整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)分析

T技術(shù)應用ECHNOL .OGY APPL ICATION整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)分析宋旭龍(太原煤炭氣化(集團)有限責任公司,山西太原030024)摘要隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,極大程度上帶動(dòng)電力工業(yè)的迅猛發(fā)展，如何在電力資源短缺的情況下,既能發(fā)展電力工業(yè)又可以達到環(huán)保減少損耗成為相關(guān)部門(mén)的重大課題之一。電力技術(shù)的升級和發(fā)展為這些問(wèn)題的解決提供了技術(shù)基礎。在建立科學(xué)、協(xié)調、快速、高效和有序電力工業(yè)的過(guò)程中，廢燃氣、廢熱在國家的相關(guān)政策逐步實(shí)施，完善系統體制的同時(shí)也重新被有效利用。綠色燃煤等新型發(fā)電技術(shù)在大量采用的同時(shí)逐漸被國產(chǎn)化，這為國家快速發(fā)展電力工業(yè)提供了強有力支持。關(guān)鍵詞電力工業(yè); 煤氣化;能源中圖分類(lèi)號: TM611文獻標識碼:A文章編號: 1671-7597 (2014) 13-0106-01我國是以煤炭為主要--次能源的國家,發(fā)展煤基燃料的聯(lián)3) 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)克服了單獨煤氣化的缺點(diǎn)。在單獨合循環(huán)是一個(gè)重要的方向。此項技術(shù)在循環(huán)熱效率、調峰性能、煤氣化的過(guò)程中,煤的化學(xué)能中15%多的熱量損失于冷卻水中，容量、交加、節約水資源上得以完好的改善,其使用高硫煤并且利用這一部分熱量加熱余熱鍋爐的給水，從而體現整體化的成為資源化或生產(chǎn)單體硫等特點(diǎn)上具有明顯作用。在未來(lái)以環(huán)優(yōu)勢。保的燃煤發(fā)電技術(shù)中可以發(fā)展成為世界最潔凈的燃煤發(fā)電技術(shù)。4)優(yōu)良的環(huán)保性能。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統在將固1實(shí)踐中整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)的方式方法及分析體燃料比較經(jīng)濟地轉化成燃氣輪機能燃用的清潔氣體燃料的基在目前適用范圍最廣、效果最為明顯的整體煤氣聯(lián)合循環(huán)礎上，很好地解決了燃煤污染嚴重且不易治理的問(wèn)題，具有大系統中，煤和來(lái)自空氣分離裝置的富氧化劑送入氣話(huà)裝置中生氣污染物排放量少,廢物處理量小等突出優(yōu)點(diǎn)，足以滿(mǎn)足對未成的煤氣成為發(fā)電機做功發(fā)電的燃料，而壓氣機輸出的壓縮空來(lái)燃煤發(fā)電系統日益嚴格的環(huán)保指標要求。氣的一- 部分送入燃氣輪機燃燒室，作為燃燒所需空氣，另一部3整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)系統的主要構成部分及其特點(diǎn)分供空氣分離裝置所用。在實(shí)現燃氣一蒸汽聯(lián) 合循環(huán)的過(guò)程1)IGCC主要系統中煤炭氣化系統的組成與優(yōu)勢的組成與中間接或直接的使用了固體燃料煤的目標。優(yōu)勢固定床氣化也被稱(chēng)為移動(dòng)床氣化。其有獨特的形成原理,(IGCC)即合成氣制備與凈化部分和燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)煤由氣化爐頂加入，氣化劑則由爐底加入，在流動(dòng)氣體不會(huì )改電部分,其系統的設計是以煤氣化設備為主導的。圖1為一種變固體顆粒的相對位置時(shí),即稱(chēng)固定狀態(tài)。依據固定床氣化簡(jiǎn)單、典型的(IGCC 系統簡(jiǎn)圖?？煽康奶匦?在發(fā)電技術(shù)中占據主流地位。2 (IGCC)的特點(diǎn)以小顆粒煤為氣化原料，自上而下的氣化劑的作用下,保.1)燃料的適應性廣?？衫酶吡蚍?