基于IEEMD-IGCC算法的管道泄漏点定位技术研究

现用于检测油气管道发生泄漏情况的声波检测法有抗噪声能力弱、定位误差大的缺点,因此提出了一种基于IEEMD-IGCC算法的管道泄漏点定位方法。首先,在EEMD分解算法的基础上,通过计算每一次集合平均得到本征模态分量的自相关函数,判断该模态是否含有噪声分量,作为是否继续添加高斯白噪声的依据;随后,基于不同源目标进行广义二次互相关计算,进而获得时延值;最后,根据时差定位公式确定泄漏点位置。结果表明:经IEEMD算法的泄漏信号提取效果较好,与峭度系数的有效信息选取结果一致;重构信号不仅信噪比大、均方误差小,且计算成本大幅降低;IGCC算法下的时延值计算准确,减小了单次误差较大的可能性;IEEMD-IGCC算法对于不同工况下的适应性较好,最大绝对定位误差不超过30 m,极大提高了泄漏点定位精度。

以部分氧化工艺为核心的IGCC技术进展

综述了国内外以部分氧化(POX)工艺为核心的整体煤气化联合循环(IGCC)技术的进展,并从气化原料、工艺技术、流程组合、装置投资、建设业绩、运行成本、操作可靠性、环保特性等方面进行了比较分析;提出了在大型炼油化工装置中采用以POX为核心的IGCC系统进行氢、氧、氮、汽、电集成多联产能源系统的技术建议;指出基于POX的煤(焦)气化技术已经日臻完善,IGCC技术将在炼油化工中发挥重要的作用,并成为今后发展的重要方向。

IGCC系统热力与环境性能结合的评价准则

探讨研究IGCC系统热力与环境性能结合的评价准则,基于热力系统评价准则研究,提出了采用能耗污染综合指数的新评价准则来评价同时考虑热力性能和环保指标的IGCC系统综合性能,从而突破了传统的只考虑单一性能的评价模式,并通过实例分析了影响IGCC系统综合性能的主要因素,还对比了IGCC系统采用不同评价准则时的系统性能变化。研究结果表明:CO2排放罚款价与煤价的比值(RC)是影响IGCC系统综合性能的一个重要因素,它的不同取值决定了系统综合性能随CO2回收率(XCO2)变化的不同规律。本文研究成果为更合理地评价IGCC系统综合性能提供新准则。

降低IGCC系统中回收CO_2能耗的新思路

本文基于CO_2三相图分析,归纳了CO_2由气态(常温常压)转变为液态或固态的四种途径,提出了压缩-制冷液化结合法降低IGCC系统中回收CO_2能耗的新思路,并基于这个思路设计了由半闭式循环与单级氨吸收制冷逆循环耦合的IGCC新系统,为开拓研究高效的CO_2准零排放IGCC新系统提供可行的途径与方案。

燃烧前CO_2捕集技术在IGCC发电中的应用

由于整体煤气化联合循环(IGCC)发电本身的技术特点,使得其非常适合于进行燃烧前CO2捕集。针对IGCC特点,提出了一种MDEA脱酸气结合湿法氧化法硫回收的燃烧前CO2捕集流程。通过模拟计算,验证了流程的可行性。将其与IGCC发电系统集成,对比计算了有无燃烧前CO2捕集的IGCC系统供电效率等相关参数,燃烧前CO2捕集使IGCC供电效率降低约10个百分点。分析指出了导致包含燃烧前CO2捕集的IGCC供电效率降低的3个因素:蒸汽消耗、燃料化学能损失和新增动力设备电耗,并据此确定了今后的优化方向。

IGCC中空分系统特性及其对整体性能影响

本文利用Aspen-plus软件对典型的空分装置进行了模拟分析(含(?)分析),得出空分系统性能特性(包括内部状态参数和能耗分布),在此基础上探讨不同空分流程的IGCC系统性能随整体化系数Xas等变化的规律,并通过大量数值计算分析比较了高压整体化空分系统与低压独立空分系统的情况。本文研究成果对IGCC系统方案设计有较大的参考价值。

基于IGCC的燃烧前CO_2捕集技术应用与示范

IGCC和CCS的结合是一种高效性和环保性的先进技术,基于IGCC的燃烧前CO_2捕集技术越来越受到世界各国的广泛关注。介绍了中国首套燃烧前CO_2捕集系统的工艺流程,对其捕集能耗和成本做了分析。结果表明:该系统的捕集能力为9.46万t/年,捕集率大于88%,捕集CO_2能耗为2.34 GJ/t,捕集成本为281.37元/t。同时指出了今后在降低蒸汽消耗方面的优化方向,该技术与常规电厂燃烧后CO_2捕集技术相比,单位能耗与成本大幅度降低,是未来化石燃料实现低成本捕集CO_2的关键技术。

