整体煤气化联合循环

摘要： [目的]整体煤气化联合循环(IGCC)发电技术是高效、低碳的发电技术,余热锅炉是IGCC的组件之一。文章旨在研究余热锅炉变工况运行特性以提高整体煤气化联合循环发电技术的效率。[方法]通过分析余热锅炉的工作原理及传热传质原理,使用MATLAB软件展开编程计算,探究给水温度、给水压力、液相换热系数以及气相换热系数与余热锅炉内吸热量的关系。[结果]结果发现,当液相换热系数在200~1000 W/(m^(2)·K)和气相换热系数在20~100 W/(m^(2)·K)范围内时,如果给水温度从30°C增加到100°C或给水压力增加,余热锅炉的吸热量将不断减少。反之,假设给水温度在30~100°C范围内,当液相换热系数从200 W/(m^(2)·K)增加到1000 W/(m^(2)·K)或气相换热系数从20 W/(m^(2)·K)增加到100 W/(m^(2)·K)时,余热锅炉的吸热量不断增加。[结论]在液相换热系数与气相换热系数不变的情况下,给水温度或给水压力增加,余热锅炉的吸热量会减少;在给水温度与给水压力不变时,液相换热系数或气相换热系数增加,余热锅炉的吸热量会增加。

摘要： 以国内首台天津整体煤气化联合循环电站关键设备低热值合成气燃气轮机为研究对象,通过机理分析等手段,搭建了针对该燃气轮机的仿真系统.介绍了该仿真系统模型的结构.通过对比不同燃料不同负荷的稳定运行工况下,以及燃料切换的动态过程下,燃气轮机仿真系统与现场实际测试的数据,得出稳定工况下,仿真系统与实际运行参数误差小于5％,动态过程下主要运行参数如燃气轮机负荷,平均误差小于1％,最大误差小于10％.表明搭建的低热值合成气燃气轮机仿真系统能够实现准确对现场燃气轮机运行过程的仿真.

摘要： 对IGCC电厂中经过蒸气饱和器加湿饱和后的合成气添加声场.综合考虑IGCC电厂的实际工况(包括合成气的成分及比例、温度、密度、压力)以及颗粒受到的斯托克斯力、压力梯度力、倍瑟特力和虚拟质量力,建立了颗粒在声场中的动力学模型.模拟结果表明,颗粒的受力和运动在声场作用下均呈现周期性变化,且斯托克斯力对颗粒的运动起主导作用,数量级达到10-12 N,倍瑟特力为10-13 N,压力梯度力为10-14 N,虚拟质量力为10-15 N.

摘要： 煤基液体燃料与电力生产的集成是实现煤炭利用与洁净化生产的可行方案之一。本文通过计算两种不同集成特征的煤基液体燃料-电多联产系统的碳、氢元素利用率以及节能率,分析了多联产系统的元素利用和能量转换规律。结果表明,元素利用率和节能率均随循环比r的增加而增大。未反应气体循环可以有效提高元素利用率,同时使节能性增强。采用水煤气变换的循环串联多联产系统具有最佳的节能效率和元素利用率,最大节能率达19.45%,比无水煤气变换过程的循环串联多联产系统最大节能率高5.62%。且在化动比λ为3.89时,碳、氢利用率分别达到峰值,为29.08%以及37.89%。但当0.52≤λ≤1.94时,两种多联产系统具有相近的碳利用率,此时无变换多联产系统能达到最优的氢利用率为32.97%,比相同条件下有变换多联产系统高3.50%。

