa；高温高压的蒸汽送去汽轮机高压缸(1)进行膨胀做功，汽轮机高压缸(1)排汽作为冷再热蒸汽送去第二级注氢燃烧混合式加热器(13)，与此同时，分别从氢气增压机(20)和氧气增压机(14)的第二级抽头来的氢气和氧气经过流量控制阀按照2:1的摩尔流量比例，分别从氢气入口和氧气入口送入第二级注氢燃烧混合式加热器(13)进行燃烧加热；冷再热蒸汽在第二级注氢燃烧混合式加热器(13)中完成再热后，温度再次达到700℃，然后送去第一级汽轮机中压缸(22)进行膨胀做功；从第一级汽轮机中压缸(22)出来的排汽送去第三级注氢燃烧混合式加热器(21)，与此同时，分别从氢气增压机(20)和氧气增压机(14)的第一级抽头来的氢气和氧气经过流量控制阀按照2:1的摩尔流量比例，分别从氢气入口和氧气入口送入第三级注氢燃烧混合式加热器(21)进行燃烧加热；蒸汽在第三级注氢燃烧混合式加热器(21)中完成再热后，温度达到600℃，然后送去第二级汽轮机中压缸(2)进行膨胀做功，第二级汽轮机中压缸排汽送去汽轮机低压缸(3)膨胀做功；汽轮机高压缸(1)、第一级汽轮机中压缸(22)、第二级汽轮机中压缸(2)和汽轮机低压缸(3)同轴与发电机(4)相连，一起拖动发电机(4)进行发电；汽轮机低压缸(3)的排汽进入凝汽器(5)冷凝成凝结水；利用凝结水泵(6)从凝汽器(5)的热井抽出凝结水送至水平衡单元(7)，在水平衡单元(7)中，对凝结水进行除盐净化处理，并从凝结水中排出一部分水量，以平衡由于氢氧燃烧产生的水量；水平衡单元(7)出来的凝结水送去低压加热器组(8)进行回热加热，低压加热器组(8)由一组不同温度等级的低压加热器组成，按照温度从低到高的次序逐级对凝结水进行加热，所需的加热蒸汽从汽轮机低压缸(3)的抽汽口抽取；经低压加热器组(8)加热以后，凝结水送入除氧器(9)；除氧器(9)利用汽轮机第二级中压缸(2)的抽汽对凝结水进行加热除氧，凝结水中溶解的氧气以及其它杂质气体都在除氧器(9)中去除；除氧器(9)出来的凝结水经给水泵(10)将压力提升至36MPa等级，然后送去高压加热器组(11)；高压加热器组(11)由一组不同温度等级的高压加热器组成，按照温度从低到高的次序逐级对给水进行加热，所需的加热蒸汽从汽轮机第一级中压缸(22)的抽汽口抽取；经高压加热器组(11)加热后，给水送去第一级注氢燃烧混合式加热器(12)；至此，完成整个发电过程。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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