水煤浆与干粉给料方式两种IGCC系统的分析

通过将煤气化过程与联合循环系统相结合,IGCC成为目前最有发展前途的洁净煤技术之一。但以往对IGCC系统的研究多集中联合循环或气化过程本身,而忽略了气化效率对系统整体性能的影响。为揭示气化过程与系统性能之间联系,本文对Texaco与Shell公司的两个IGCC系统实例分别进行了流程模拟和(?)分析,并着重从热力学角度比较了系统煤气化部分的差异对系统整体性能的影响,得出结论:Shell煤气化技术与Texaco煤气化技术相比,气化过程的(?)损失相对减小15％,冷煤气效率提高2.6个百分点,系统热转功效率上升2.1个百分点。本文研究成果为IGCC系统进一步改进提供了热力学基础理论支撑。

IGCC中燃气轮机全工况网络特性

本文基于对ＩＧＣＣ系统的全面分析研究，归纳总结了导致燃气轮机工况变化的主要原因；应用双开口变量（整体空分系数（Ｘａｓ）和氮气回注系数（Ｘｇｎ））和折合系统效率的概念，建立了ＩＧＣＣ中燃气轮机全工况特性简化模型；并通过大量定量计算，得出不同Ｘａｓ和Ｘｇｎ组合条件下，ＩＧＣＣ中燃气轮机全工况网络特性，为确定系统变工况最佳调节规律提供全面信息。

IGCC系统全工况设计优化新方法

本文研究开拓基于全工况特性的IGCC联合循环系统设计优化新方法。应用全工况和独立变量概念探讨分析系统设计优化特点和全工况特性规律,寻求系统分析方法和评价准则创新,寻求突破热力系统传统的ISO基准工况设计框架的途径,开展相关实例比较分析研究以验证新方法的有效性。研究表明,应用新方法设计优化得出的IGCC系统性能特性更加贴近实际运行情况与需求。本文研究成果将为相关系统设计优化与运行控制提供有效手段。

回收余热的热电联产IGCC电站研究

整体煤气化联合循环(integrated gasification combined cycle,IGCC)作为洁净煤发电技术,发展为供热机组后,可实现更为清洁的煤基热电联产技术。另一方面,IGCC目前投资较高,若能实现与集中供热结合,供热收益可大幅度改善IGCC的经济性,而以热定电的形式保证了IGCC的年发电小时数,为IGCC的商业化推广提供了一条有力的途径。进行汽轮机乏汽余热回收与烟气余热回收后,IGCC的总体能源利用效率会进一步提高,经济性也将大幅改善。该文研究结果表明:400 MW级的IGCC热电联产系统的热电比为47.2%,总体能源利用效率为57.6%;进行余热回收后,热电比为55.6%,总体能源利用效率为60.8%;在热力站进行吸收式换热改造后,热电比为62.0%,总体能源利用效率为63.4%。

火电厂和IGCC及煤气化SOFC混合循环减排CO_2的分析

二氧化碳减排已经成为缓解全球气候变化的一个重要议题 .目前 ,火电厂排放的 CO2约占中国 CO2 排放量的 1 /3左右 ,减少其 CO2 排放可以通过提高能量转化效率和回收封存 CO2 两种主要方式 .常规锅炉汽机电厂、IGCC以及煤气化 -固体氧化物燃料电池 ( SOFC)混合循环分别代表了现在、近期及未来燃煤电厂的典型配置 ,超临界及超超临界电厂效率可以达到 40 %以上 ,采用GEH型等先进燃气轮机的 IGCC可提高到 5 0 %以上 ,而混合循环电厂的效率则有望达到 60 %以上 .利用 Aspen Plus TM对这三种电厂进行了模拟 ,考察了三者在回收 CO2 前后性能的变化 .在此基础上 ,分析了减排 CO2 及征收排放税等措施对各电厂发电成本的影响 ,进而就未来如何促进电厂减排 CO2 进行了探讨 .

