整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)中流化床氣化爐的數(shù)值模擬

陳巨輝+孟誠+李九如+黎嘉豪

摘 要：針對整體煤氣化聯(lián)合循環(huán) （IGCC） 總的熱效率沒有得到充分提高這一問題。為了獲得更高的發(fā)電效率，發(fā)展了先進的IGCC技術(shù)，而此種技術(shù)是基于回收概念基礎(chǔ)之上的。從IGCC整體系統(tǒng)與設(shè)備結(jié)構(gòu)看來，這種技術(shù)將發(fā)電先進技術(shù)合為一體化，綜合利用當(dāng)前的發(fā)電技術(shù)，并通過蒸汽在氣化爐內(nèi)的吸熱反應(yīng)，回收燃氣輪機或固體氧化物燃料電池的排氣熱。據(jù)估計，這種回收利用具有易于使用、分離、收集固定CO2的效果使其非常具有吸引力，并且可以提高總效率的10%甚至更高。研究整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的核心設(shè)備之一的流化床氣化爐的特征性能，以及它對整個系統(tǒng)的作用和影響。

關(guān)鍵詞：整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)； 循環(huán)流化床； 氣化爐； 發(fā)電技術(shù)；數(shù)值模擬

DOI：10.15938/j.jhust.2017.03.024

中圖分類號： TQ545

文獻標志碼： A

文章編號： 1007-2683（2017）03-0132-05

Abstract：The overall thermal efficiency of the integrated gasification combined cycle （IGCC） has not been sufficiently improved.In order to achieve higher power generation efficiency，the advanced technology of IGCC has been developed which is on the basis of the concept of exergy recovery. IGCC systems and devices from the overall structure of opinion， this technology will generate electricity for the integration of advanced technology together， the current utilization of power generation technology and by endothermic reaction of steam in the gasifier， a gas turbine exhaust heat recovery or the solid oxide fuel cell. It is estimated that such the use of exergy recycling has the advantage of being easy to use， separating， collecting fixed CO2， making it very attractive， and can increase the overall efficiency by 10% or more. The characteristics of fluidized bed gasifier， one of the core equipment of the IGCC system， and its effect on the whole system were studied.

Keywords：intergrated gasification combined cycle； circulating fluidized bed； gasification furnace；power generation technology； numerical simulation

3 結(jié) 論

IGCC發(fā)電技術(shù)的整體性能具有發(fā)電效率高，適用煤種廣，節(jié)能環(huán)保等顯著優(yōu)勢；而對于新型循環(huán)流化床氣化爐來說，低溫蒸汽氣化的煤/生物質(zhì)TBCFB氣化爐技術(shù)將成為未來的IGCC發(fā)電系統(tǒng)的新型技術(shù)。熱和化學(xué)調(diào)理的廢熱在燃氣輪機中被高效利用，通過高密度和高固體質(zhì)量流量循環(huán)惰性傳熱材料的循環(huán)的上升管中存在未反應(yīng)燃燒的炭中的熱能。通過分離熱解，通過蒸汽氣化和在TBCFB氣化爐內(nèi)的不完全燃燒和完全燃燒反應(yīng)，完成煤/生物質(zhì)到合成氣在低溫環(huán)境的轉(zhuǎn)換下伴隨著限制氧氣消耗可能被實現(xiàn)。但是，基礎(chǔ)研究顯示在TBCFB結(jié)構(gòu)和水動力操作的高密度和高固體質(zhì)量流量仍然被限制并且需要做進一步的研究。

參 考 文 獻：

[1] Hasan， MM， Faisal， MMH. IGCC for PAPR Reduction in OFDM Systems Over the Nonlinearity of SSPA and Wireless Fading Channels [J].Circuits Systems And Signal Processing， 2016（35）： 2855-2880.

[2] 焦樹建. IGCC的某些關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展與展望[J].動力工程，2006（4）：154-164.

[3] 陳剛. IGCC 灰在國內(nèi)建筑領(lǐng)域的應(yīng)用建議[J].粉煤灰綜合利用，2015（3）：26-32.

[4] 李新春， 孫永斌. IGCC 電站與燃氣輪機組電站的優(yōu)勢比較[J]. 潔凈煤技術(shù)，2015（21）：123-126.

[5] 周大坤， 郜愿鋒， 曾慶才.IGCC 氣化爐氣化法分類及比較[J]. 潔凈煤技術(shù)，2010（3）：224-227.

[6] SeyitogluSS，Dincer， Kilicarslan. Assessment of an IGCC based trigeneration system for power， hydrogen and synthesis fuel production[J].International Journal Of Hydrogen Energy， 2016 （41）： 8168-8175.

[7] 孫宇， 徐磊， 彭喜奎等.華能綠色煤電天津IGCC電站工程46000 m3/h空分設(shè)備流程組織和性能特點[J]. 技術(shù)論壇，2015（4）：60-63.

[8] Kang， DW Kim， CM， Lee， et al.Assessment of an IGCC based trigeneration system for power， hydrogen and synthesis fuel production[J]. Journal Of Mechanical Science And Technology， 2016 （30）：2397-2408.

[9] 黃志慧， 崔耀欣. SGT52000E（ LC） IGCC 燃氣輪機結(jié)構(gòu)介紹[J]. 熱力透平， 2009（38）：118-121.

[10]溫立，李正陽，王麗莉. 燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐參數(shù)優(yōu)化[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報，2003（8）：71-73.

[11]喬旭斌，呂小蘭. 水煤漿氣化參數(shù)對400MW 級IGCC電站性能影響研究[J]. 熱力發(fā)電， 2013（42）：64-68.

[12]鄧世敏 ， 林汝謀 ， 金紅光等.IGCC多聯(lián)產(chǎn)總能系統(tǒng)[J]. 燃氣輪機技術(shù)， 2002（15）：10-16.

[13]焦樹建. 歐洲的 IGCC 示范工程與研發(fā)工作[J]. 燃氣輪機技術(shù)， 2006（19）：1-20.

[14]林汝謀 ，徐玉杰 ，徐鋼等. 新型 IGCC 系統(tǒng)的開拓與集成技術(shù)[J]. 燃氣輪機技術(shù)， 2005（18）：6-15.

[15]劉耀鑫，吳少華，李振中等.兩段式水煤漿氣化爐負荷變化對IGCC系統(tǒng)性能的影響[J]. 熱力發(fā)電 2012（41）：14-18.

[16]呂薇，張曉楠，趙忠霞等.生物質(zhì)鍋爐排煙溫度影響因素分析及改進措施[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報， 2014（19）：117-121.

[17]康艷兵，張建國，張揚. 我國熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的發(fā)展現(xiàn)狀、問題與建議[J]. 中國能源，2008，30（10）：8-13.

[18]康錦萍， 劉曉芳， 徐英輝等. 汽輪發(fā)電機計及雙因素非線性影響的功角特性[J]. 電機與控制學(xué)報， 2016， 20（8）： 17-22

[19]劉殿海 ， 楊勇平， 楊昆等. 計及環(huán)境成本的火電機組供電成本研究[J].中國電力，2005（38）：24-28.

[20]呂薇，李彥棟，李瑞揚等. 生物質(zhì)秸稈顆粒氣流干燥試驗研究及數(shù)值模擬[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報， 2011（16）：39-42.

[21]沈玲玲，姜秀民，王輝等. IGCC示范工程煤氣化爐的數(shù)值模擬[J]. 煤炭轉(zhuǎn)化，2009（32）：14-19.

（編輯：王 萍）