摘要： The overall thermal efficiency of the integrated gasification combined cycle (IGCC) has not been sufficiently improved.In order to achieve higher power generation efficiency,the advanced technology of IGCC has been developed which is on the basis of the concept of exergy recovery.IGCC systems and devices from the overall structure of opinion,this technology will generate electricity for the integration of advanced technology together,the current utilization of power generation technology and by endothermic reaction of steam in the gasifier,a gas turbine exhaust heat recovery or the solid oxide fuel cell.It is estimated that such the use of exergy recycling has the advantage of being easy to use,separating,collecting fixed CO2,making it very attractive,and can increase the overall efficiency by 10％ or more.The characteristics of fluidized bed gasifier,one of the core equipment of the IGCC system,and its effect on the whole system were studied.%针对整体煤气化联合循环(IGCC)总的热效率没有得到充分提高这一问题.为了获得更高的发电效率,发展了先进的IGCC技术,而此种技术是基于(火用)回收概念基础之上的.从IGCC整体系统与设备结构看来,这种技术将发电先进技术合为一体化,综合利用当前的发电技术,并通过蒸汽在气化炉内的吸热反应,回收燃气轮机或固体氧化物燃料电池的排气热.据估计,这种(火用)回收利用具有易于使用、分离、收集固定CO2的效果使其非常具有吸引力,并且可以提高总效率的10％甚至更高.研究整体煤气化联合循环发电系统的核心设备之一的流化床气化炉的特征性能,以及它对整个系统的作用和影响.

摘要： 为了计算某与炼化项目集成的整体煤气化联合循环(IGCC)多联供示范项目现有装机方案下外供氢气、蒸汽、电力以及氧、氮等工业气体的可用率,依托某IGCC多联供示范项目,基于气化、空分、变换及净化、联合循环等装置可靠性指标的调研结果,运用可靠性理论对IGCC多联供系统主体装机方案的可靠性进行了研究.结果表明:IGCC多联供系统可以每年外供炼化项目25万m3/h氢气8000 h以上,满足炼化项目对外供氢气的可靠性要求;IGCC多联供系统加上蒸汽备用措施后可以外供炼化项目蒸汽8000 h以上;炼化项目在任何工况下都需要外购部分电力.需要设置2× 100％容量的备用电源,以确保炼化项目所需电力的可靠性.

摘要： Liquid air energy storage (LAES)is a novel electric energy storage technology,with advantages such as excellent environmental adaptability and high capacity.This paper combined LAES technology with IGCC system.Compared to the old ones,the advanced LAES-IGCC power plant has better performance in power quality control and peak shaving.It uses LAES technology to obtain high-pressure air for power generation.In this paper,a thermodynamic analysis is presented for such a system.The mass and energy balance of the power plant was calculated,and the key process parameters of the system and all reactors got optimized.The results showed that a 150MW LAES-IGCC power plant could work normally with thermal efficiency of 52.8%.In addition,gas turbine power and steam turbine power of this system is about 95.9MW and 53.9MW,respectively.Correspondingly,power of a traditional IGCC system without LAES is about 151.4MW with the same parameters,while a simple cycle gas turbine with thermal efficiency of only 3 5.8%.%液态空气储能技术是一种环境适应性好、容量大的电能存储技术,将液态空气储能技术与整体煤气化联合循环发电系统(IGCC)相结合,利用液空储能技术获取燃气轮机发电所需的高压空气,提高燃气轮机的出功,同时提高 IGCC发电系统调峰、调频的能力,提高电能质量。本文从热力学角度出发,对该新型整体煤气化联合循环发电系统进行分析计算,建立系统物质和能量平衡,计算了系统的主要工艺参数。结果表明,净功率为150 MW的液态空气-整体煤气化联合循环发电系统,燃气轮机净功率为95.9 MW,汽轮机功率为53.9 MW,系统热效率为52.8%；相同参数下未应用液态空气储能技术的整体煤气化联合循环发电机组功率为151.4MW,而传统简单循环燃气发电机组热效率仅为35.8%。

摘要： 针对监督预测控制在线计算的复杂性,引入阶梯式控制策略,降低了在线计算量,减少了计算时间,提高了算法的快速性.在阶梯式监督预测控制的基础上进行改进,在目标函数中引入单步预测输出差值来抑制输出超调.以IGCC气化炉温度控制为对象进行仿真,仿真结果表明:本算法具有良好的可行性和控制效果,满足了系统调节的快速性、稳定性、准确性及抗干扰性的要求.

