IGCC电站精细化节水降耗措施与技术改造

介绍了华能天津IGCC电站生产用水系统,针对IGCC电站除盐水制水用水量较多和地下管道渗漏量较大的问题,从优化工艺流程、回收再利用生活污水、水源替代、管网治理等方面进行了挖潜改造,达到了较好的治理效果;同时从消防废水、工业废水的回收再利用和燃气轮机部件优化等方面提出了今后的节水改造方向。

IGCC电站煤气化废水脱氨工艺的优化改造

介绍了华能天津IGCC示范电站煤气化污水处理单元的工艺流程、常规脱氨工艺流程及原理。针对煤气化废水常规脱氨工艺流程存在的蒸汽消耗量较多、废水进入后续系统时水温较高、脱氨提升泵内易发生碱结垢等问题,进行了取消注入蒸汽、采取常温脱氨工艺、优化NaOH溶液添加流程等改造。改造后,常温脱氨工艺氨氮去除率仍可达到50%~65%,污水水温降低5℃~6℃,脱氨提升泵的故障率降低85%,可节约蒸汽24 t/d,2021年的排污费用较2020年改造前减少约47万元。

IGCC电站中气化炉控制系统研究

从IGCC电站中的气化炉工作特点分析入手,确定了气化炉控制系统基本结构,并根据气化炉的动态特性,对气化炉控制系统进行了设计。仿真结果表明,气化炉中两个主要环节之间的耦合性较小,可以利用文中的控制系统来完成气化炉主要的控制任务。

水煤浆气化合成气显热回收对IGCC电站性能的影响

利用Thermoflex热力系统软件分别建立了基于GE-Texaco和E-Gas水煤浆气化的400MW级IGCC电站模型,通过设置的5种合成气显热回收方案,分析了水煤浆气化炉型、废热锅炉配置和废热锅炉出口合成气温度3个因素对IGCC电站性能的影响.结果表明:与GE-Texaco全热回收气化技术相比,采用E-Gas全热回收气化技术时蒸汽轮机的发电量和净发电量较低,供电效率提高、厂用电耗率降低;与合成气激冷方案相比,增设辐射废锅和对流废锅可以提高GE-Texaco气化合成气显热回收过程的蒸汽质量流量,进而提高IGCC电站的蒸汽轮机发电量、净发电量和供电效率;降低废热锅炉出口合成气的温度可以改善IGCC电站的整体性能.

LNG冷能在IGCC电站中的梯级利用探讨

论述了液化天然气(LNG)冷能在整体煤气化联合循环(IGCC)电站的综合利用技术,该技术符合LNG冷能的梯级利用,有效地提高了LNG冷能的利用效率,使LNG冷能利用效率达到约70%以上。同时,大幅度提高了IGCC机组的出力和效率,提高了IGCC电站的经济性。

IGCC电站脱硫系统中的羰基硫水解工艺

介绍某IGCC(整体煤气化联合循环)电站净化单元脱硫系统中羰基硫(COS)水解器的水解工艺。对COS水解器的启动方式和运行工况进行优化,在试验研究的基础上给出了COS水解器运行的最佳条件:床层温度180℃,空速1 451 h-1,工艺气冷却器出口原料气温度50～60℃。在此工况下运行,COS水解转化率可达92.5%。此外,分析COS水解器运行中常见问题,指出必须严格控制原料气中氧气和水蒸气的含量。

预热清洁合成气对IGCC电站性能改进的研究

采用GT PRO软件分别建立了基于GE-Texaco及Shell气化技术的IGCC电站模型,利用余热锅炉高压省煤器不饱和水预热清洁合成气,考查预热清洁合成气对IGCC电站能量分配、发电容量、供电效率及净热耗率等性能的影响。模拟计算结果表明,预热清洁合成气后GE-Texaco IGCC和Shell IGCC电站的净发电量占总输入能量的比例分别提高了0.2%和0.3%;电站总输入能量分别降低了26 MW和25 MW;电站供电效率分别提高了0.26%和0.36%,净热耗率分别降低了51kJ/(kW·h)和56kJ/(kW·h)。预热清洁合成气有利于改善IGCC电站的整体性能。

大型煤气化技术在IGCC电站中的应用现状

介绍了国内外已投运燃煤IGCC电站所采用的气化技术的基本情况及气化炉在IGCC电站运行中获得的主要经验,总结了世界上处于建设或规划中的主要燃煤IGCC电站的基本情况和采用的气化技术。对燃煤IGCC电站气化技术应用现状的综述可为将来IGCC电站项目选择煤气化技术提供参考和借鉴。

IGCC电站协调控制方案的优化

根据IGCC电站中主要环节的动态模型,设计了以气化岛跟随为主的协调控制方案,并采用多目标遗传算法对控制系统参数进行了优化。仿真结果表明,该方案不仅可以快速跟踪负荷设定值的变化,也可以维持饱和器压力的稳定;参数优化后,控制性能指标有所降低,但控制品质有了明显提升。

国内首台IGCC电站软土地基处理研究及其应用

天津IGCC电站示范工程是我国第一台25×104kW级IGCC机组,它将提高煤炭的综合利用效率,环保性能良好。针对工程场地地基土软弱、工程性能差的特点,对场地进行了真空预压加固处理,预压期间沉降量达1050～1224mm,土层平均固结度大于85%,物理力学性质有明显改善。地基处理方案比较和试验研究表明,预应力管桩经济性明显,桩径600mm单桩极限承载力大于5600kN,满足电站工程安全和降低地基处理工程投资的要求。

