本實用新型涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)和發(fā)電站。

背景技術(shù)：

現(xiàn)火電站，核電站和生物質(zhì)發(fā)電站等等，都是應(yīng)用燃燒和加熱水變成高溫高壓蒸汽的熱機(jī)發(fā)電技術(shù)，這種方式是現(xiàn)在的主發(fā)電模式。其方法是通過燃燒加熱等方法，將水加熱成為超高溫高壓的水蒸汽，推動汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，汽輪機(jī)做功排出的乏汽，乏汽和冷卻系統(tǒng)在凝汽器中換熱，以使乏汽還原成為液體水，再輸送給鍋爐重新進(jìn)行加熱。冷凝水被鍋爐重新加熱成為高溫高壓蒸汽，推動汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組發(fā)電做功，汽輪機(jī)排出的乏汽，再通過凝汽器被冷卻系統(tǒng)冷卻還原成冷凝水，再輸送到鍋爐加熱，如此不斷的循環(huán)?，F(xiàn)有冷卻系統(tǒng)通常采用水冷和空冷方式冷卻。水冷通常采用冷卻塔進(jìn)行冷卻，風(fēng)冷通常采用空冷系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。

我們經(jīng)常能夠看到火力發(fā)電廠以及核電廠，有很粗的水泥冷卻塔冒著白色蒸汽(或投巨資建設(shè)空冷系統(tǒng))，冷卻塔和空冷系統(tǒng)都將損耗相當(dāng)大能量，粗大冷卻塔不間斷的工作，每年將排放損失超級大量的能量，同時還流失超級大量水資源。發(fā)電廠本是將燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌敵?，大量的熱能量跑掉，極大浪費(fèi)了資源。

凝汽器在冷凝過程中，將汽輪機(jī)輸出的乏汽中蘊(yùn)藏的蒸發(fā)潛熱，通過水冷或者空冷等技術(shù)，將蒸汽中蘊(yùn)藏的蒸發(fā)潛熱排放掉，獲得冷凝水后再通過水泵輸送到鍋爐內(nèi)部進(jìn)行再加熱。在冷凝過程中機(jī)組將損失極其大量的蒸發(fā)潛熱能量。據(jù)相關(guān)報道和相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，火電站、核電站發(fā)電效率只有35％-38％左右，大亞灣核電站的發(fā)電效率只達(dá)到33％，近70％的能量損失掉和排放到大氣中，不但造成寶貴能源的巨大損失，同時電站巨大的熱能量排放到空氣和海洋中，并且長年累月不間斷的排放。即使地球擁有超級巨大的大氣層空間，海洋擁有巨大的海洋面積和體積，但是也承受不住全世界那么多的火電站、核電站、生物質(zhì)電站等發(fā)電系統(tǒng)排放的熱量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)和發(fā)電站，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的汽輪機(jī)的乏汽的熱量大量浪費(fèi)的技術(shù)問題。

本實用新型提供的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)，包括首尾依次連通的低溫工質(zhì)處理存儲器、二級增壓泵、一級凝汽器、二級汽輪機(jī)、二級凝汽器和二級凝結(jié)泵；

所述低溫工質(zhì)處理存儲器內(nèi)存儲的第二介質(zhì)通過所述二級增壓泵輸送至所述一級凝汽器，用于冷卻流經(jīng)所述一級凝汽器的一級汽輪機(jī)的乏汽，并輸送至所述二級汽輪機(jī)，以驅(qū)使所述二級汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動；

所述二級凝汽器用于冷卻所述二級汽輪機(jī)輸出的所述第二介質(zhì)，并將所述第二介質(zhì)通過所述二級凝結(jié)泵輸送至所述低溫工質(zhì)處理存儲器內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)，包括低溫工質(zhì)壓縮機(jī)和換熱器，還包括三級汽輪機(jī)或者膨脹機(jī)；

所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)、所述換熱器、所述三級汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)、所述二級凝汽器首尾依次連通并形成循環(huán)回路；

所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)用于壓縮第三介質(zhì)，并將所述第三介質(zhì)通過所述換熱器冷卻，輸送至所述三級汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)，以驅(qū)使所述三級汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動；

所述二級凝汽器通過來自于所述三級汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)輸出的所述第三介質(zhì)冷卻所述二級汽輪機(jī)輸出的所述第二介質(zhì)，并將所述第三介質(zhì)輸送至所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)。

進(jìn)一步地，所述換熱器連接在所述二級凝結(jié)泵與所述低溫工質(zhì)處理存儲器之間，用于將所述第三介質(zhì)的熱能傳遞給所述第二介質(zhì)；

所述三級汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)與所述換熱器之間連接有三級低溫工質(zhì)存儲器；

進(jìn)一步地，所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)驅(qū)動連接所述三級汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)。

進(jìn)一步地，所述的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)，還包括四級增壓泵和四級汽輪機(jī)；

所述四級增壓泵用于令所述低溫工質(zhì)處理存儲器內(nèi)存儲的所述第二介質(zhì)輸送至待冷卻裝置，以使所述待冷卻裝置冷卻；所述待冷卻裝置包括鍋爐、一級汽輪機(jī)和鍋爐煙道中的一種或者多種；

所述低溫工質(zhì)處理存儲器、所述四級增壓泵、所述待冷卻裝置、所述四級汽輪機(jī)、所述二級凝汽器和所述二級凝結(jié)泵首尾依次連通并形成循環(huán)回路；

流經(jīng)所述待冷卻裝置的所述第二介質(zhì)輸送至所述四級汽輪機(jī)，以驅(qū)使所述四級汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動。

進(jìn)一步地，所述鍋爐煙道設(shè)置有第一煙道換熱器；所述第一煙道換熱器用于連接鍋爐；

所述第一煙道換熱器連接在所述四級增壓泵和所述四級汽輪機(jī)之間，用于將所述鍋爐煙道內(nèi)煙氣的熱能傳遞給所述第二介質(zhì)；

所述鍋爐煙道設(shè)置有第二煙道換熱器；所述鍋爐、所述第一煙道換熱器和所述第二煙道換熱器依次連通；

所述第二煙道換熱器連接在所述四級增壓泵和所述四級汽輪機(jī)之間，用于將所述鍋爐煙道內(nèi)煙氣的熱能傳遞給所述第二介質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述鍋爐煙道設(shè)置有煙道風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)和煙道冷凝器；所述第一煙道換熱器、所述煙道風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)、所述第二煙道換熱器和所述煙道冷凝器依次連通；

所述煙道風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)用于壓縮來自于所述第一煙道換熱器的煙氣，并輸送給所述第二煙道換熱器；

所述煙道冷凝器用于冷卻來自于所述第二煙道換熱器的煙氣。

進(jìn)一步地，所述的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)，包括低溫工質(zhì)壓縮機(jī)和換熱器，還包括三級汽輪機(jī)或者膨脹機(jī)；

所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)、所述換熱器、所述三級汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)、所述煙道冷凝器首尾依次連通并形成循環(huán)回路；