摘要： 要想实现整体煤气化联合循环系统的高效率、零排放，首先要保证对煤气进行有效的净化。业内发展要明确整体煤气化联合循环的优点，并通过对粗煤气净化系统及设备的有效研究与分析，找到高温干法净化与常温湿法净化两种净化方法的优缺点，为今后整体煤气化循环系统的协调发展提供借鉴，使利用整体煤气化联合循环进行发电的技术得到更广阔的推广与使用。

摘要： 本文针对整体煤气化联合循环碳捕集原料气的特性,采用COSMO-RS软件,计算了温度为298.15 K,150种不含N原子的常用有机溶剂与CO2体系的亨利系数.结果发现溶剂分子含羟基数目越多,CO2的溶解量越低;醚、酮、酯类溶剂溶解CO2性能较好;酸、醇、烷烃溶解CO2能力较差.采用等温合成法测定了温度为298.15 K,压力范围为0 ～ 1.3 MPa,CO2在4种富含醚基酯基吸收剂中的溶解度,计算了体系的亨利系数.结果发现实验数据与预测值一致性较好,其中卡必醇醋酸酯表现最为优异,是适合整体煤气化联合循环碳捕集、并具有进一步研究价值的物理吸收剂.

摘要： 本文介绍了整体煤气化联合循环(IGCC)技术特点、发展概况及其热回收系统的主要特征，阐明了我国发展IGCC的基础与前景

摘要： 本文以整体煤气化联合循环(IGCC)为基准系统,提出了整体煤气化熔融碳酸盐燃料电池联合(IGMCFCCC)循环发电系统,并建立了回收CO2的IGMCFCCC系统.利用Aspen Plus软件对系统进行了模拟研究,结果表明,回收CO2的IGMCFCCC系统效率(48.38％)比传统不回收CO2的IGCC系统(44.15％)效率提高了4.23个百分点,同时捕获了系统中80.16％的CO2,但比不回收CO2的IGMCFCCC系统效率(51.40％)降低了3.02个百分点.此外,本文还研究了CO2利用率,燃料利用率对系统性能的影响,研究结果将对未来回收CO2的发电系统提供有益的参考.

摘要： 中国的能源特色是以煤为主，火力发电是主要的CO2排放来源，因此煤炭的高效清洁利用是解决低碳发展的关键。碳捕捉与封存(CCS)是当前唯一可用的能实现日益增长的化石燃料使用与气候变化目标的技术。联合国政府间气候变化专业委员会(IPCC)已将CCS作为一种经济且有效保持大气环境中的温室气体浓度的必要技术。文章介绍了CCS技术的发展现状，重点分析了CCS技术特点以及该技术面临的政策、成本和技术上的挑战和发展途径。研究IGCC运行工况下的高效低耗新型CCS技术，提出碳捕捉和整体煤气化联合循环结合的技术路线，具有十分重要的战略意义。

摘要： 整体煤气化联合循环(IGCC)系统是一种先进的高效、清洁、具有燃烧前碳捕捉功能的能源利用和转化系统。本文利用流程模拟软件Aspen Plus对基于干煤粉气化技术的IGCC 电站(电功率 250MWe,包括干煤粉Shell 气化炉、煤气净化系统、燃烧前CO2 捕捉系统、燃气轮机和余热锅炉等) 进行模拟,并针对Shell 气化炉、常温湿法煤气净化系统、燃烧前CO2 捕捉系统等进行性能分析。通过灵敏度分析发现氧煤比是Shell 气化炉性能的最重要影响因素,气化炉优化参数为：气化温度1450°C ~1500°C(热损失在2%),气化压力4MPa,氧煤比0.72,蒸汽煤比0.08,氧气纯度99.5%；煤气净化系统的热煤气效率可达94.48%,可回收显热52.71MW；M702F 燃气轮机静输出功222.9MW；三压再热式余热锅炉静输出功70.6MW；以神华煤为燃料时,不考虑碳捕捉的IGCC 电站的能量转换效率可达到46.37%,而考虑碳捕捉功能的IGCC 电站的效率下降为35.63%(降低10.74%)。

