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。

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过程中合成气全热回收的煤气化技术研究

介绍了一种用于现代煤化工装置的粉煤气化+合成气全热回收技术,并在IGCC过程上进行了应用效果分析。通过理论计算对比了粉煤气化+全热回收技术与其他煤气化技术在IGCC上的运行参数,选用四种典型气化原料分析了热值变化对运行结果的影响。计算结果表明:以神木煤为原料,相同情况下,合成气全热回收技术比水煤浆全废锅技术发电效率高3.4个百分点,比粉煤气化+合成气激冷技术高1.3个百分点;采用不同气化原料时,全热回收煤气化技术的发电效率为48.5%~51.5%,比水煤浆气化发电效率高约3个百分点。

IGCC汽轮机旁路系统性能优化

某整体煤气化联合循环(integrated gasification combined cycle,IGCC)发电示范电站机组启停时余热锅炉和汽轮机系统压力增大,易导致旁路装置执行机构机械损坏或旁路装置失控;旁路系统逻辑设置不合理,存在误跳燃气轮机风险。针对上述问题,对旁路装置执行机构进行分体改造,以提升旁路系统性能。优化执行机构气路,取消气控放大器,采用大流量定位器,提高旁路装置控制精度;在旁路阀控制逻辑中引入最小开度(10%)参数,解决误跳燃气轮机的逻辑隐患问题。采取上述优化措施后,可提高IGCC汽轮机旁路系统可靠性。

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燃气轮机二次风阀控制优化

天津IGCC电站是国内第一座IGCC电站,文中介绍了IGCC示范工程概况,详细描述了燃气轮机(简称燃机)二次风阀的动作原理和重要作用。针对二次风阀的现状,分析了反馈改造和控制优化的重要性,提出了改造实施方案,通过改造实际运行表明:改造方案提高了设备可靠性,消除了因设备故障导致机组非计划停机的风险。

IGCC机组精细化停运节能技术探讨

天津IGCC机组工艺复杂,启停机时间长。本文分析了机组停机消耗,介绍了IGCC机组在停运过程中的节能措施,包括水系统、蒸汽系统、氮气系统、工厂空气系统、厂用电等方面的优化调整措施。

IGCC发电厂节水优化改造及废水综合治理

火力发电厂耗水量巨大,且生产过程中会产生大量废水,节水优化改造及废水治理可提高水的循环利用和保证环保排放。天津IGCC电厂通过节水改造和废水治理,总用水量减少了71%。本文旨在通过分析IGCC电厂节水改造和废水回收的方案,给新的IGCC电厂或者其他火电厂提供一种方案和借鉴。

实现我国首台套IGCC示范电站“安全高效”运营的跨领域融合管理

天津IGCC作为我国自主研发、设计、制造、建设和运营的中国第一座、世界第六座大型煤基IGCC电站,是“国家洁净煤发电示范工程”“十一五”863计划重大课题依托项目和“基于IGCC的绿色煤电国家863计划研究开发基地”,于2012年11月投产发电,多项技术和工艺在我国属于首次应用,主要污染物排放达到天然气电站水平,是我国目前最清洁的燃煤电站,为国家构建清洁低碳、安全高效的能源体系作出积极贡献。

IGCC机组低热值合成气燃气轮机燃烧器喷嘴改进

针对某整体煤气化联合循环(IGCC)机组调试运行时多次出现燃烧器喷嘴头部过热烧损的问题进行分析,基于低热值合成气燃气轮机燃烧器的特点,提出3种改进方案并进行对比。试验结果表明:通过改变喷嘴头部尺寸、提升喷嘴头部材质等措施,可以有效减轻喷嘴头部过热,进而延长燃烧器喷嘴使用寿命。

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。

新能源与火电联合技术研究

随着“双碳”目标的提出,新能源技术不断发展,新能源发电占比稳步提升,但是新能源发电的不稳定性必然会导致新能源发电存在电能质量低和可控性差的问题。结合国内当前资源状态和发电模式结构来看,仍以火电为主,新能源为辅。由于煤炭和天然气资源供需关系、环保要求,也严重限制火电的发展,新能源与火电联合技术将成为热门研究趋势,新能源与火电联合技术发展可以实现能源结构优化互补,推进新能源火电联营运行模式。针对新能技术与火电中燃气机组、燃煤机组、整体煤气化联合循环发电机组(Integrated Gasification Combined Cycle,IGCC)构型分析。将各种火电特性和新能源优势整合分析研究,可以有效解决新能源储能问题、更高效实现火电的富氧燃烧和CO 2捕集。

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%。