PDF《Overall Performance in IGCC》

Influence of Steam-Water System'

s Design Modes on Overall Performance in IGCC Hao Xie1,

2 , Zhongxiao Zhang1 , Zhenzhong Li3 , Lei Chen1,

3 , Lili Qi1 , Guofeng Zhou1 1.

Department of Power Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China 2. Department of Energy and Mechanical Engineering, Nanjing Normal University, Nanjing 210042, China 3. NPCC Shenyang 110034, China 1. [email protected], 2. [email protected] Abstract: The 200MW IGCC (Integrated gasification combined cycle) system model was established and calcu- lated. Complied with principle of integrity, the influences of different steam-water cycle modes and different matching schemes of HRSG with waste heat cooler on overall performance and local thermal characteristics in IGCC were discussed according to mass balance, energy balance and reaction equilibrium of each unit. Results show that three-pressure reheat steam-water cycle mode is beneficial to recycle waste heat of exhaust from gas turbine, to increase main steam parameters of steam turbine, and to boost overall performance in IGCC. Reason- able matching scheme of HRSG with waste heat cooler is designed according to principle of temperature match- ing and step utilization of energy . The study can provide helpful references for designing and optimization of steam-water system in domestic model IGCC units. Keywords: IGCC;

steam system;

HRSG;

efficiency IGCC 汽水系统配置方式对整体性能的影响 谢浩1,

2 ,张忠孝

1 ,李振中

3 ,陈雷1,

3 ,戚利利

1 ,周国锋

1 1. 上海理工大学 动力工程学院,上海市

200093 2. 南京师范大学 能源与机械工程学院,江苏省 南京市

210042 3. 国家电站燃烧工程技术研究中心,辽宁省 沈阳市

110034 1. [email protected], 2. [email protected] 摘要:建立 200MW 级整体煤气化联合循环(IGCC)发电系统模型,以整体性为原则,基于各设备 单元的物质平衡、能量平衡以及化学反应平衡对 IGCC 系统进行计算,探讨不同汽水循环形式、不同 余热锅炉与废热锅炉汽水配置方式对 IGCC 发电系统性能的影响.结果表明,在本研究系统中,选择 三压再热汽水循环形式,可进一步回收燃气轮机的排气余热,同时提高了汽轮机的初参数,有利于提高 系统性能;

余热锅炉高压省煤器的汽水配置遵循 温度对口、能量梯级利用 的原则,以获得较高的 整体性能.研究结果为国内 IGCC 示范发电机组的汽水系统优化配置提供参考. 关键词:整体煤气化联合循环;

蒸汽系统;

余热锅炉;

效率

1 引言 IGCC(整体煤气化联合循环)汽水系统主要包括 余热锅炉、蒸汽轮机及相关的辅助设备,它几乎贯穿 于整个 IGCC 系统之中, 对系统整体优化和各主要子系 统匹配起着重要的作用. 然而,IGCC中汽水系统的传热传质比常规联合循 环要复杂许多.除了需要考虑燃机的排气余热外,在 带有废热锅炉的IGCC系统中,还需要考虑气化工艺中 废热锅炉流程的显热利用和净化工艺中合成气冷却时 显热和潜热利用;

采用整体化空分或部分整体化空分 系统时,还需要考虑空气冷却器的热量利用.总之, IGCC中余热锅炉需要回收来自气化岛和燃机岛两部分 的热量,且各部分热量的数量和品位也有差别,会对 系统中的余热锅炉产生影响.因此,只有结合IGCC整 体性原则,考虑汽水系统本身的热量平衡关系以及和 其它子系统的相互关系,去分析IGCC汽水系统配置方 式对整体性能的影响才具有一定的意义. 国内、外对常规联合循环汽水系统的优化配置已 经做了大量的研究工作[1-5] ,主要分为两个方面:一是 系统热力参数优化,二是汽水系统设备的技术经济优 化. 在此基础上,对于IGCC汽水系统的优化配置研究 也越来越受到人们的重视.文献[6-7] 以双压再热和三压 再热汽水系统组成的整体空分IGCC系统为研究对象, 分析了燃气轮机不同调节规律和汽轮机不同运行方式 对系统变工况性能的影响,并提出了IGCC蒸汽系统的 合理运行方式.段立强[8-11] 等人采用温区模型的概念, 建立IGCC汽水循环系统的变工况特性模型,并开发程 序软件;