摘要： 目前国内已经启动多项整体煤气化联合循环（IGCC）电站建设项目，煤气化炉的选型是最终实现IGCC发电方案的关键。本文在充分论述各种煤气化工艺的分类、发展、结构以及特点的基础上，提出适合IGCC电站的煤气化工艺。总的来说，IGCC发电项目适合采用气流床煤气化技术，气流床气化技术主要分为干煤粉进料和湿法水煤浆进料两种方式。IGCC纯发电或带供热机组，适合采用发电效率较高，设备以及燃烧喷嘴寿命长，运行费用低的干煤粉气化炉。IGCC与煤基多联产，建议采用水煤浆湿法激冷方案。采用湿法激冷气化炉进行化工品的生产时，不需要补入大量蒸汽进行CO变换用于满足甲醇合成和制氢碳氢比的需要，并且湿法水煤浆进料气化炉国产力度大，初投资费用低。煤气化炉选型的建议将对IGCC电站的建设具有指导意义。

摘要： 随着经济的发展，在未来数十年中国需要不断扩大电力装机容量以满足日益增长的能源需求。中国富煤缺油少气的资源禀赋决定了今后较长的时间内中国电力工业仍将以燃煤发电为主，但电力行业将面临日益严格的环保要求和温室气体排放限制。整体煤气化联合循环(IGCC)发电技术在污染物排放和CO2捕集和埋存（CCS）方面比常规燃煤机组具有先天性优势，面临着新一轮的发展机遇。成本问题是困扰IGCC和CCS整合应用的主要障碍，本文介绍了当前处于开发阶段的IGCC先进技术，未来将这些先进技术应用于捕集CO2的IGCC电站，在提高净效率、减少比投资费用和运行消耗、增加可用率等方面能降低发电成本，将在未来IGCC和CCS的发展上发挥巨大的作用。

摘要： 上世纪70年代以来,石油危机、区域环境污染、可持续发展与气候变化先后成为世界能源科技发展的驱动力。依靠加速能源科技创新,到2050年CO2排放将降到2005年排放量的50％,使大气中CO2浓度稳定在450ppm,从而将世界导向可持续发展的能源之路,否则,届时CO2的排放量将是2005年排放水平的2.3倍。rn 碳捕集和封存(CCS)是一项新兴的、具有大规模减排潜力的技术，使煤炭和其他化石燃料在未来限制CO2排放时继续为人类提供能源，已经成为世界上技术研发的优先领域，将与提高能源效率和太阳能、风能、核能、生物质能等措施共同减排CO2。整体煤气化联合循环(IGCC)是集成煤气化与燃气轮机联合循环的超清洁、高效发电技术，可以联产清洁替代燃料、原料和大宗基础化学产品，并与CCS集成，发展成为煤炭高效洁净综合利用、C02近零排放的低成本解决方案，实现大规模节能减排。rn IGCC和CCS在世界上总体上仍处在持续研发和示范阶段，中国存在取得重大突破并抢占技术制高点的机遇，大力推进IGCC和CCS自主创新有利于提高中国未来应对气候变化的竟争力。强化政府支持与优化政策环境是加速IGCC和CCS自主创新的关键，政府应该制定并实施研发、示范、推广和产业发展一体化自主创新体系。

摘要： 基于IGCC的CO2捕集系统需要同时兼顾CO2和H2S两种酸气的脱除,基于Selexol的脱酸气法和基于MDEA的脱酸气法是两种比较成熟和常用的湿法脱除技术。本文通过模拟研究,从工作原理、流程复杂性、能耗水平和脱除效果等多个角度比较了在IGCC碳捕集系统中分别采用这两种脱酸气方法的优缺点,发现两者都有较好的脱除效果,并且能耗水平相近,但基于MDEA的脱酸气法相比基于Selexol的脱酸气法,工艺流程更简洁,在系统复杂度方面优势明显。

摘要： 基于IGCC的CO2捕集系统需要同时兼顾CO2和H2S两种酸气的脱除,基于Selexol的脱酸气法和基于MDEA的脱酸气法是两种比较成熟和常用的湿法脱除技术。本文通过模拟研究,从工作原理、流程复杂性、能耗水平和脱除效果等多个角度比较了在IGCC碳捕集系统中分别采用这两种脱酸气方法的优缺点,发现两者都有较好的脱除效果,并且能耗水平相近,但基于MDEA的脱酸气法相比基于Selexol的脱酸气法,工艺流程更简洁,在系统复杂度方面优势明显。