所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)用于壓縮第三介質(zhì)，并將所述第三介質(zhì)通過所述換熱器冷卻，輸送至所述三級汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)，以驅(qū)使所述三級汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動；

所述煙道冷凝器通過來自于所述三級汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)輸出的所述第三介質(zhì)冷卻所述鍋爐煙道內(nèi)煙氣，并將所述第三介質(zhì)輸送至所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)；

所述三級汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)和所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)之間連接有所述二級凝汽器；

所述二級凝汽器通過來自于所述三級汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)輸出的所述第三介質(zhì)冷卻所述二級汽輪機(jī)輸出的所述第二介質(zhì)，并將所述第三介質(zhì)輸送至所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)。

進(jìn)一步地，所述二級汽輪機(jī)驅(qū)動連接二級發(fā)電機(jī)；

所述三級汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)驅(qū)動連接三級發(fā)電機(jī)；

所述第二介質(zhì)為二氧化碳、氨、氦、氫、氧、氬、氮或者氟利昂；

所述第三介質(zhì)為二氧化碳、氨、氦、氫、氧、氬、氮或者氟利昂。

本實用新型提供的發(fā)電站，包括所述的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)。

本實用新型提供的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)和發(fā)電站，通過低溫工質(zhì)處理存儲器內(nèi)存儲的第二介質(zhì)經(jīng)過二級增壓泵輸送至一級凝汽器，以冷卻流經(jīng)一級凝汽器的一級汽輪機(jī)的乏汽，以將一級汽輪機(jī)的乏汽中的熱能置換至第二介質(zhì)內(nèi)；第二介質(zhì)吸收熱能后驅(qū)使二級汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動，將第二介質(zhì)的熱能轉(zhuǎn)化為二級汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)械能；再通過二級凝汽器冷卻二級汽輪機(jī)輸出的第二介質(zhì)，并將第二介質(zhì)通過二級凝結(jié)泵輸送至低溫工質(zhì)處理存儲器內(nèi)，實現(xiàn)循環(huán)。相對于現(xiàn)有技術(shù)中，采用水冷或者空冷等方式冷卻流經(jīng)一級凝汽器的一級汽輪機(jī)(也即現(xiàn)有技術(shù)中的汽輪機(jī))的乏汽，將乏汽中蘊(yùn)藏的蒸發(fā)熱能通過冷卻塔、空冷系統(tǒng)等冷卻系統(tǒng)排放掉，損失了極其大量的熱能；本環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)通過低溫工質(zhì)處理存儲器內(nèi)的第二介質(zhì)冷卻流經(jīng)一級凝汽器的一級汽輪機(jī)的乏汽，以使第二介質(zhì)吸熱并驅(qū)使二級汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動，有效的將乏汽中的熱能轉(zhuǎn)化為二級汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，能夠有效地利用乏汽中的熱能。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例一提供的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的第一流程示意圖；

圖2為本實用新型實施例一提供的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的第二流程示意圖；

圖3為圖1所示的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的第一局部示意圖；

圖4為圖1所示的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的第二局部示意圖。

圖標(biāo)：101-鍋爐；102-一級汽輪機(jī)；103-一級發(fā)電機(jī)；104-一級凝汽器；105-一級凝結(jié)泵；106-一級除氧器；107-一級增壓泵；201-低溫工質(zhì)處理存儲器；202-二級增壓泵；203-二級汽輪機(jī)；204-二級凝汽器；205- 二級凝結(jié)泵；206-二級發(fā)電機(jī)；301-低溫工質(zhì)壓縮機(jī)；302-換熱器；303- 三級汽輪機(jī)；304-三級發(fā)電機(jī)；305-三級低溫工質(zhì)存儲器；401-四級增壓泵；402-四級汽輪機(jī)；403-四級發(fā)電機(jī)；501-初濾設(shè)備；502-第一煙道換熱器；503-壓縮機(jī)前端分離除塵器；504-煙道風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)；505-第二煙道換熱器；506-壓縮機(jī)后端分離除塵器；507-煙道冷凝器；508-存儲器前端分離除塵器；509-煙道存儲器。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

實施例一

參見圖1-圖4所示，本實施例提供了一種環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)；圖1為本實施例提供的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的第一流程示意圖；圖2為本實施例提供的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的第二流程示意圖；為了更加清楚地了解本實施例，圖3、圖4為圖1所示的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的兩個局部示意圖。圖1、圖2 所示的箭頭為管路內(nèi)介質(zhì)的流向，其中，A表示四級增壓泵的輸出端，B表示四級汽輪機(jī)的輸入端，C表示三級汽輪機(jī)的輸出端(也即煙道冷凝器的輸入端)，D表示低溫工質(zhì)壓縮機(jī)的輸入端(也即煙道冷凝器的輸出端)，E表示鍋爐煙道的輸出端，F(xiàn)表示煙道存儲器內(nèi)存儲的介質(zhì)可以重復(fù)利用，例如煙道存儲器內(nèi)存儲的介質(zhì)為二氧化碳液體可以提供給低溫工質(zhì)處理存儲器。

參見圖1-圖4所示，本實施例提供的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)，適于回收一級汽輪機(jī)102的乏汽熱量，包括首尾依次連通的低溫工質(zhì)處理存儲器201、二級增壓泵202、一級凝汽器104、二級汽輪機(jī)203、二級凝汽器204和二級凝結(jié)泵205，形成循環(huán)回路。

低溫工質(zhì)處理存儲器201內(nèi)存儲的第二介質(zhì)通過二級增壓泵202輸送至一級凝汽器104，用于冷卻流經(jīng)一級凝汽器104的一級汽輪機(jī)102的乏汽，并輸送至二級汽輪機(jī)203，以驅(qū)使二級汽輪機(jī)203轉(zhuǎn)動；優(yōu)選地，二級汽輪機(jī)203驅(qū)動連接二級發(fā)電機(jī)206，以在一定程度上將一級汽輪機(jī)102的乏汽的熱能轉(zhuǎn)化為二級發(fā)電機(jī)206的電能，提高發(fā)電效率。此外，二級汽輪機(jī) 203還可以驅(qū)動連接其他旋轉(zhuǎn)器械。

優(yōu)選地，該環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)流通的第二介質(zhì)為氣液變相介質(zhì)，也即第二介質(zhì)在該環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行氣相與液相的轉(zhuǎn)化。為使一級凝汽器104的一級汽輪機(jī)102的乏汽的冷卻效果更佳，優(yōu)選地，低溫工質(zhì)處理存儲器201內(nèi)存儲的第二介質(zhì)全部或者部分呈液態(tài)，第二介質(zhì)流經(jīng)一級凝汽器104與一級汽輪機(jī)102的乏汽進(jìn)行熱交換后，第二介質(zhì)升溫呈全部或者部分氣態(tài)；同時，流經(jīng)一級凝汽器104的第二介質(zhì)呈全部或者部分液態(tài)吸熱轉(zhuǎn)化為呈全部或者部分氣態(tài)，在特定環(huán)境中能夠形成高壓的第二介質(zhì)，從而驅(qū)使二級汽輪機(jī)203做功。

