整体煤气化联合循环发电系统(IGCC)中煤粉气化系统的特性研究

摘要

整体煤气化联合循环(IGCC)是将气化炉气化出来的合成气体经过净化后送入燃气轮机中做功，燃气轮机的排气余热送入蒸汽系统产生出力，由此而产生电能。它是把先进的洁净煤技术和联合循环相结合而成的先进能源动力系统，效率高并且环保性能出色，特别是今后可与CO2回收技术相结合，是最有可能实现基本无温室气体排放的洁净煤技术。上世纪70年代石油危机时期起国外开始研发IGCC技术，其核心是大型煤气化技术。本文主要的工作如下： 首先，本文在阅读大量文献资料的基础上，结合当前能源环境所面临的问题，对IGCC的发展历程进行研究，将IGCC发电技术和传统超临界/超超临界发电技术以及其他主要洁净煤发电技术的优劣进行了对比。 其次，本文以我国首座IGCC电站华能（天津）煤气化发电有限公司的两段式干煤粉气化炉煤粉气化系统为目标，对其所采用的气化子系统的特性进行细致研究，详细阐述其工艺原理、特点以及相比其他气化技术的优点，立足生产实际，对其气化工艺流程及重要参数进行了解析。希望能够帮助人们深入了解我国两段式气化工艺技术并对其普及应用起到有益作用。 根据两段式气化炉的特性可以得知二段对气化反应是否有正面效果是气化炉高负荷运行的重点所在，由此设计工程应用试验。试验发现，在同煤种且相同一段投煤量的前提下，尽管一段反应蒸汽投入量增大，二段的投用仍可保持煤气出口温度未增长，并且提高了煤气产量，这体现了二段的降温效果，但二段投入量达到一定值后会影响气化系统的碳转化率，故需要根据实际负荷调整其最佳投入量；另外，通过试验数据分析出氧煤比和水煤比对气化性能的影响，其中气化炉温度随着氧煤比的增加而增加，随着水煤比的增加而下降，氧煤比的影响大于水煤比，操作人员在生产中根据不同煤种、不同负荷有针对地去加以调节，可以帮助气化系统更加稳定、高效地运行。 本文针对两段式气化炉实际生产中出现的问题诸如磨煤系统煤粉过滤器布袋烧损、除灰系统过滤器滤棒断裂以及烧嘴罩频繁烧坏、炉内堵渣等进行剖析，改善操作方法并对异常事件进行分析总结，给出预防措施。经过实践证明，这些措施帮助并促进了气化炉长周期稳定运行，为两段式气化工艺技术的成熟应用奠定了基础。

目录

声明

字母注释表

第一章 绪 论

1.1.IGCC技术的发展背景及重要意义

1.2.本文研究目标及内容

第二章 两段式干煤粉加压气化炉的特性研究

2.1.IGCC煤粉气化技术发展

2.2.两段式干煤粉加压气化技术

2.3.本章小结

第三章 两段式干煤粉气化炉工程应用试验

3.1.气化炉二段反应影响参数试验方案

3.2.氧煤比和水煤比对气化性能的影响分析

3.3.本章小结

第四章 运行中影响气化特性的外部问题分析

4.1.煤粉放料罐V-3202架桥严重对气化特性的影响分析

4.2.烧嘴罩泄露对气化特性的影响分析

4.3.激冷气压缩机入口结盐对气化特性的影响分析

4.4.气化炉堵渣对气化特性的影响分析

4.5.气化炉耐火衬里损坏对气化特性的影响分析

4.6.合成气冷却器内部十字吊架积灰对气化特性的影响分析

4.7.本章小结

第五章 结论与展望

5.1.结论

5.2.展望

参考文献

致谢