摘要： 基于IGCC的CO2捕集系统需要同时兼顾CO2和H2S两种酸气的脱除,基于Selexol的脱酸气法和基于MDEA的脱酸气法是两种比较成熟和常用的湿法脱除技术。本文通过模拟研究,从工作原理、流程复杂性、能耗水平和脱除效果等多个角度比较了在IGCC碳捕集系统中分别采用这两种脱酸气方法的优缺点,发现两者都有较好的脱除效果,并且能耗水平相近,但基于MDEA的脱酸气法相比基于Selexol的脱酸气法,工艺流程更简洁,在系统复杂度方面优势明显。

摘要： 本发明提供零碳排放的整体煤气化‑蒸气联合循环发电工艺，加压空气进入空分装置，液氧用于燃烧发电，液氮膨胀汽化发电；带压输送的煤粉和高压氧气进入气化炉气化，生成高温燃气，换热净化后送往发电系统；与换热后高压燃气与氧气和循环水蒸气共同进入燃气轮机燃烧推动压气机和发电机高速旋转，压气机压缩空气到0.5‑0.8MPa，发电机产生电力；高温燃烧烟气再汽轮机发电，其冷却剂为加压液氧；中温烟气再与高压水换热生成循环水蒸气，冷却后烟气脱水和蒸馏分离CO2，部分水加压返回生成高压蒸汽循环用于燃气轮机燃烧控温，CO2产品外售。

摘要： 本发明提供零碳排放的整体煤气化‑超临界CO2联合循环发电工艺，加压空气进入空分装置，液氧用于燃烧发电，液氮膨胀汽化发电；带压输送的煤粉和高压氧气进入气化炉气化，生成高温燃气，换热净化后送往发电系统；与换热后高压燃气与氧气和循环CO2共同进入燃气轮机燃烧推动压气机和发电机高速旋转，压气机压缩空气到0.5‑0.8MPa，发电机产生电力；高温燃烧烟气再超临界CO2发电，其冷却剂为加压液氧或/和液氮；中温烟气再与高压水换热生成循环水蒸气，冷却后烟气脱水和蒸馏分离CO2，部分水加压返回生成高压蒸汽循环用于燃气轮机燃烧控温，CO2产品外售。

摘要： 本发明提供零碳排放的整体煤气化‑蒸气联合循环发电工艺，加压空气进入空分装置，液氧用于燃烧发电，液氮膨胀汽化发电；带压输送的煤粉和高压氧气进入气化炉气化，生成高温燃气，换热净化后送往发电系统；与换热后高压燃气与氧气和循环水蒸气共同进入燃气轮机燃烧推动压气机和发电机高速旋转，压气机压缩空气到0.5‑0.8MPa，发电机产生电力；高温燃烧烟气再汽轮机发电，其冷却剂为加压液氧；中温烟气再与高压水换热生成循环水蒸气，冷却后烟气脱水和蒸馏分离CO2，部分水加压返回生成高压蒸汽循环用于燃气轮机燃烧控温，CO2产品外售。

摘要： 本发明涉及在气流床气化中直接冷却粗煤气。本发明针对IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle一整体煤气化联合循环)设备提出，在煤气净化装置(低温甲醇洗)上设置冷却器/饱和器循环，由此使作为水蒸汽成分结合在煤气中的热可最佳地绕煤气净化装置(低温甲醇洗)导引，并且使在目前的方案中所出现的冷凝损失最小化。此外，直接冷却或者蒸发降低了煤气合成途径中的压力损失，并且因此可使IGCC设备的效率最大化。

摘要： 本发明公开了一种基于整体煤气化联合循环发电技术煤气气化和脱硫单元的氨氮脱除装置和方法，汽提塔的左侧上部设有煤气凝液进口，左侧下部设有低压蒸汽进口，汽提塔的顶部管口通过管道与汽提气冷却器上部管口相连，汽提塔的底部管口通过管道与汽提水泵的入口相连，汽提水泵的出口通过管路连接煤气化装置；汽提气冷却器的下部管口通过管道与气液分离罐的左侧上部管口相连；气液分离罐的上部管口通过含氨酸性气体管线与去硫回收装置相连接，底部管口通过管道与凝液返回泵入口相连，凝液返回泵的出口通过管道与汽提塔的右侧上部管口相连接。本发明的有益效果是：减少脱硫剂MDEA溶液系统氨氮累积量，缓解煤气化气体脱硫剂MDEA溶液劣化速率，延长使用周期。