其中，低溫工質(zhì)處理存儲器201內(nèi)存儲的第二介質(zhì)例如可以為二氧化碳、氨、氦、氫、氧、氬、氮或者氟利昂；當(dāng)然，低溫工質(zhì)處理存儲器201 內(nèi)存儲的第二介質(zhì)還可以為其他低溫介質(zhì)。優(yōu)選地，低溫工質(zhì)處理存儲器 201內(nèi)存儲的第二介質(zhì)為液態(tài)的二氧化碳。

二級凝汽器204用于冷卻二級汽輪機(jī)203輸出的第二介質(zhì)，并將第二介質(zhì)通過二級凝結(jié)泵205輸送至低溫工質(zhì)處理存儲器201內(nèi)。優(yōu)選地，第二介質(zhì)通過二級凝汽器204冷卻后呈全部或者部分液態(tài)回流至低溫工質(zhì)處理存儲器201內(nèi)，實現(xiàn)循環(huán)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，二級凝汽器 204冷卻第二介質(zhì)后，在一定程度上在二級汽輪機(jī)203的排氣口造成真空，以使第二介質(zhì)所含的熱能盡可能多的被二級汽輪機(jī)203做功。

本實施例中所述環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)，通過低溫工質(zhì)處理存儲器201內(nèi)存儲的第二介質(zhì)經(jīng)過二級增壓泵202輸送至一級凝汽器104，以冷卻流經(jīng)一級凝汽器104的一級汽輪機(jī)102的乏汽，以將一級汽輪機(jī)102的乏汽中的熱能置換至第二介質(zhì)內(nèi)；第二介質(zhì)吸收熱能后驅(qū)使二級汽輪機(jī)203轉(zhuǎn)動，將第二介質(zhì)的熱能轉(zhuǎn)化為二級汽輪機(jī)203旋轉(zhuǎn)機(jī)械能；再通過二級凝汽器 204冷卻二級汽輪機(jī)203輸出的第二介質(zhì)，并將第二介質(zhì)通過二級凝結(jié)泵 205輸送至低溫工質(zhì)處理存儲器201內(nèi)，實現(xiàn)循環(huán)。相對于現(xiàn)有技術(shù)中，采用水冷或者空冷等方式冷卻流經(jīng)一級凝汽器104的一級汽輪機(jī)102(也即現(xiàn)有技術(shù)中的汽輪機(jī))的乏汽，將乏汽中蘊(yùn)藏的蒸發(fā)熱能通過冷卻塔、空冷系統(tǒng)等冷卻系統(tǒng)排放掉，損失了極其大量的熱能；本環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)通過低溫工質(zhì)處理存儲器201內(nèi)的第二介質(zhì)冷卻流經(jīng)一級凝汽器104的一級汽輪機(jī)102的乏汽，以使第二介質(zhì)吸熱并驅(qū)使二級汽輪機(jī)203轉(zhuǎn)動，有效的將乏汽中的熱能轉(zhuǎn)化為二級汽輪機(jī)203旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，能夠有效地利用乏汽中的熱能。

需要說明的是，現(xiàn)有的火電站，核電站和生物質(zhì)發(fā)電站等發(fā)電系統(tǒng)，都是應(yīng)用燃燒和加熱水變成高溫高壓蒸汽的熱機(jī)發(fā)電技術(shù)，這種方式是現(xiàn)在的主發(fā)電模式?，F(xiàn)有的發(fā)電系統(tǒng)包括首尾依次連通的鍋爐101、一級汽輪機(jī)102、一級凝汽器104、一級凝結(jié)泵105、一級除氧器106和一級增壓泵107，并形成循環(huán)回路；其中，一級汽輪機(jī)102驅(qū)動連接一級發(fā)電機(jī)103，以使一級發(fā)電機(jī)103發(fā)電。例如，鍋爐101產(chǎn)生高溫高壓蒸汽推動一級汽輪機(jī)102高速旋轉(zhuǎn)做功后，變成為低溫低壓的乏汽，乏汽溫度約30℃左右，壓力10Kpa左右，蘊(yùn)藏著超級大量蒸發(fā)潛熱能量。輸入到一級凝汽器104 進(jìn)行冷凝，釋放出超級大量的蒸發(fā)潛熱能量。

現(xiàn)有的一級凝汽器104采用水冷或者冷風(fēng)進(jìn)行空冷等冷卻流經(jīng)一級凝汽器104的一級汽輪機(jī)102的乏汽。通常建設(shè)有很粗的水泥冷卻塔或投巨資建設(shè)空冷系統(tǒng)，將一級汽輪機(jī)102的乏汽置換的熱能散發(fā)到大氣中。該冷卻塔和空冷系統(tǒng)都將損耗相當(dāng)大能量，粗大冷卻塔或空冷系統(tǒng)不間斷的工作，每年將排放損失超級大量的能量，同時采用冷卻塔冷卻技術(shù)還可能流失超級大量水資源。此外，采用水冷的冷卻系統(tǒng)長年累月循環(huán)工作，在一級凝汽器104管壁將會有水垢沉淀，將降低一級凝汽器104的換熱效率，同時水中鹽分和酸堿對一級凝汽器104管道和管道接口都有很強(qiáng)的腐蝕，容易造成管道腐蝕穿孔，發(fā)生循環(huán)冷卻水進(jìn)入到蒸汽系統(tǒng)的惡性事故。另外：一級凝汽器104在冬季，由于外界空氣溫度低，所以一級汽輪機(jī)102 輸出的乏汽冷凝效果非常的好。但是在夏天的高溫環(huán)境下，一級汽輪機(jī)102 輸出的乏汽例如30℃左右，外界空氣溫度也達(dá)到30攝氏度左右，一級凝汽器104工作效率可能將明顯降低，可能將導(dǎo)致在夏季用電的高峰期，發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組效率下降和不給力的情況。這種情況，不管是采用冷卻塔濕冷和空冷系統(tǒng)風(fēng)冷，都會出現(xiàn)這種問題。

而本實施例所述環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)，一級汽輪機(jī)102做功后輸出的乏汽進(jìn)入到一級凝汽器104，一級凝汽器104的冷卻系統(tǒng)采用第二介質(zhì)，例如液體二氧化碳工質(zhì)來進(jìn)行一級汽輪機(jī)102輸出的乏汽的冷凝工作。選擇低溫二氧化碳液體等第二介質(zhì)進(jìn)行冷凝，理論上還具有以下優(yōu)點：

1、可以實現(xiàn)沒有對外釋放能量的冷卻塔或者空冷系統(tǒng)，不但省去了這些冷卻設(shè)備，同時理論上節(jié)省了發(fā)電廠大量的土地占用、以及冷卻系統(tǒng)中的各種各樣風(fēng)扇和能量消耗。

