与炼化一体化结合的IGCC方案与燃煤锅炉方案对比分析

本文以某炼化一体化项目公用工程需求为边界,分别建立IGCC多联产方案和传统燃煤锅炉方案,并对这两种方案在投资、经济性、污染物排放和全厂能效几方面进行了对比。虽然IGCC多联产方案项目投资内部收益率比燃煤锅炉方案稍差,但是污染物排放却大大降低。IGCC多联产方案全厂能源利用效率为69%,燃煤锅炉方案能源利用效率为55%。     

通过联产甲醇提高整体煤气化联合循环系统的变负荷性能

整体煤气化联合循环(IGCC)是最有前景的清洁煤发电技术之一,但由于经济性和操作灵活性的不足,其发展受到了限制.将IGCC系统与甲醇合成系统耦合,通过联产甲醇可以提高系统的负荷调节能力,同时改善IGCC电站的经济性.以实际案例定量地分析了保持联产系统气化单元满负荷运行时,调节合成气在化工单元和电力单元的分配来调节电力负荷的能力.结果表明:通过设计合成单元设备容量盈余.可以实现保持气化炉运行工况不变而改变电力输出负荷;而联产甲醇增强了煤气化发电的操作灵活性.     

热电联产集中供热方案的分析对比

集中供热是当前供热领域的趋势,为了提高供热系统的能源利用效率和降低供热成本,在现有电厂的基础上,针对现存的不同供热配置方式,提出了4种天然气热电联产集中供热方案以进行对比分析。采用Cycle-Tempo软件建立了这4种热电联产的热力学模型,对联产系统进行热力学模拟。分析了各个方案的能源利用效率和火用效率,从系统内部分析影响系统能源利用效率和火用效率的主要因素。建立了各个方案的供热经济性模型,分析了影响其供热经济性的主要因素。最后,讨论了天然气价格、电价格、供热负荷和供热距离的变化对系统经济性的影响。     

多联产系统的能值评估

为了扩展能值分析方法的应用范围,根据能值分析的基本思想,并以能量守恒和能值守恒为依据,提出了能反映多联产系统特点的能值评价指标,该能值评价指标将多联产系统的成本结构、排放影响和节约的资源置于同样重要位置考虑.以煤基燃料-电力多联产系统（甲醇-电力,氢-电力）为案例进行了能值分析.结果表明：该能值评价指标能全面度量多联产系统及其可持续性;多联产系统的连接模式、技术配置等因素均影响着多联产系统的可持续性;合适的燃料-电力比例的多联产系统的可持续性与单产系统相比有明显改善.图4表3参11     

200MW等级IGCC蒸汽轮机参数优化和性能计算

以200MW等级IGCC发电工程主工艺系统方案的优化设计过程为例,详细介绍了该功率等级IGCC电站用汽轮机的设计定型过程,配合IGCC系统完成了汽轮机参数优化和性能计算,得出了汽轮机参数选型和锅炉设计方式对汽轮机效率和功率的影响规律,确定了基准方案参数及结果的最优性,达到了IGCC发电工程总体供电效率最高的目标。     

用多联产概念改善IGCC经济性的分析

相比纯IGCC发电，耦合IGCC与化工过程的多联产系统更有优势，气化规模扩大、生产过程耦合带来的好处可以实现气化技术最大的环境效率和经济的适应性。经济分析表明，将IGCC改造成联产甲醇的多联产系统比单纯改造为“公用工程岛”更具经济上的优势，是帮助我国推进ICCC建设的一条新思路。     

采用串联液相甲醇合成的多联产系统变负荷性能的分析

建立了多联产系统部件的变工况模型,分析了串联结构的甲醇、电力联产系统的变负荷性能.系统采用液相甲醇合成工艺,并针对该工艺可以直接使用富CO合成气的特点,根据是否包括合成气水煤气变换工艺,设计了变换系统和不变换系统.对这2个系统在设计工况和部分电力负荷工况时的性能进行了计算和比较,特别对变换系统的变负荷性能进行了较详细的分析.结果表明:串联多联产系统可以通过调节甲醇合成单元的循环比实现不改变气化单元的运行工况而降低电力负荷.     

基于燃气轮机循环的冷热电联产系统对比分析

本文以燃气轮机作为发电装置,分别采用简单循环与回热循环,提出天然气冷热电联产系统两套方案.利用数值分析方法,对比分析各方案的系统效率与经济性指标.分析表明:基于回热循环的燃气轮机联产系统在经济效益和能源利用效率方面,相比简单循环联产系统都有十分明显的优势.     

一种新的IGCC发展模式——电-SNG联产系统研究

本文在IGCC与SNG生产具有共同的制气过程基础上,提出了基于煤气化甲烷化的电-SNG联产工艺的IGCC发展模式.分析了联产系统的特性和在经济性与变负荷能力方面的优势,讨论了负荷调节策略;比较研究了联产系统中关键单元技术;借助ASPEN Plus和GT Pro模拟软件研究了六种电力和SNG联合生产形式的平衡关系.研究表明电-SNG联产系统,不仅具有灵活的调节能力、更好的经济效益和较高的效率,而且能够解决IGCC存在的问题和NGCC电站燃料短缺的困境.     

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.