摘要： 本发明公开的一种整体煤气化联合循环机组全厂性能评估的试验方法，该方法包括以下步骤：确定试验边界；通过气化炉性能试验，计算气化炉热效率；通过净化系统性能试验，计算净化系统热效率；通过动力岛性能试验，计算动力岛联合循环发电热效率；通过辅机电耗测试，计算机组厂用电率；根据各分系统的热效率通过反平衡计算方法，计算全厂热效率。本方法利用以系统中间产物(气化炉及净化系统出口合成气)为基准的正平衡与反平衡相结合的方法，使得整体煤气化联合循环发电机组全厂性能试验不确定度得到有效控制；得到的试验结果更接近机组运行经济性统计数据，而且能够有效地对各主要分系统、分设备进行性能诊断和分析。

摘要： 本发明公开了一种以超临界二氧化碳为工质的整体煤气化联合循环发电系统及方法；该系统有机集成了煤气化及净化子系统、二氧化碳捕集及封存或利用子系统、燃气轮机子系统以及超临界二氧化碳布雷顿循环发电子系统四个子系统；本发明特点在于将现有整体煤气化联合循环中的工质由水/蒸汽替换为超临界二氧化碳，可以进一步节约水资源，提高发电效率，减少设备体积，并且充分利用了捕集后的二氧化碳，实现二氧化碳近零排放。

摘要： 本实用新型公开了一种基于整体煤气化联合循环发电技术煤气气化和脱硫单元的氨氮脱除装置,汽提塔的左侧上部设有煤气凝液进口，左侧下部设有低压蒸汽进口，汽提塔的顶部管口通过管道与汽提气冷却器上部管口相连，汽提塔的底部管口通过管道与汽提水泵的入口相连，汽提水泵的出口通过管路连接煤气化装置；汽提气冷却器的下部管口通过管道与气液分离罐的左侧上部管口相连；气液分离罐的上部管口通过含氨酸性气体管线与去硫回收装置相连接，底部管口通过管道与凝液返回泵入口相连，凝液返回泵的出口通过管道与汽提塔的右侧上部管口相连接。本实用新型的有益效果是：减少脱硫剂MDEA溶液系统氨氮累积量，缓解煤气化气体脱硫剂MDEA溶液劣化速率，延长使用周期。

摘要： 本实用新型公开了一种整体煤气化联合循环发电系统用气化炉，包括气化炉，所述气化炉上部设有燃烧室，气化炉下部设有激冷室，燃烧室与激冷室之间设有连通的熔渣出口，其特征在于，所述激冷室与熔渣出口连接的一端设有过渡段，激冷室内设有水平的筛板，筛板中间设有一通孔，通孔处穿设有竖直的转动轴，转动轴的顶端设有刀片，刀片位于筛板之上，转动轴的底端连接有电机，电机设置于激冷室外侧，所述激冷室上设有低温CO2入口、气体出口以及排渣口。本实用新型的整体煤气化联合循环发电系统用气化炉对排渣结构作以改进，有效避免堵渣现象，并且利用IGCC系统捕集的CO2作为冷却剂对熔渣激冷，有效的对IGCC系统资源进行循环利用，节能且环保。

摘要： 本实用新型公开了一种以超临界二氧化碳为工质的整体煤气化联合循环发电系统；该系统有机集成了煤气化及净化子系统、二氧化碳捕集及封存或利用子系统、燃气轮机子系统以及超临界二氧化碳布雷顿循环发电子系统四个子系统；本实用新型特点在于将现有整体煤气化联合循环中的工质由水/蒸汽替换为超临界二氧化碳，可以进一步节约水资源，提高发电效率，减少设备体积，并且充分利用了捕集后的二氧化碳，实现二氧化碳近零排放。