2、現(xiàn)有發(fā)電系統(tǒng)在炎熱夏季，由于冷卻塔和空冷島容易受到高溫影響，循環(huán)冷卻水和空氣的溫度比較高，導(dǎo)致凝汽器冷凝效果差，嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率，炎熱夏季是用電高峰，發(fā)電機(jī)組卻不給力。本實施例所述環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)，理論上可以實現(xiàn)在炎熱夏季和寒冷冬季，所有的設(shè)備工作狀態(tài)都基本上是完全相同，即使是炎熱的夏季設(shè)備也照常發(fā)電。

3、第二介質(zhì)的溫度較低，因此進(jìn)行一級汽輪機(jī)102乏汽冷凝的效果理論上也將是非常顯著的，相同的冷凝量理論上可以縮小一級凝汽器104換熱面積和體積，節(jié)約寶貴的導(dǎo)熱材料，進(jìn)而理論上可以降低一級凝汽器104 的制造成本。同時在二氧化碳液體工質(zhì)等第二介質(zhì)中，沒有原循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的水堿沉淀物和酸堿等有害物質(zhì)，不但可以延長一級凝汽器104的使用壽命，同時還可以大大的減少一級凝汽器104每年的清洗和維護(hù)工作量。

本實施例的可選方案中，所述環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)包括低溫工質(zhì)壓縮機(jī) 301和換熱器302，還包括三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)(圖中未顯示)。

低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)、二級凝汽器204首尾依次連通并形成循環(huán)回路；即低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、三級汽輪機(jī)303和二級凝汽器204首尾依次連通并形成循環(huán)回路，或者，低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、膨脹機(jī)和二級凝汽器204首尾依次連通并形成循環(huán)回路?？梢岳斫獾氖?，低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)、二級凝汽器204組成了一個完整的制冷系統(tǒng)。

低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301用于壓縮第三介質(zhì)，并將第三介質(zhì)通過換熱器302 冷卻，輸送至三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)，以驅(qū)使三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地，三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)驅(qū)動連接三級發(fā)電機(jī)304，以將三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動機(jī)械能轉(zhuǎn)化為三級發(fā)電機(jī)304的電能，提高發(fā)電效率。此外，三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)還可以驅(qū)動連接其他旋轉(zhuǎn)器械。

優(yōu)選地，該環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)流通的第三介質(zhì)為氣液變相介質(zhì)，也即第三介質(zhì)在該環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行氣相與液相的轉(zhuǎn)化。為使二級凝汽器204的第二介質(zhì)的冷卻效果更佳，優(yōu)選地，低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301壓縮第三介質(zhì)并經(jīng)換熱器302冷卻后的第三介質(zhì)全部或者部分呈液態(tài)，第三介質(zhì)流經(jīng)三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)做功后釋放壓力并呈全部或者部分氣態(tài)。

為了更好地存儲經(jīng)低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301壓縮、并經(jīng)換熱器302冷卻的全部或者部分呈液態(tài)的第三介質(zhì)，在三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)與換熱器 302之間連接有三級低溫工質(zhì)存儲器305。

其中，第三介質(zhì)例如可以為二氧化碳、氨、氦、氫、氧、氬、氮或者氟利昂；當(dāng)然，第三介質(zhì)還可以為其他低溫介質(zhì)。優(yōu)選地，第三介質(zhì)為二氧化碳。

二級凝汽器204通過來自于三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)輸出的第三介質(zhì)冷卻二級汽輪機(jī)203輸出的第二介質(zhì)，并將第三介質(zhì)輸送至低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301，實現(xiàn)循環(huán)。

換熱器302可通過冷卻裝置將低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301壓縮第三介質(zhì)產(chǎn)生的熱量冷卻，可選地，換熱器302連接在二級凝結(jié)泵205與低溫工質(zhì)處理存儲器201之間，用于將第三介質(zhì)的熱能傳遞給第二介質(zhì)；即低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301壓縮第三介質(zhì)產(chǎn)生的熱量通過二級凝結(jié)泵205與低溫工質(zhì)處理存儲器201之間的第二介質(zhì)冷卻，一方面簡化所述環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，另一方面減少熱能的損耗。

理論上由于二級凝結(jié)泵205的加壓作用，通過換熱器302得到熱能量的第二介質(zhì)不會逆回饋到二級凝汽器204。只能夠單向的流向低溫工質(zhì)處理存儲器201；第二介質(zhì)再經(jīng)過二級增壓泵202輸送給一級凝汽器104進(jìn)行再加熱，理論上產(chǎn)生的高壓第二介質(zhì)蒸汽推動二級汽輪機(jī)203高速旋轉(zhuǎn)，如此不斷的循環(huán)。

可選地，低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301驅(qū)動連接三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)，通過將低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301與三級汽輪機(jī)303，或者低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301與膨脹機(jī)同軸設(shè)置，以使三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能，直接驅(qū)動低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301，以省去驅(qū)動低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301的發(fā)電機(jī)，節(jié)約低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301消耗的電能。低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301是消耗電能的，三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)是輸出機(jī)械能的。三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)的作用，是釋放掉低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301產(chǎn)生的壓力能，相當(dāng)于低溫工質(zhì)壓縮機(jī) 301的一個壓力回收系統(tǒng)；以使在特定環(huán)境下讓壓力能變成三級汽輪機(jī)303 或者膨脹機(jī)輸出的機(jī)械能，達(dá)到一種節(jié)能效果和目的，同時得到三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)產(chǎn)生的半真空低壓，有利于降低三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)輸出的第三介質(zhì)的溫度，有利于二級凝汽器204冷卻和實現(xiàn)深冷。

本實施例的可選方案中，所述環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)還包括四級增壓泵401 和四級汽輪機(jī)402。

四級增壓泵401用于令低溫工質(zhì)處理存儲器201內(nèi)存儲的第二介質(zhì)輸送至待冷卻裝置，以使待冷卻裝置冷卻，以將待冷卻裝置的熱能傳遞給第二介質(zhì)。

可選地，待冷卻裝置包括鍋爐101、一級汽輪機(jī)102和鍋爐煙道中的一種或者多種。具體而言，低溫工質(zhì)處理存儲器201內(nèi)存儲的第二介質(zhì)用于冷卻鍋爐101的爐壁、一級汽輪機(jī)102的外壁和鍋爐煙道的排放尾氣中的一種或者多種。

低溫工質(zhì)處理存儲器201、四級增壓泵401、待冷卻裝置、四級汽輪機(jī) 402、二級凝汽器204和二級凝結(jié)泵205首尾依次連通并形成循環(huán)回路。

流經(jīng)待冷卻裝置的第二介質(zhì)輸送至四級汽輪機(jī)402，以驅(qū)使四級汽輪機(jī)402轉(zhuǎn)動。在特定環(huán)境下，第二介質(zhì)吸收待冷卻裝置的熱能并能夠形成高壓的第二介質(zhì)，從而驅(qū)使四級汽輪機(jī)402做功。優(yōu)選地，四級汽輪機(jī)402驅(qū)動連接四級發(fā)電機(jī)403，以在一定程度上將待冷卻裝置的熱能轉(zhuǎn)化為四級發(fā)電機(jī)403的電能，提高發(fā)電效率。此外，四級汽輪機(jī)402還可以驅(qū)動連接其他旋轉(zhuǎn)器械。