IGCC电站水煤气变换过程的优化研究

提出一种新型的水煤气变换反应过程,利用水煤气变换反应释放的热量加热进入燃气轮机的合成气,并建立了基于Aspen Plus的IGCC电站模型.比较了燃烧前捕集CO2对IGCC电站发电量、厂用电耗率和供电效率等特性的影响,分析了新型水煤气变换反应过程中2个关键参数对电站性能的影响规律.结果表明:降低进入WGS装置的合成气的H2O与CO物质的量比以及提高合成气加热温度均有利于降低IGCC电站的厂用电耗率和提高供电效率;本文中结果与先前研究结果一致性较好.采用优化的水煤气变换操作参数后,IGCC电站的厂用电耗率降低1.3%,供电效率提高2.7%.

IGCC电站空分系统整体化率优化分析

利用专用流程计算软件建立了400 MW级IGCC电站系统模型,在此基础上对不同整体化率设计下的系统性能进行了评估,得出最优的整体化率,并通过进一步分析,确定了影响整体化率选择的因素,定量分析了各因素取值变化对空分系统的影响.结果表明:IGCC电站的最优空分整体化率与燃气轮机性能、气化工艺、空分装置主空压机效率等有关,其中燃气轮机性能随抽气量的变化是影响空分系统整体化率取值的关键因素.

IGCC电站单一煤种运行试验的研究

整体煤气化联合循环(IGCC)发电技术是一种清洁、高效的燃煤发电技术,通过气化炉的运行参数可以判断不同煤种运行的稳定性和经济性。2014—2016年,天津IGCC电站分阶段分别在气化炉内进行单一煤种和混煤的对比运行试验。试验表明,从实施单一煤种运行试验以来,气化炉运行稳定,各主要参数正常,挂渣排渣正常,并降低了1400万左右的运行费用。气化炉进行单一煤种运行试验,验证了单一煤种在气化炉中运行的可行性,对以后气化炉特别是IGCC电站气化炉的设计和运行具有一定的借鉴作用。

IGCC电站配套空分选型探讨

IGCC电站是未来重要的洁净煤发电技术路线,具有多联产以及污染物近零排放的优势。对IGCC电站进行了简述。针对IGCC电站配套空分装置,在空分产品需求、空分装置和动力装置之间的关联、空分压缩机驱动方式、空分产品压缩方式、空分能耗、空分变负荷能力方面进行选型探讨。

采用GSP气化技术的IGCC电站

通过调研、考察,综合分析了湿法和干法两种煤气化工艺、设备技术特点和经济效益及在IGCC电站的应用情况,结合南京化工园的石化企业实际,认为选择采用GSP干法煤气化技术在南京化工园内IGCC电站应用是合适的。

IGCC电站与燃气轮机组电站的优势比较

为了对比IGCC电站与燃气轮机组电站,对中电投廊坊2×400 MW级IGCC项目和中电投廊坊2×400 MW级燃气热电工程中的数据进行分析,并参考中美2×400 MW级IGCC发电系统及华能天津临港经济区2×400 MW级燃气热电联产工程等项目,分别从大气污染物排放执行标准,实际可能达到的排放指标,电站的投资、固定成本、可变成本、单位成本等技术经济的角度对IGCC电站和燃气轮机组电站进行了比较。结果表明,两者环境排放指标相当,但IGCC电站主要单位成本约为燃气轮机组电站的62.2%,采用IGCC电站替代燃煤电站要优于燃气轮机组电站替代燃煤电站。

基于IGCC电站空分系统的选型与配置

IGCC电站空分系统的选型与配置包括空分系统的整体化程度、大型空压机和增压机的驱动方式、空分装置的规模和系列数等要素。分析了独立的、部分整体化以及完全整体化等3种空分系统的优缺点,推荐采用部分整体空分系统;讨论了驱动大型空压机和增压机的蒸汽轮机、燃气轮机以及电动机等3种驱动方式的利弊,建议采用电机驱动;针对大型IGCC项目空分装置的配置,建议在可靠性的前提下,以大型化和系列数较少为宜。

IGCC电站空分预冷纯化系统技改节能优化探讨

根据华能IGCC电站的空分系统在节能降耗中遇到的问题对预冷系统中的冷水机组进行了技改,从而优化了运行方式。纯化系统的分子筛经过更新换代,吸附时间由原来4 h延长到6 h,节省了蒸汽的同时增强了空分运行的稳定性。

对IGCC电站气化炉废热锅炉的探索

综合介绍了四座国外建成并运行的250MW及250MW以上IGCC电站的废热锅炉概况和技术特点，并对废热锅炉进行了技术探索分析。

IGCC电站中NO_x排放控制的研究

论述了IGCC电站产生NOx的原因及其应对措施,重点探讨了注氮脱硝方式对电站系统的影响。结果表明,采用注氮脱硝前,相关的经济性比较至关重要,需考虑压气机、燃气轮机透平的匹配问题及气化炉的氮气用量。结论为今后IGCC电站脱硝系统的设计提供依据和参考。