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1、電力建設(shè)口伍正玉a田2016年12月超臨界C02廢熱回收系統(tǒng)陶勛陶聞翰(中機國際工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司湖南長沙410007)摘要：本文重點介紹了超臨界c02廢熱回收系統(tǒng)，首先分析了Ecilogen電力系統(tǒng)的基本工資原理及其應(yīng)用的優(yōu)勢，然后詳細的分析了EPSl00系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)成分，儀器促進C02廢熱回收技術(shù)的進一步發(fā)展關(guān)鍵詞：Echogen電力系統(tǒng)；EPSl00系統(tǒng)；子系統(tǒng)；廢熱回收中圖分類號：’rKl”文獻標識碼：A文章編號：1673—0038(2016J51—0226-021E
2、cho即n電力系統(tǒng)1．1Echog朗電力系統(tǒng)簡介Echo黔n電力系統(tǒng)為您提供開創(chuàng)性的超臨界CO：熱回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含一系列余熱發(fā)電的應(yīng)用設(shè)備。這種創(chuàng)新的熱回收技術(shù)僅靠當前排放到大氣中的廢熱，就能增加7．5Mw的電力輸出。Echogen在超臨界二氧化碳(sC0：)熱回收系統(tǒng)的開發(fā)領(lǐng)域處于行業(yè)領(lǐng)先地位。Echogen技術(shù)的主要優(yōu)勢在于開創(chuàng)性地把超臨界c02作為工作流體使用。與其他技術(shù)相比，在保證同樣的效率和資本投入下，scO，獨特的熱力學(xué)性質(zhì)降低了熱回收系統(tǒng)的復(fù)雜性、規(guī)模和運營成本。其他優(yōu)勢包括，
3、運行時完全無需供水，全程無需任何中間流體。Echo黔n系統(tǒng)也不需要旁通排氣管或分流器。還有，由于該系統(tǒng)中不含蒸汽過程，因此現(xiàn)場也不需要安排鍋爐操作員，從而實現(xiàn)了遠程操作。1．2Echogen電力系統(tǒng)的循環(huán)過程Echo辨n技術(shù)基于成熟的朗肯循環(huán)和新穎的工作流體：超臨界二氧化碳。scO：循環(huán)的簡化示意圖如圖1所示：l圈≥■p43圍1在轉(zhuǎn)換的過程中，系統(tǒng)主要分為以下步驟：(1)以高于臨界的壓力注入液體二氧化碳。(2)超臨界二氧化碳在換熱器預(yù)熱。(3)在余熱換熱器中添加回收的廢熱。(4)高能sc0，在渦
4、輪機中膨脹，驅(qū)動發(fā)電機。(5)sC0，在冷凝器中濃縮成液體，該過程可使用空氣或水作為冷卻介質(zhì)。與有機蘭金循環(huán)(0RC)使用的液體或熱油不同，二氧化碳不易燃、良性、熱穩(wěn)定，因此Echogen系統(tǒng)僅需使用直接、單壓、置于排氣管內(nèi)的廢熱換熱器(WHx)，而無需中間工作流體。此外，由·226·于超臨界CO：同時具備液體的密度和氣體的可壓縮性和粘度，因此我們的旋轉(zhuǎn)設(shè)備設(shè)計更緊湊，易于安裝，維護成本低廉。該循環(huán)在超臨界階段運行，其中不含任何夾點或蒸汽過程，且工作流體接近熱源的溫度，因此熱交換過程更為簡單、高
5、效。2EPSlOO子系統(tǒng)簡介EPsl00是世界上第一個商業(yè)化的8C0：熱回收系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了一個設(shè)計緊湊、無水的熱回收方案，能夠遠程操作，啟動更快，無須旁路排氣道。EPsl00的設(shè)計輸出功率約7．5MW，設(shè)計用途為回收燃氣輪機排放的廢熱，但也可以用于其他各種熱回收。在足夠的熱量供應(yīng)和適當?shù)沫h(huán)境條件下，EPsl00的輸出功率最高可達到9Mw。3EPsl00系統(tǒng)簡介3．1EchogenEPSloo熱回收系統(tǒng)3．1．1EPSl00主要裝置主要部件包括：scO：動力渦輪機、減速變速箱、四極同步發(fā)電機(
6、60Hz，13．8kV)、快速反應(yīng)渦輪截止閥、干氣密封調(diào)節(jié)系統(tǒng)、滑油控制臺、同流換熱器、C0：渦輪泵：：密封式渦輪驅(qū)動泵，使用加熱的c0：驅(qū)動系統(tǒng)、cO：啟動泵：啟動階段使用的多層級離心泵，在渦輪驅(qū)動泵實現(xiàn)自我維持之前負責(zé)整個系統(tǒng)的C0：循環(huán)、裝置遠程I，0控制及480v配電柜、結(jié)構(gòu)底板、裝置外殼，可衰減至85dBa、外殼通風(fēng)系統(tǒng)、消防滅火系統(tǒng)、裝置上設(shè)有自動控制閥，可控制流速、溫度、壓力等。閥門可控制排氣管道與廢熱交換器之問的sC0：傳送速度。3．1．2cO，模塊管理裝置作為～個閉循環(huán)過程，E
7、PSloo內(nèi)的C0：必須在系統(tǒng)啟動、關(guān)閉和瞬態(tài)條件下傳輸。這個裝置的主要部件有：c0：制冷系統(tǒng)：制冷裝置的位置臨近輸送泵，用于控制C0：儲罐上安裝的基礎(chǔ)的壓力、CO：輸送泵：在發(fā)動機運行期間，C0：輸送泵將C0：從儲罐驅(qū)動到主裝置中、遠程l，O控制和480V配電柜。3．1．3CO，儲存罐立式儲罐中存儲的液態(tài)C0，可達45000磅。3．1．4EPSloo控制系統(tǒng)帶有人機界面和歷史數(shù)據(jù)系統(tǒng)的EPSl00控制系統(tǒng)位于EPSloo配電柜電氣室?？刂葡到y(tǒng)的主要部件有：集中控制、冗余特性的可編程控制器(PL
8、C)通過遠程I，0控制柜實現(xiàn)過程監(jiān)控；為操作員提供了高度可靠的控制系統(tǒng)，可交付一流的的數(shù)據(jù)采集、診斷、控制和保護功能，用于監(jiān)測、分析和管理EPsl00的熱力發(fā)動機：執(zhí)行所有數(shù)據(jù)采集、歷史數(shù)據(jù)收集、控制功能、以及對零2016年12月建舴嗣曩瞄電力建設(shè)發(fā)動機、渦輪機和發(fā)電機的邏輯保護；艾倫一布拉德利家族的產(chǎn)品，在分布式I／O體系結(jié)構(gòu)下運行，可利用各種產(chǎn)品線之間的集成。冗余設(shè)計實現(xiàn)最高水平的系統(tǒng)可靠性；既可以在“獨立’，酉己置中運行，更可以通過廣泛的協(xié)議和媒介與客戶的DCS控制系統(tǒng)相集成。接口包括艾倫