二級凝汽器204用于冷卻二級汽輪機(jī)203輸出的第二介質(zhì)，并將第二介質(zhì)通過二級凝結(jié)泵205輸送至低溫工質(zhì)處理存儲器201內(nèi)。優(yōu)選地，第二介質(zhì)通過二級凝汽器204冷卻后呈全部或者部分液態(tài)回流至低溫工質(zhì)處理存儲器201內(nèi)，實現(xiàn)循環(huán)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，二級凝汽器 204冷卻第二介質(zhì)后，在一定程度上在四級汽輪機(jī)402的排氣口造成真空，以使第二介質(zhì)所含的熱能盡可能多的被四級汽輪機(jī)402做功。

相對于現(xiàn)有技術(shù)中，采用煙囪將鍋爐煙道內(nèi)煙氣直接排放至大氣中、采用水冷或者風(fēng)冷等冷卻鍋爐101或者一級汽輪機(jī)102，浪費(fèi)了鍋爐煙道內(nèi)煙氣的大量熱能以及鍋爐101或者一級汽輪機(jī)102壁上的大量熱能；本環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)通過低溫工質(zhì)處理存儲器201內(nèi)的第二介質(zhì)冷卻鍋爐101、一級汽輪機(jī)102和鍋爐煙道等帶冷卻裝置，以使第二介質(zhì)吸熱并驅(qū)使四級汽輪機(jī)402轉(zhuǎn)動，有效的將鍋爐101、一級汽輪機(jī)102或鍋爐煙道中的熱能轉(zhuǎn)化為四級汽輪機(jī)402旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，有效地利用的鍋爐101、一級汽輪機(jī) 102或鍋爐煙道中的熱能。

本實施例的可選方案中，鍋爐煙道設(shè)置有第一煙道換熱器502；第一煙道換熱器502用于連接鍋爐101。

第一煙道換熱器502連接在四級增壓泵401和四級汽輪機(jī)402之間，用于將鍋爐煙道內(nèi)煙氣的熱能傳遞給第二介質(zhì)。通過第一煙道換熱器502 以將鍋爐煙道內(nèi)煙氣的熱能傳遞給第二介質(zhì)，在一定程度下，第二介質(zhì)吸收熱能后能夠形成高壓的第二介質(zhì)，從而驅(qū)使四級汽輪機(jī)402做功，進(jìn)而能夠有效地利用鍋爐煙道內(nèi)煙氣的熱能。

本實施例的可選方案中，鍋爐煙道設(shè)置有第二煙道換熱器505；鍋爐 101、第一煙道換熱器502和第二煙道換熱器505依次連通。

第二煙道換熱器505連接在四級增壓泵401和四級汽輪機(jī)402之間，用于將鍋爐煙道內(nèi)煙氣的熱能傳遞給第二介質(zhì)。為了便于理解，可以解釋為第一煙道換熱器502與第二煙道換熱器505并聯(lián)連接在四級增壓泵401 和四級汽輪機(jī)402之間。通過第二煙道換熱器505以將鍋爐煙道內(nèi)煙氣的熱能傳遞給第二介質(zhì)，在一定程度下，第二介質(zhì)吸收熱能后能夠形成高壓的第二介質(zhì)，從而驅(qū)使四級汽輪機(jī)402做功，進(jìn)而能夠進(jìn)一步有效地利用鍋爐煙道內(nèi)煙氣的熱能。通過第一煙道換熱器502與第二煙道換熱器505，兩次將鍋爐煙道內(nèi)的煙氣降溫，能夠進(jìn)一步有效地利用鍋爐煙道內(nèi)煙氣的熱能。

進(jìn)一步地，鍋爐煙道設(shè)置有煙道風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)504和煙道冷凝器507；第一煙道換熱器502、煙道風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)504、第二煙道換熱器505和煙道冷凝器507依次連通。

煙道風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)504用于壓縮來自于第一煙道換熱器502的煙氣，并輸送給第二煙道換熱器505。

煙道冷凝器507用于冷卻來自于第二煙道換熱器505的煙氣。通過煙道風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)504壓縮鍋爐煙道內(nèi)煙氣，以及煙道冷凝器507冷卻鍋爐煙道內(nèi)煙氣，在特定環(huán)境下能夠?qū)㈠仩t煙道內(nèi)煙氣壓縮冷凝為液體，減少鍋爐煙道內(nèi)煙氣對環(huán)境的污染。

現(xiàn)有技術(shù)中，連接鍋爐煙道的煙囪主要作用是拔火拔煙、排走煙氣、改善燃燒條件，是最古老、最重要的防污染裝置之一，也是火力發(fā)電廠中與鍋爐101配套使用的建筑設(shè)施，其主要作用是把鍋爐101排放的大量煙氣中的煙塵和有害的氣體引向高空，增大擴(kuò)散半徑，避免局部污染過重。因而發(fā)電廠主要?dú)怏w排放物來自煙囪，也就是燃煤燃燒后產(chǎn)物。從理論上講，發(fā)電廠鍋爐101排煙溫度越低越好。但是，由于燃煤鍋爐101的燃料在燃燒時會產(chǎn)生二氧化硫，因為它的露點是攝氏150°，低于這個溫度，在鍋爐101尾部形成“硫酸水”腐蝕金屬，所以燃煤鍋爐101的設(shè)計排煙溫度都是不低于150℃，不高于160℃。另外根據(jù)專家統(tǒng)計:每節(jié)約1度電，就相應(yīng)減少污染排放0.997千克二氧化碳；0.03千克二氧化硫，0.015千克氮氧化物。鍋爐煙道的煙氣除去水蒸氣和煙塵之外，主要?dú)怏w排放物有二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、不完全燃燒產(chǎn)生的一氧化碳，煤受熱析出的烴類有機(jī)物以及其他的微量衍生物。在電廠煙囪氣體排放物中，二氧化碳含量占95％以上，相比之下，二氧化硫、氮氧化物、可吸入顆粒物PM10、 PM2.5的含量很小，但是這些物質(zhì)對人類健康危害卻極其大。鍋爐煙道通過煙囪成年累月不間斷排放尾氣，其氣體排放物總量非常巨大，所以空氣中蘊(yùn)藏的二氧化硫、氮氧化物、可吸入顆粒物PM10、PM2.5的總量也非常大，對人類健康危害也極其大。所述環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)采用壓縮-冷凝技術(shù)，將鍋爐煙道中二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、可吸入顆粒物PM10、PM2.5 進(jìn)行冷凝液化分類處理，可以實現(xiàn)發(fā)電廠長年累月發(fā)電“零排放，零污染”。

本實施例的可選方案中，所述環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)包括低溫工質(zhì)壓縮機(jī) 301和換熱器302，還包括三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)。