、高灰分、低熱值的低持不中斷和無(wú)序的沸騰、懸浮的狀態(tài)運動(dòng)中進(jìn)行著(zhù)混合熱交替，致使整個(gè)床層溫度均衡被稱(chēng)為流化床氣化即沸騰床氣化。流化品位煤。2)具有進(jìn)一步提高效率的前景。先進(jìn)的煤氣化技術(shù)可達到床氣化的特性是生產(chǎn)強度較固定、煤種適應性強。氣流床氣化技術(shù)室一種并流式氣化。其操作主要是在氣化99%的碳轉化率，氣化爐的總效率可達94%。爐內煤炭細粉顆粒經(jīng)過(guò)特殊噴嘴進(jìn)入反應室,瞬間發(fā)生排氣美煙囪燃火反應,即使在不充分的氧化條件下，能夠保持同時(shí)發(fā)生熱解、燃燒以及吸熱的氣化的反應，由此得出其較大兼容性的特效。綦汽輪機t熱鍋妒 tH燃氣輪機2)IGCC主要系統中煤氣凈化系統的組成與優(yōu)勢。因為從氣化爐產(chǎn)生的原煤氣里含有大量對人體有害雜配汽質(zhì)，所以為了達到燃氣輪機安全、可靠運行和環(huán)保法規空分站清潔煤氣的要求,預先凈化處理，以除去粗煤氣中的硫化物、粉塵、氯化物記憶堿金屬與鹵化物等有害物質(zhì)。氣化爐t換熱器十洗滌增十低溫|十脫碴3)空氣分離系統。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)的煤氣化煤氣冷卻反應均采用富氧氣體作為氣化劑，空氣分離制氧通常采用常規的低溫液化絕熱分離方法,在制氧過(guò)程中,要求煤制備和水向空氣分離系統提供至少0.6 MPa壓力的壓縮空氣，因高溫煤氣凈化此，制氧的絕大部分功耗為空氣的壓縮?？諝夥蛛x制氧墻和水系統分離出來(lái)的氮氣壓力也較高,可全部或部分地直接酸回注到燃氣輪機做功，空分后獲得的氮氣也可以作為副↓802產(chǎn)品出售中國煤化工，圓志鹽機主要是考慮為.圖1整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)工 藝流程圖了適應不YHC N M H G的微小順粒所存↓↓(下轉第115頁(yè))↓↓106硅谷I2014年第13期總第157期SILICON VALLEY表1序號項目蒸汽(t/h)電量(MW)備注1背壓機排汽123. 1624. 34E1. 1+1.21.拖動(dòng)汽輪機84.816.34折合當量功率背壓機補汽至補凝機39. 168按汽量折合發(fā)電功率背壓機排汽至除氧器加熱蒸汽12.5凝結水通過(guò)水泥窯罩和冷渣器后背壓機漏汽漏汽至除氧器及軸封加熱器背壓機進(jìn)汽137. 6612. 3281+2+3， 發(fā)電量數據來(lái)源于設備廠(chǎng)工況圖總發(fā)電量36.66.E1+4廠(chǎng)用電量根據設備功率計算.外供電量35. 66水泥線(xiàn)實(shí)際負荷50 MW為2980 kw、 3750 kW、1440 kw, 共有兩條水泥線(xiàn)，總當量功率接建電廠(chǎng)則處于孤網(wǎng)運行,事故情況下會(huì )對水泥生產(chǎn)設備造成16340 kW,對應拖動(dòng)機總進(jìn)汽量84.8 t/h。重大事故。通過(guò)引入熱功聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，做到熱、電平衡，- -方面根據系統設計時(shí)的能量平衡圖，數據統計見(jiàn)表1?？梢员ＷC:設備的安全運行的影響,另-方面通過(guò)全盤(pán)考慮水泥根據上表，不考慮管道汽水損失和鍋爐排污情況下,鍋爐線(xiàn)余熱回收，糅合到熱力系統中,能有效降低能耗,幫助企業(yè)蒸發(fā)量137. 66 t/h, 達到鍋爐額定蒸發(fā)量(150 t/h) 的91.8%，取得相對優(yōu)勢，直而國際競爭。在設計工況下運行。根據鍋爐廠(chǎng)熱力計算書(shū)數據，鍋爐標煤耗參考文獻14.5 t/h,結合上表，全廠(chǎng)供電煤耗406g/kW.h, 遠低于同型[1]楊勇正.遏制水泥新增產(chǎn)能探索共贏(yíng)整合模式提升水泥行業(yè)機組平均485g/kW●h的標準,實(shí)現節能目標。目前市場(chǎng)到廠(chǎng)價(jià)值[J].中國建材，2012 (07)標煤價(jià)格700元/噸(燃料依托長(cháng)江水運),鍋爐每小時(shí)燃料成[2]李振宇，肖勝福.水泥行業(yè)環(huán)保新標準帶來(lái)的影響及應對策本為10150元;下網(wǎng)電價(jià)0.67元/kW●h,如果按電機用電量計略一以遵化市為例[J].