燃煤CO2发电系统两级压缩优化

刘广林，徐进良

（华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京市昌平区102206）

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电力能源是当前社会最重要的高品位能源之一，我国电能供应以煤炭汽轮机发电机组为主，而且在近期内不会发生根本性变化[1-2]，然而煤炭的大量使用导致环境和可持续发展等问题日益突出。

目前我国超超临界燃煤发电机组效率达47%，进一步提高效率面临材料瓶颈及降低污染物排放的需求。另外，随着新能源发电并网技术的突破，需要燃煤发电机组具有快速调峰能力。超高参数CO2（S-CO2）燃煤发电系统的循环工质CO2化学性质不活泼，降低高温部件对材料性能的要求及CO2物理性质使得膨胀机等主要设备尺寸大幅减小[3-5]。因此，S-CO2燃煤发电系统是一种具有潜在优势的新型发电系统。

目前，国内外学者针对CO2为工质的发电系统研究主要集中在太阳能和核能为热源的发电系统[6-11]，对燃煤热源发电系统的研究处于起步阶段，研究主要集中在系统优化、核心部件等方面。

文献[12]研究了再热再压缩发电系统的分流比对系统效率的影响，发现在相同参数下，CO2发电系统在效率上相对于水蒸汽发电机组具有一定优势；Mecheri等[13]采用π型炉开展了燃煤CO2发电系统研究，对二次再热和再压缩循环开展研究，发现汽轮机入口温度为620℃和压力为30 MPa时，理论分析得到系统效率可达47.8%。廖吉香等[14]研究了再压缩、部分冷却等5种循环的系统效率，发现再压缩及部分冷却循环系统效率最高，在高压时系统效率可达到45%；……