低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)、煙道冷凝器507首尾依次連通并形成循環(huán)回路；即低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器 302、三級汽輪機(jī)303和煙道冷凝器507首尾依次連通并形成循環(huán)回路，或者，低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、膨脹機(jī)和煙道冷凝器507首尾依次連通并形成循環(huán)回路。

低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301用于壓縮第三介質(zhì)，并將第三介質(zhì)通過換熱器302 冷卻，輸送至三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)，以驅(qū)使三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動；優(yōu)選地，三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)驅(qū)動連接三級發(fā)電機(jī)304，以將三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動機(jī)械能轉(zhuǎn)化為三級發(fā)電機(jī)304的電能，提高發(fā)電效率。此外，三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)還可以驅(qū)動連接其他旋轉(zhuǎn)器械。

優(yōu)選地，該環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)流通的第三介質(zhì)為氣液變相介質(zhì)，也即第三介質(zhì)在該環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行氣相與液相的轉(zhuǎn)化。為使煙道冷凝器507的煙氣的冷卻效果更佳，優(yōu)選地，低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301壓縮第三介質(zhì)并經(jīng)換熱器302冷卻后的第三介質(zhì)全部或者部分呈液態(tài)，第三介質(zhì)流經(jīng)三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)做功后釋放壓力并呈全部或者部分氣態(tài)。

煙道冷凝器507通過來自于三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)輸出的第三介質(zhì)冷卻鍋爐煙道內(nèi)煙氣，并將第三介質(zhì)輸送至低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301，實現(xiàn)循環(huán)。煙道冷凝器507與二級凝汽器204可以共用低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)，也可以不共用低溫工質(zhì)壓縮機(jī)、換熱器、三級汽輪機(jī)或者膨脹機(jī)；為了簡化結(jié)構(gòu)，煙道冷凝器507與二級凝汽器204共用低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)，換而言之，可以理解的是煙道冷凝器507與二級凝汽器204并聯(lián)連接在低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)管路內(nèi)。即：三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)和低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301之間連接有二級凝汽器 204；二級凝汽器204通過來自于三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)輸出的第三介質(zhì)冷卻二級汽輪機(jī)203輸出的第二介質(zhì)，并將第三介質(zhì)輸送至低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301。

本實施例的可選方案中，鍋爐煙道設(shè)置有壓縮機(jī)前端分離除塵器503、壓縮機(jī)后端分離除塵器506和煙道存儲器509。

第一煙道換熱器502、壓縮機(jī)前端分離除塵器503、煙道風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)504、第二煙道換熱器505、壓縮機(jī)后端分離除塵器506、煙道冷凝器507和煙道存儲器509依次連通。

壓縮機(jī)前端分離除塵器503用于分離、存儲鍋爐煙道內(nèi)煙氣。例如可以冷凝和分離二氧化硫和氮氧化物等有害物質(zhì)。

壓縮機(jī)后端分離除塵器506用于分離、存儲鍋爐煙道內(nèi)煙氣。例如可以冷凝和分離二氧化硫等有害物質(zhì)。

煙道存儲器509用于存儲鍋爐煙道內(nèi)煙氣。優(yōu)選地，鍋爐煙道的煙氣依次經(jīng)過壓縮機(jī)前端分離除塵器503的分離、煙道風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)504的壓縮、壓縮機(jī)后端分離除塵器506的分離，以及煙道冷凝器507的冷凝，形成純度較高的全部或者部分液態(tài)的二氧化碳存儲在煙道存儲器509內(nèi)。

本實施例的可選方案中，鍋爐煙道設(shè)置有存儲器前端分離除塵器508；存儲器前端分離除塵器508連接在煙道冷凝器507和煙道存儲器509之間，用于分離、存儲鍋爐煙道內(nèi)煙氣。通過存儲器前端分離除塵器508，以進(jìn)一步分離、過濾鍋爐煙道內(nèi)煙氣，以使煙道存儲器509內(nèi)存儲的如二氧化碳純度更高。

為了提高第一煙道換熱器502、煙道風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)504的使用壽命，鍋爐煙道設(shè)置有初濾設(shè)備501；初濾設(shè)備501連接在鍋爐101和第一煙道換熱器 502之間，用于過濾鍋爐煙道內(nèi)煙氣內(nèi)的硫、硝和粉塵中的一種或者多種。初濾設(shè)備501例如可以為現(xiàn)有的脫硫脫硝設(shè)備。

本實施例所述的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)理論上能夠完全取締發(fā)電廠數(shù)百米的煙囪，采用煙道風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)504，來替代煙囪拔火拔煙、排走煙氣、改善燃燒條件的功能。由于電廠煙囪中95％以上都是二氧化碳?xì)怏w，我們只要將電廠煙囪中的二氧化碳壓縮冷凝成為二氧化碳液體。剩下的二氧化硫、氮氧化物、可吸入顆粒物PM10、PM2.5再進(jìn)行冷凝和分類處理就很容易了。二氧化硫的沸點為-10℃，二氧化碳的沸點為-56.55℃，也就是說煙囪中二氧化硫氣體，早就已經(jīng)在我們前幾級換熱冷凝過程中分離出來了。包括氮氧化物、可吸入顆粒物PM10、PM2.5也都在前幾級液體二氧化碳冷凝過程，和最后的煙道冷凝器507中被冷凝，以及存儲器前端分離除塵器508等等設(shè)備被分離出來，這些雜質(zhì)集中到一起有針對性的加以處理就將容易很多。尤其是那些可吸入顆粒物PM10、PM2.5，雜質(zhì)的質(zhì)量非常小，但是危害卻極其的大。此外，由于二氧化硫的冷凝溫度只有-10℃，所以在煙氣進(jìn)行冷凝的過程中，二氧化硫理論上已經(jīng)被冷凝和收集，不但可以節(jié)省電廠脫硫脫硝設(shè)備的設(shè)備投入，還可以將二氧化硫收集起來實現(xiàn)廢物再利用和銷售。

現(xiàn)有的鍋爐煙道脫硝后脫硫一般都是采用化學(xué)方法，每個環(huán)節(jié)都要有相應(yīng)的設(shè)備投入，不但設(shè)備成本高，同時在設(shè)備運(yùn)行過程中還需要不斷的添加化學(xué)原材料，即使付出這樣大的代價，并且還需要投資建設(shè)高聳入云的煙囪，還有二氧化碳和可吸入顆粒物PM10、PM2.5排放，不能夠進(jìn)行根治。本實施例所述的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)是采用傳統(tǒng)脫硫脫硝技術(shù)和物理冷凝等等方法進(jìn)行脫硫脫硝，根除二氧化碳和可吸入顆粒物PM10、PM2.5排放，從而可以實現(xiàn)真正的“零排放，零污染”。

需要說明的是，煤的成分包括有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)。構(gòu)成煤炭有機(jī)質(zhì)的元素主要有碳、氫、氧、氮和硫等，此外，還有極少量的磷、氟、氯和砷等元素。碳、氫、氧是煤炭有機(jī)質(zhì)的主體占95％以上。礦物質(zhì)是煤炭的主要雜質(zhì)，如硫化物、硫酸鹽、碳酸鹽等，其中大部分屬于有害成分。中國以煤為主要能源，全國煙塵排放量的70％，二氧化硫排放量的90％都來自于燃煤，使得工業(yè)和人口集中的城市產(chǎn)生了比較嚴(yán)重的大氣污染，甚至產(chǎn)生酸雨。這些自然災(zāi)害，已經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展的一個障礙，正在縮小我們的生存和發(fā)展空間。

