如何采用煤气化联合循环发电(IGCC)技术

整体煤气化联合循环(IGCC-IntegratedGasificationCombinedCycle)发电系统,是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成,即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备(包括硫的回收装置),第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。IGCC的工艺过程如下:煤经气化成为中低热值煤气,经过净化,除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物,变为清洁的气体燃料,然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧,加热气体工质以驱动燃气透平作功,燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水,产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机作功。IGCC技术把高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤气化技术结合起来,既有高发电效率,又有极好的环保性能,是一种有发展前景的洁净煤发电技术。在目前技术水平下,IGCC发电的净效率可达43%～45%,今后可望达到更高。而污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10,脱硫效率可达99%,二氧化硫排放在25mg/Nm3左右。(目前国家二氧化硫为1200mg/Nm3),氮氧化物排放只有常规电站的15%￣20%,...     

煤气化循环发电系统的主要组成及特点

煤气化联合循环(IGCC)发电技术是将高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与煤气化技术相结合,既有高效的发电效率,又环保节能,同时还可以组成多联产系统等优点,是一种先进的发电技术,受到了世界各国的高度重视。本文概述了IGCC发电系统的组成、优缺点,指出IGCC发电技术系统的复杂化以及造价成本偏高是影响IGCC发电站推广的主要因素。煤气化联合循环(In-tegrated Gasification Combined Cycle,IGCC)发电技术是指煤在气化炉内和氧气、水蒸气反应产生粗煤气,再经过净化装置对粗煤气进行脱硫、脱硝、除尘等其它大气污染物,将粗煤气变为洁净的气体燃料,燃烧后推动燃气轮机进行发电,并且将高温粗煤气、烟气和水进行热交换,在废热锅炉内产生高温高压水蒸汽推动蒸汽轮机发电,这不仅提高了煤的利用效率,还具有优良的环保性能,为煤的洁净燃烧带来了光明。因此,煤气化联合循环发电技术被认为是21世纪最有发展前途的洁净煤发电技术。     

燃气蒸汽联合循环机组模型建立研究

近年来,燃气蒸汽联合循环机组由于具有装机容量大、环境污染小、启停快捷以及能量利用率高等优点,因而在电力系统中的应用日益引起人们的重视.本文利用Matlab/Simulink对某联合循环电站燃气轮机的控制系统进行模型组建,并对其全工况进行仿真分析,得出其仿真结果切实符合其实际物理过程,由此证明,该模型能够用来对燃气蒸汽联合循环机组进行研究.     

三压再热汽水系统IGCC的数学模型

整体煤气化燃气 -蒸汽联合循环 (简称 IGCC)是洁净煤转化技术和高效联合循环系统相结合的发电技术。为进行 IGCC的系统理论建模和分析研究 ,以三压再热汽水系统为研究对象 ,组成了整体空分系统 IGCC系统方案 ,建立了气化炉、净化系统、燃气轮机、空分装置、余热锅炉、汽轮机各部件的数学模型 ;对两种方案的设计工况进行了计算。结论是 :整体空分 IGCC系统效率较高、空分装置集成度对于燃气轮机的功率和系统供电效率有很大影响。该研究为我国今后建立 IGCC示范电站做了理论准备工作     

钢铁生产过程的能源高效配置与余能梯级利用研究报告

在中低温余热蒸汽利用方面,该研究提出的新型三吸附器空气预纯化流程,可实现空分装置TSA预纯化系统节能30%左右,对于完成钢铁生产节能降耗任务具有积极的现实作用;通过建立TSA过程数学模型并进行数值模拟,理论上证明了三吸附器空气预纯化流程的节能效果显著和纯化性能可靠;为了进一步验证理论预测,对该流程进行了实验研究,初步实验验证了三吸附器空气预纯化流程的产品空气质量符合工业标准。在钢铁生产过程的蒸汽波动规律方面,根据调研的钢铁生产过程副产煤气(高炉煤气为主)的基本数据,分析钢铁生产过程与煤气伴生特点,掌握各种副产煤气的理化特性。开展并完成基于中低温余热回收的不抽真空分离式热管试验平台的设计工作,建立了基于exergy分析的多目标优化模型,正在开展不同品位及波动性余能(蒸汽)的回收利用特性研究。在煤气压缩系统内部流动机理方面,研究组对叶轮机械叶片全三维反问题优化设计方法进行研究,新开发的全三维叶片反问题方法,相比正问题方法,获得同样精度的叶型可以减少2倍以上计算时间。在此基础上,探讨弯叶片对多级轴流压缩机变工况性能的影响。结果表明:叶片正弯有利于减少角区回流或分离,压缩系统的工况性能显著改善,特别是喘振裕度可提高10%左右。在低热值副产煤气洁净稳燃技术方面,建立了针对CO为主要成分,同时含有大量惰性气体、不含氢气(或极微量氢气)、且目标热值在800~1200 k Cal/m3的低热值燃气洁净稳燃实验台。设计了锥形稳燃头部、多涡旋燃烧稳燃头部,及其配套燃烧室。实验考察了惰性气体含量对于低热值燃气燃烧特性和熄火极限的影响。实验初步实现了模拟864~1052 k Cal/m3的低热值副产煤气的稳定燃烧。在低热值燃气-蒸汽联合循环系统的变工况特性研究方面,以燃气轮机、煤气压缩机为核心,分别讨论了燃气轮机涡轮进口温度、燃料组分(热值)和煤气压缩机出口压力对燃气轮机热效率的影响。研究表明:(1)随着透平进口温度的增加,燃机效率和机组净效率均增加;(2)随着燃料热值的增加,燃气轮机净效率η2略有增加;(3)随着煤气压缩机出口压力增加,燃气轮机效率基本不变,但净效率显著下降。     

