CO_2捕集对输运床气化炉IGCC系统煤气冷却方式选择的影响

对于整体煤气化联合循环(integrated gasification combined cycle,IGCC)系统,CO2捕集的引入将对系统煤气冷却方式的选择产生重要的影响。该文分别构建了不捕集及捕集CO2的输运床氧气及空气气化IGCC系统流程,分析激冷及煤气余热锅炉2种煤气冷却方式的引入对系统热力性能及经济性的影响。结果表明,不捕集CO2时,无论是对输运床氧气还是空气气化IGCC,煤气余热锅炉冷却方案热力性能及经济性均明显好于激冷冷却方案;考虑CO2捕集后,尽管采用煤气余热锅炉冷却的输运床氧气气化IGCC系统的供电效率比采用激冷冷却的系统高约1.38个百分点,而2种方案发电成本相当;考虑CO2捕集后的输运床空气气化IGCC系统的热力性能及经济性仍明显好于激冷冷却方案。此外,该文还分析了煤气冷却方式投资对系统经济性的影响,得到2种冷却方式下,输运床氧气气化系统发电成本相同时的气化炉单元临界投资比。其中,对输运床空气气化系统的分析表明,无论是否考虑CO2捕集,均应采用煤气余热锅炉冷却方式。

CO_2捕集对输运床气化炉IGCC系统技术经济性的影响

对整体煤气化联合循环(integrated gasificationcombined cycle,IGCC)电站而言,气化剂(氧气/空气)的选择对系统的流程配置、热力性能及经济性已产生较大的影响。在考虑CO2捕集的情景下,研究不同捕集方法的引入对IGCC带来的影响,具有重要的意义。该文分别构建了输运床氧气及空气气化IGCC系统流程,分析了MDEA及Selexol这2种不同捕集方法的引入对IGCC电站技术经济性的影响。结果表明,无论是氧气还是空气气化电站,都更适合于采用Selexol法捕集CO2。然而Selexol法对空气气化电站供电效率的影响大于氧气气化电站。不捕集CO2时,空气气化电站的供电效率比氧气气化电站高约0.46个百分点,而采用Selexol法捕集系统中90%的CO2后,其供电效率则比氧气气化电站低约0.14个百分点。从经济性角度,空气气化电站具有优势,考虑CO2捕集后,其发电成本仍比氧气气化电站低10$/(MW h)。

联合循环电站改造为整体煤气化联合循环的粗煤气冷却

研究了将PG9351FA燃气-蒸汽联合循环电站改造为整体煤气化联合循环(IGCC)时的粗煤气冷却方式,以及煤气冷却过程副产蒸汽的利用方式.改造的IGCC电站以输运床气化炉为气源,考虑了燃气轮机改烧中低热值煤气后的喘振裕度和出力限制,以及NOx排放的限制.根据粗煤气冷却方式及副产蒸汽利用方式的不同,构建并比较了4种改造方案.研究表明:通过将透平初温降低100℃,可保证燃气轮机燃烧热值为6.5MJ/m3的煤气,同时可保证压气机喘振裕度的减小量不超过10%;采用全热回收方式冷却粗煤气,且由饱和蒸汽轮机来消纳粗煤气冷却过程中副产蒸汽的改造方案的供电效率最高,为42.3%.

输运床气化炉IGCC系统在不同净化方案配置下的热力性能比较

以输运床气化炉和E级燃气轮机为基础,构建了采用湿法除尘+低温脱硫、干法除尘+低温脱硫、干法除尘+中温脱硫和干法除尘+高温脱硫等4种净化方案的整体煤气化联合循环(IGCC)系统.应用输运床气化炉平衡模型和燃气轮机变工况模型,在相同的NOx排放标准和燃气轮机阀站煤气进气温度的条件下,对采用不同净化工艺方案的输运床IGCC系统的热力性能进行了计算和比较.结果表明:采用干法除尘+中温脱硫净化方案的输运床IGCC系统的供电效率为42.22%,比采用湿法除尘+低温脱硫方案的IGCC系统高1.34%;燃气轮机煤气进气温度的升高有利于提高IGCC系统的供电效率.

基于褐煤气化技术的IGCC系统应用研究

随着全国范围内雾霾天气的频发,国家对燃煤电厂的大气污染物排放指标提出了严格的要求。基于褐煤气化的输运床气化(TRIG)技术为电力行业提供了高效清洁的整体煤气化联合循环发电(IGCC)方案。通过对TRIG技术、F级和H级燃气轮机的分别阐述,分析了TRIG技术的优势和进一步放大的可能性,对比了当前最先进的燃煤发电模式与TRIG-H级燃机的经济性和环保性。结果表明:TRIG技术放大至7300 t·d^(-1)具备理论可行性,匹配H级燃气轮机的供电效率为60%~61%,投资强度为6500~8500元·(kW)^(-1),供电标准煤耗为0.28~0.29 kg.(kW·h)^(-1)。TRIG-H级燃机IGCC发电模式下,烟尘、SO2和NOx的排放质量浓度均低于超超临界燃煤发电,其设计值分别为4.15~4.79 mg·m^(-3)、2.26~2.62 mg·m^(-3)和13.22~15.27 mg·m^(-3)。此外,超临界燃煤发电模式的SO2 NOx减排成本相当于TRIG-H级燃机IGCC模式的3~4倍,而环保成本分别相当于10倍和4倍。