二氧化硫(SO₂)，無色氣體、有強(qiáng)烈刺激性氣味，是大氣主要污染物之一。二氧化硫為酸性氣體，沸點：-10℃；易溶于水，會形成亞硫酸(酸雨的主要成分)。若在催化劑(如二氧化氮)的存在下，SO₂進(jìn)一步氧化，便會生成硫酸(H₂SO₄)?？晌腩w粒物粒徑小,能富集大量有毒重金屬、有害有機(jī)物和酸性化合物，對人類的健康危害極大，特別是粒徑小于2.5μm的細(xì)顆粒部分對人體和環(huán)境產(chǎn)生的影響更為明顯。PM10是空氣動力學(xué)直徑小于或等于10微米的顆粒物，PM2.5就是其中的一種。PM10長期累積會引起呼吸系統(tǒng)疾病，如氣促、咳嗽、誘發(fā)哮喘、慢性支氣管炎、慢性肺炎等。由于飄塵粒徑小，能被人直接吸入呼吸道造成危害；細(xì)顆粒物可能引發(fā)心臟病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能等。因此，對于老人、兒童和已患心肺病者等敏感人群風(fēng)險較大。又由于它能在大氣中長期漂浮，易將污染物帶到很遠(yuǎn)的地方，導(dǎo)致污染范圍擴(kuò)大，同時在大氣中還可為化學(xué)反應(yīng)提供反應(yīng)床。

常規(guī)來說火電廠都是選擇爐外SCR脫硝高塵布置+電(袋式或者是電袋) 除塵+濕法脫硫，脫硝一般是布置在省煤器和空預(yù)器之間，除塵布置在空預(yù)器和引風(fēng)機(jī)之間，脫硫布置在引風(fēng)機(jī)和煙囪之間。但不排除有例外情況，比如干法脫硫、爐內(nèi)SNCR脫硝技術(shù)、爐外SCR脫硝低塵布置等等，脫硝和脫硫設(shè)施有可能會與常規(guī)布置在除塵器的上游或下游相反的位置。還有就是現(xiàn)在為了控制PM2.5，濕式除塵逐漸會推廣應(yīng)用，順序有可能又不同。不過上述這些情況都屬于特殊情況，應(yīng)用最多的還是常規(guī)布置順序。

脫硫就是脫去煙氣中的SO₂(二氧化硫)，脫硝主要是脫去煙氣中的NOx (氮氧化物)，這兩種物質(zhì)進(jìn)入大氣會形成酸雨，酸雨對人類的危害非常大，所以現(xiàn)在國家一直在提倡環(huán)保，以煤炭為燃料的煙氣都含有這些物質(zhì)，特別是火電廠，現(xiàn)在建火電廠都要同時建設(shè)脫硫，脫硝現(xiàn)在國家還沒有開始強(qiáng)制上。電廠一般是脫硝在前，因為脫硝需要較高的反應(yīng)溫度。采用SNCR 技術(shù)脫硝是要在900℃-1100℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，一般在鍋爐上部煙道區(qū)域作為反應(yīng)場所；采用SCR脫硝是在省煤器后，空預(yù)器前，這個區(qū)域的溫度在300℃-400℃之間。而一般的脫硫是在除塵器之后，這樣布置可以提高脫硫副產(chǎn)品的純度，增加脫硫石膏的附加值。

為了便于理解本實施例，下面提供一些物理參數(shù)和參考數(shù)據(jù)：

1、二氧化碳物理性質(zhì)：沸點-56.55℃，臨界溫度31℃，臨界壓力 7.39MPa，汽化潛熱347kj/kg；

2、氨的物理性質(zhì)：沸點-33.5℃，臨界壓力11.2MPa，臨界溫度132.3℃，汽化熱1336.97kj/kg；

3、二氧化硫的物理性質(zhì)：熔點-72.4℃，沸點-10℃；

4、硝酸：的物理性質(zhì)，熔點-42℃，沸點83℃；

5、鄰硝的物理性質(zhì)：熔點32.5℃，沸點：246℃。

可選地，本實施例所述的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)，可以先將鍋爐101產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽，通過一級汽輪機(jī)102驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，不間斷發(fā)電輸出電能，一級發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率理論上約35％-38％左右，與現(xiàn)有發(fā)電站、電廠的發(fā)電情況基本上保持相同。與現(xiàn)有發(fā)電站、電廠不同的是流通一級凝汽器104的冷卻系統(tǒng)，一級凝汽器104不再采用循環(huán)冷卻水，例如采用低溫工質(zhì)處理存儲器201內(nèi)存儲的液體二氧化碳等第二介質(zhì)進(jìn)行冷凝。當(dāng)一級汽輪機(jī)102排出的乏汽在一級凝汽器104中與低溫的液體二氧化碳等第二介質(zhì)進(jìn)行熱交換時，乏汽在特定情況下會迅速的進(jìn)行冷凝，同時釋放出乏汽中蘊(yùn)藏的蒸發(fā)潛熱能量。液體二氧化碳等第二介質(zhì)通過一級凝汽器104 吸收乏汽中蘊(yùn)藏的蒸發(fā)潛熱能量，理論上體積膨脹且壓力迅速增加。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，二氧化碳工質(zhì)溫度為5℃，壓力達(dá)到3.969Mpa；溫度10℃，壓力4.501Mpa；溫度15℃，壓力5.085Mpa；溫度20℃，壓力5.727Mpa；溫度25℃，壓力6.432Mpa，這樣巨大的壓力，理論上在特定條件下完全能夠推動二級汽輪機(jī)203高速旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。若二級汽輪機(jī) 203驅(qū)動連接二級發(fā)電機(jī)206進(jìn)行發(fā)電，本發(fā)電系統(tǒng)利用呈低溫液體的第二介質(zhì)去吸收一級發(fā)電環(huán)節(jié)中一級汽輪機(jī)102輸出的乏汽的蒸發(fā)潛熱能量并且實現(xiàn)發(fā)電輸出，理論上產(chǎn)生的效率能夠達(dá)到約35％左右，這是第二級采用呈低溫液體的第二介質(zhì)做發(fā)電工質(zhì)的發(fā)電循環(huán)。由于乏汽中蘊(yùn)藏的蒸發(fā)潛熱能量非常巨大，理論上約占到總能量的一半，所以這一級發(fā)電的能量輸出和貢獻(xiàn)率也是非常巨大的。