IGCC–甲醇多联产系统节能分析

为评价以气流床粉煤气化为基础的整体煤气化联合循环(IGCC)甲醇多联产系统配置方案,采用Aspen Plus软件对多联产系统进行系统模拟。配置方案中气化工艺分别采用废锅流程和激冷流程,IGCC和甲醇合成组合方式分别采用串联和并联,以相对节能率作为指标对所建立的多联产系统进行评价。结果表明:废锅流程节能效果优于激冷流程。废锅并联组合通往甲醇侧的合成气比例增大时,相对节能率随之增大;废锅串联组合合成甲醇循环气与新鲜气的比例增加时,相对节能率增大。采用分摊算法分别计算了IGCC甲醇废锅并联多联产系统的发电和甲醇合成的煤耗。随着通往甲醇合成侧的合成气量的增加,供电的煤耗显著减少,甲醇合成的煤耗略有减少。

基于IGCC的燃烧前CO_2捕集抽蒸汽策略研究

为了降低燃烧前CO2捕集对IGCC蒸汽动力系统出力的不利影响,并保证CO2捕集系统的稳定运行,CO2捕集消耗的蒸汽需要合理的从IGCC系统内部抽取。采用仿真模拟软件,研究了CO2捕集对IGCC系统中燃气轮机、余热锅炉和汽轮机负荷的影响。提出了两种水–气变换反应加湿蒸汽抽汽方案,通过对比这两种加湿蒸汽抽汽方案对汽轮机出力的影响,确定了最优的向CO2捕集系统供汽策略。其中,水-气变换反应加湿蒸汽从气化炉汽包抽取,CO2分离过程消耗的低压加热蒸汽将根据负荷情况由余热锅炉低压蒸汽系统或汽轮机低压缸抽取。

400MW级IGCC机组变工况性能计算

A mathematics model for calculating the off-design performance of a 400MW integrated gasification combined cycle (IGCC) unit is built up in this paper. The advanced production techniques and system configuration are utilized to meet the requirement of the demonstrative IGCC plant to be built in China. The performance of some subsystems such as coal gasifier, air separator, gas turbine, compressor, heat regenerative steam generator, steam turbine are respectively modeled by using corresponding algebraic equations. The method of process system engineering (PSE) are adopted to solve the interaction problem between subsystems. The performance parameters of the unit at five different load points are calculated and analyzed based on our model.

IGCC示范工程煤气化炉的数值模拟

采用Aspen Plus流程模拟软件对某拟建的IGCC示范工程的德士古煤气化炉进行数值模拟,通过考虑碳的不完全转换对计算流程进行了改进,并运用CPD模型预测煤热裂解的产物分布.研究了煤气化炉的重要操作参数(即水煤浆浓度、氧煤比、气化压力和气化温度)对气化结果的影响.在计算区间内,发现高浓度水煤浆浓度范围内,随浓度的增加,煤气的主要成分(H2+CO)的总含量增加.气化温度增大到1400℃左右时,煤气的主要成分随气化温度的进一步增加会趋于一个恒定值.

IGCC系统多变量综合优化设计

本文探讨研究IGCC系统无约束时多变量综合优化设计及其系统性能特性规律。本文通过IGCC系统热力特性分析,确定了系统的独立变量,并基于有关部件通用模型组建了 IGCC系统通用模型,为无燃气轮机母型硬件约束时的综合优化设计奠定了基础。结合典型实例的模拟分析,揭示了有别于现行的有约束的设计优化的系统性能特性规律。从而提出 IGCC系统无约束综合优化分析的新方法。

与IGCC匹配的燃烧前CO_2捕集系统动态特性分析及控制优化

燃烧前CO_2捕集技术在整体煤气化联合循环发电(IGCC)的应用正处于起步阶段。与传统化工系统里CO_2捕集不同,IGCC发电机组要求能够经常在不同负荷下运行,并能保持较高的系统热效率,因此对其动态特性以及控制方案的研究是十分必要的。针对正在建设的某30MWth的燃烧前CO_2捕集系统,基于DYNSIM软件平台搭建了其MDEA脱硫脱碳工艺流程动态仿真模型,研究了CO_2捕集率对主要调节变量的动态响应特性,并针对其特点提出了优化控制方案。将其与原有方案对比,仿真结果表明,应用该方案不仅可以提升CO_2捕集率的动态响应品质,还降低了能耗。

新型IGCC系统研究与概念设计

本文开拓研究新型整体煤气化联合循环（ＩＧＣＣ）系统。基于ＩＧＣＣ关键技术进展与系统综合分析新方法的研究，设计构筑出新型的ＩＧＣＣ系统，通过模拟分析；揭示了其热力特性，得出了一些有价值的结论。新系统效率已突破５０％，有强的竞争力与发展前景，本研究成果将为研制新一代ＩＧＣＣ系统提供技术方案和理论分析方法。

提高IGCC合成气水合物形成速度及提纯其中H2的工艺

引言 化石燃料燃烧释放的二氧化碳气体已经被证明是导致全球气温升高和气候变化的主要温室气体。火力发电厂制造的二氧化碳气体约占全球每年产生的二氧化碳的总量的1／3。