基于燃气-蒸汽联合循环机组中金属监督技术的运用分析

金属监督是电厂技术监督工作之一,在电厂基建期和生产运行中有着极其重要的作用.本文探讨了金属监督技术在电厂基建期和生产运行中的应用,希望能够促进金属监督技术在燃气-蒸汽联合循环机组中的有效运用,使其维修成本和运行成本降低,促进燃气轮机电站运行过更加可靠地运行,进而增强燃气轮机电站的市场核心竞争力.     

整体煤气化联合循环的煤气饱和系统优化研究

对一个干法进料整体煤气化联合循环(IGCC)的煤气饱和系统进行了研究，分析了相关参数对系统性能的影响，指出了各种可能的煤气饱和系统流程布置方式，在此基础上，构造出一个包括各种可能流程的煤气饱和系统的超级结构，然后，建立起有约束条件的混合整数非线性规划模型，对煤气饱和系统的优化模型进行解算，优化结果给出了最佳的参数值和系统流程．结果表明，优化后IGCC的净效率比原设计方案提高了0．42％．分析揭示了煤气饱和系统的设计对其性能影响的规律性和内在本质．     

采用蒸汽冷却的各种燃气轮机循环性能分析

蒸汽冷却以其优异的传热性能有可能成为新一代的冷却技术,以提高燃气轮机的循环性能．以空气冷却为参照,对采用蒸汽冷却的各种燃机循环性能进行了计算分析．对透平膨胀过程中的传热和作功过程进行简化,建立了叶片冷却的计算模型;采用该模型对简单循环、ＳＴＩＧ和ＩＳＴＩＧ等循环方式中分别采用蒸汽和空气冷却时的性能进行了对比研究,并对在各种循环中蒸汽冷却的应用潜力进行了分析     

小型燃气轮机湿空气透平循环变工况性能

基于一小型分轴燃气轮机试验系统上的湿空气透平(HAT)循环试验,研究了在低参数下HAT循环对燃气轮机性能的改善情况及其变工况性能表现. 试验在等燃油量和等涡轮进口燃气温度2种控制工况下进行.结果表明：等燃油量控制下,湿空气的含湿量增大,可增加循环输出功率,降低燃气初温,同时减少NOx排放;等燃气初温控制下,增大含湿量可以大幅增加循环输出功率.在燃气轮机部件特性的基础上,对HAT循环变工况性能进行了仿真.计算结果表明：随着空气含湿量的增加,HAT循环中的比功和效率较简单循环都有较大改善;在相同的进气流量、燃气初温和输出功率下,增大空气含湿量能增加压气机的喘振裕度,提高运行安全性.     

环境温度对E级燃气-蒸汽联合循环机组全工况影响

研究对象为PG9171E型燃气轮机为顶循环的联合循环机组,构建了燃气-蒸汽联合循环系统变工况模型.通过改变环境温度及相应边界条件,分析了环境温度对联合循环机组全工况性能及调峰能力的影响情况.结果表明:以性能保证工况作为基准工况,降低大气温度,以冬季工况为代表,其全工况性能优于基准工况,效率比基准工况提高幅度为1.69%~3.75%,其出功增加幅度为11.48%~11.57%;提高大气温度,以夏季工况为代表,其全工况性能劣于基准工况,效率降低幅度为2.56%~5.08%,其出功降低幅度为10.44%~10.58%;对于机组的调峰能力,随着环境温度的升高,机组的调峰能力在降低,-20℃时联合循环机组最大、最小发电负荷分别为47.63,242.62 MW;40℃时最大、最小发电负荷分别为39.14,172.12 MW,全年温度范围内调峰幅度为132~194 MW.