可選地，本實施例所述的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)，可以將鍋爐101、鍋爐煙道、一級汽輪機(jī)102的冷卻系統(tǒng)，更換成為呈低溫液體的第二介質(zhì)做冷卻系統(tǒng)。用四級增壓泵401將呈低溫液體的第二介質(zhì)從低溫工質(zhì)處理存儲器 201輸送到鍋爐101、鍋爐煙道和一級汽輪機(jī)102的冷卻系統(tǒng)中。采用呈低溫液體的第二介質(zhì)進(jìn)行冷卻，理論上效果也明顯的比水冷卻效果更好，同時理論上呈低溫液體的第二介質(zhì)吸收鍋爐101、鍋爐煙道和一級汽輪機(jī)102 的大量熱能量后，在特定環(huán)境下能夠變成為高壓二氧化碳等第二介質(zhì)蒸汽，被管道匯集到一起，輸送給四級汽輪機(jī)402作高速旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。若四級汽輪機(jī)402驅(qū)動連接四級發(fā)電機(jī)403進(jìn)行發(fā)電，在特定環(huán)境下理論上不但能夠有效降低鍋爐101外殼溫度、鍋爐煙道排氣溫度和一級汽輪機(jī)102外殼的溫度，同時還能夠減少鍋爐101、鍋爐煙道和一級汽輪機(jī)102外殼的熱能量損失；并且還可以將這些本來應(yīng)該損失掉的能量，全部收集起來通過四級汽輪機(jī)402再進(jìn)行發(fā)電和輸出，無形之中理論上可以再次為發(fā)電系統(tǒng)貢獻(xiàn)出15％-25％的發(fā)電效率，這樣計算下來，在特定環(huán)境下理論上整套發(fā)電系統(tǒng)可以達(dá)到90％左右甚至更高的發(fā)電效率。本實施例所述的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)，整個系統(tǒng)理論上基本上沒有能量流失的地方，沒有冷卻塔和空冷島，就連鍋爐101爐體，鍋爐煙道和一級汽輪機(jī)102等設(shè)備的機(jī)殼，也都采用了能量回收技術(shù)，所以本發(fā)電系統(tǒng)的效率從理論上講，可以達(dá)到幾乎100％的發(fā)電效率，理論上節(jié)能效果應(yīng)該說非常明顯，在現(xiàn)在能源短缺的年代更加重要。同時本發(fā)電系統(tǒng)還可以廣泛的應(yīng)用于大型船舶汽輪機(jī)系統(tǒng)和以汽輪機(jī)為主驅(qū)動的其他應(yīng)用。

現(xiàn)有火力發(fā)電站、核電站和生物質(zhì)發(fā)電站等發(fā)電站遍布全國和世界各地，投資也都非常的巨大，一個火力發(fā)電站建設(shè)投資需要幾億甚至幾十億人民幣，建設(shè)一個核電站可能需要投資一百億人民幣以上。且現(xiàn)有火力發(fā)電站、核電站和生物質(zhì)發(fā)電站等發(fā)電站，均采用風(fēng)冷、水冷等冷卻系統(tǒng)對一級汽輪機(jī)102乏汽進(jìn)行冷凝，理論上損失能量約40％，再加上鍋爐101和鍋爐煙道損失10％-20％，一級汽輪機(jī)102及其他設(shè)備損失約10％左右，所以現(xiàn)有的火力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率理論上只有35％-40％左右，不少生物質(zhì)發(fā)電理論上只有20％多的效率。經(jīng)過本實施例所述的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)改造以后，原來一個發(fā)電廠就很有可能產(chǎn)生出兩個發(fā)電廠的發(fā)電效率及經(jīng)濟(jì)效益，但是燃煤和消耗核燃料，卻還只是原來一個發(fā)電廠的。如果全國和全世界所有發(fā)電廠都進(jìn)行這樣的技術(shù)改造，每年將節(jié)約超級大量的煤炭和資源，同時也將減少大量的二氧化碳、二氧化硫等等有毒有害氣體的排放，同時還能夠節(jié)約大量的水資源，比單純投資建設(shè)兩個發(fā)電廠要更加的具有經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。減少污染環(huán)境的二氧化碳、二氧化硫排放，同時減少全世界發(fā)電站對大氣環(huán)境的熱能排放。減少發(fā)電廠成年累月的熱排放就能夠減輕大氣層溫室效應(yīng)，甚至能夠減少每年的洪災(zāi)發(fā)生，真的可以說是一舉多得的好事情，也希望本實施例所述的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)能夠真正的為人類發(fā)展貢獻(xiàn)力量和造福人類。

本實施例還提供了一種環(huán)保節(jié)能發(fā)電工藝，適用于所述的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)，包括如下步驟：

溫度低于-35℃的呈液態(tài)的第二介質(zhì)從低溫工質(zhì)處理存儲器內(nèi)輸送至一級凝汽器；

在一級凝汽器內(nèi)，溫度為20℃-35℃的一級汽輪機(jī)的乏汽與第二介質(zhì)熱交換后溫度下降到10℃-20℃，同時第二介質(zhì)吸熱汽化后溫度升至5℃ -15℃、壓力升至3.5MPa以上并輸送至二級汽輪機(jī)；也即第二介質(zhì)在一級凝汽器內(nèi)升溫升壓。

第二介質(zhì)驅(qū)使二級汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動做功后，溫度降至約-35℃以下、壓力降至約0.5MPa以下并輸送至二級凝汽器；也即第二介質(zhì)經(jīng)過二級汽輪機(jī)后降溫降壓。

第二介質(zhì)在二級凝汽器內(nèi)被冷卻溫度降至約-50℃以下，并輸送至低溫工質(zhì)處理存儲器內(nèi)，形成循環(huán)。

可選地，低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301壓縮第三介質(zhì)，經(jīng)換熱器302冷卻后的第三介質(zhì)全部或者部分呈液態(tài)且溫度降至約-20℃以下、壓力約為1MPa，并輸送至三級低溫工質(zhì)存儲器305內(nèi)；

溫度低于約-20℃全部或者部分呈液態(tài)的第三介質(zhì)從三級低溫工質(zhì)存儲器305內(nèi)輸送至三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)；

第三介質(zhì)驅(qū)使三級汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動做功后，溫度下降至約 -50℃以下、壓力降至0.1MPa以下并輸送至二級凝汽器；

在二級凝汽器內(nèi)，溫度為-50℃以下的二級汽輪機(jī)的輸出的第二介質(zhì)與第三介質(zhì)熱交換后溫度下降至-50℃以下，同時第三介質(zhì)吸熱后全部或者部分汽化溫度上升約5℃-10℃、壓力升至約0.2MPa并輸送至低溫工質(zhì)壓縮機(jī) 301，形成循環(huán)。

實施例二

實施例二提供了一種發(fā)電站，該實施例包括實施例一所述的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)，實施例一所公開的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)特征也適用于該實施例，實施例一已公開的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)特征不再重復(fù)描述。

參見圖1-圖4所示，本實施例提供的發(fā)電站，包括所述的環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)。所述發(fā)電站例如可以包括多個環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)。

本實施例中所述發(fā)電站具有實施例一所述環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點，實施例一所公開的所述環(huán)保節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點在此不再重復(fù)描述。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。