河北金融，2012 (06)算，則購電成本23892元，在不計如爐渣回收水泥線(xiàn)等節能手[3]倪付任.我國水泥行業(yè)項目投資風(fēng)險管理研究[D].中國礦業(yè)段的情況下,節能效益非?？捎^(guān)。大學(xué)，2013.4結束語(yǔ)[4]郭洪東.用系統工程的觀(guān)點(diǎn)分析熱功聯(lián)產(chǎn)汽輪機的經(jīng)濟性當前，隨著(zhù)國內建材企業(yè)紛紛走向國外，在廣大東南亞、[J].石油和化工節能，2008 (05)非洲、南美洲等地區建立生產(chǎn)基地,直接面臨的問(wèn)題是這些地[5]王金明.熱功聯(lián)產(chǎn)是提高熱電廠(chǎng)經(jīng)濟效益的有效措施[J].中區往往電力基礎設施落后，沒(méi)有電網(wǎng)覆蓋或電網(wǎng)薄弱，如果直國設備工程，2003 (05) .↑↑(.上接第106頁(yè))↑↑↑↑(.上接第110頁(yè))↑↑在的磨蝕和腐蝕而設計。為了經(jīng)濟、有效地控制燃氣輪機排氣65. 4C,不含POSS樹(shù)脂的Tg要低8'C, Tg上升同PosS的物理中的NOx的含量，采取在燃燒室內噴水，或在煤氣送入燃氣輪聚集作用有直接聯(lián)系。我國學(xué)者徐洪耀等人通過(guò)使用自由聚合機之前，與無(wú)鹽水接觸,增大煤氣的濕度,借以降低燃氣輪機來(lái)合成POSS與乙酯基米乙烯的共聚物PAS- POSS以及PVP-POSS,燃燒室內的火焰溫度,使燃氣輪機排氣的NOx的含量得到控制。發(fā)現這兩種材料的Tg都是伴隨POSS含量而出現先降后升的變余熱鍋爐是整個(gè)聯(lián)合循環(huán)系統中一個(gè)重要的有機組成部分，化，因此他們就推論影響PAS-POSS合成物Tg出現上漲的主要余熱鍋爐的功能和結構與聯(lián)合循環(huán)方案及其給水系統預熱方案問(wèn)題就是材料之間的偶極-偶極反應或者是材料之間出現的納密切相關(guān),為系統整體優(yōu)化和各主要子系統匹配的一個(gè)關(guān)鍵所米效應。如果POSs成分太低,那么那些塊頭比較突出的POSS在，起承上啟下的作用。就能夠拉開(kāi)分子間距離，從而進(jìn)一-步降低分子間出現的偶極-偶極反應，這自然會(huì )不可避免地帶來(lái)合成物熱性能出現問(wèn)題。4結論整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)技術(shù)在發(fā)電工業(yè)的成功應用將依賴(lài)于不過(guò)如果進(jìn)一步增加POSS成分的比例,那么POSS材料內部分成本的降低和可靠性及可操作性的增強，關(guān)鍵領(lǐng)域在于更好地子之間的納米效應還有單體之間存在的偶極-偶極反應就會(huì )出了解燃料氣化性能,提高IGCC主要設備部件的可靠性并降低基現上漲，這樣--來(lái)就能夠給分子的運動(dòng)以及旋轉帶來(lái)額外的阻礙，進(jìn)一步提高合成物熱性能。建成本，可對整個(gè)IGCC工藝進(jìn)行最優(yōu)化設計?？偠灾?，POSS 的合成還需要加強以下幾個(gè)方面工作，-方面要改進(jìn)生產(chǎn)工藝從而降低生產(chǎn)成本，另一方面要深入理論探索，例如使用計算機來(lái)模擬POSS的合成過(guò)程，從而探究反應[1]能源與礦業(yè)工程學(xué)部咨詢(xún)組.發(fā)展燃氣機充分利用我國燃氣條件以及化學(xué)環(huán)境對其結構的影響,進(jìn)而建立更科學(xué)的模型，得到低成本、高性能的POSS基高分子材料，從而推動(dòng)POSS的能源的研究[R].北京:能源與礦業(yè)工程學(xué)部咨詢(xún)組，2004[2]趙潔，趙敏，謝秋野.國內外整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)電廠(chǎng)發(fā)展產(chǎn)業(yè)化以及實(shí)用化。概況及我國建設條件分析[J].中國電力，2006 (4): 42-46.[3]戴佩琨，程鈞培.火力發(fā)電新技術(shù)發(fā)展[J].發(fā)電設備，[1]馬德柱，何平笙，徐種德高聚物的結構與性能[M].北京:2004， 18(1): 1-6.科學(xué)出版社，20[4]葉大戟.華能集團“綠色煤電”發(fā)展戰略[N].中國電力報,[2]何曼君，陳中國煤化工訂版) [M]. 上2005-12-07 (10).海:復旦大學(xué)出版YHCNM HG硅谷115 I