200 MW富氧燃烧电站三塔空分流程模拟与优化

为降低空气分离(简称空分)制氧单耗,提高富氧燃烧发电系统效率,根据富氧燃烧的需氧特点,提出了三塔空分制氧流程。采用Hysys软件对三塔空分流程进行了模拟,对塔板数、进料位置、空气压缩机中间抽气压力等关键参数进行了优化,并分析了不同制氧浓度下空分系统的制氧单耗。研究结果表明,制氧单耗随氧产品纯度的升高而增加。氧浓度为97%时,三塔空分流程的制氧单耗为0.3544 kW·h/m3,较双塔流程降低近10%,三塔空分流程的制氧单耗优于传统双塔流程,为进一步降低富氧燃烧空分制氧单耗提供了参考。     

基于加压吸氧化学链制氧的富氧燃烧系统建模及分析

富氧燃烧为二氧化碳的捕集与储存提供了非常有效的途径,然而富氧燃烧用到的深冷空气分离(深冷空分)制氧技术会消耗大量电能,并且随着制氧体积分数的增加,制氧功耗也会增加。化学链制氧是一种有效的为富氧燃烧提供低能耗高纯度氧气的制氧方法。本文采用加压吸氧化学链制氧方法解决常规化学链制氧中还原反应吸热量过大问题,并对耦合深冷空分制氧、常规化学链制氧、加压吸氧化学链制氧的富氧燃烧流程进行模拟分析对比。结果表明:加压吸氧化学链制氧甲烷消耗量为常规化学链的12.7%,耦合加压吸氧化学链制氧的富氧燃烧系统净效率可以达到34.0%,且在基础投资和运行成本上均优于深冷空分制氧系统和常规化学链制氧系统。     

集成氧离子传输膜的CO_2零排放IGCC系统研究

为进一步降低从整体煤气化联合循环(IGCC)系统中捕集CO2的能耗,研究了一个集成氧离子传输膜(oxygen ion transport membrane,OTM)的富氧燃烧法低能耗捕集CO2的IGCC系统。利用Aspen Plus软件对系统进行了模拟,并对新系统与采用深冷空分的富氧燃烧法捕集CO2的IGCC系统及不回收CO2的IGCC系统进行了比较研究,并分析了OTM原料侧压力、渗透侧压力以及OTM运行温度对新系统性能的影响。研究结果表明:与采用深冷空分的富氧燃烧法捕集CO2的IGCC基准系统相比,集成OTM的新系统效率高出1.88个百分点,比传统不回收CO2的IGCC系统效率下降了6.67个百分点。     

浅谈国外煤粉富氧燃烧技术发展

富氧燃烧技术作为温室气体减排技术的一个重要分支,在近年得到了迅速发展。对国外燃煤电站富氧燃烧技术的研究进展进行了综述。介绍了煤粉富氧燃烧技术从实验室研究到中等规模试验研究的发展历程,重点分析了4个正在进行的示范项目的研究情况,指出目前煤粉富氧燃烧技术研究取得的成果以及研究尚存在一些问题和不足,为我国的煤粉富氧燃烧技术研究和应用提供参考。     

中国煤粉富氧燃烧的工业示范进展及展望

富氧燃烧技术是最具潜力的燃煤电厂大规模碳捕集技术之一。在简要介绍国内外富氧燃烧技术的研发示范进展的基础上,系统地回顾了近年来应城35 MW富氧燃烧工业示范项目的研究成果,包括燃烧特性、传热特性、锅炉效率、污染物排放与脱除、运行控制以及经济性等,总结了示范项目的经验与教训。富氧燃烧碳捕集工业示范电厂的成功运行,标志着该技术已完成了在10MW级电厂的全流程验证,证明该技术已具备了建设百万吨级大规模示范电站的技术基础。通过发展低能耗、低成本的制氧技术,进一步实施富氧燃烧器放大,并探索分级富氧、无焰富氧等新型低NOx富氧燃烧系统,开展酸性气体共压缩工艺研发,进行全厂系统耦合优化,研发新一代富氧燃烧技术等方法,有望进一步提高富氧燃烧技术经济性,促进大规模示范及应用。     

电站锅炉采用富氧燃烧技术的研究分析

本文介绍了富氧燃烧技术的基本特点,分析了富氧燃烧对于电站锅炉性能和结构的要影响,最后介绍了国外主要的试验进展情况。     

应用富氧燃烧技术提高火电机组调峰能力

介绍了空气分级燃烧技术、燃料分级燃烧技术和富氧低氮燃烧技术,论述了富氧不停炉超低负荷调峰技术。分析了富氧燃烧技术在重庆九龙电厂200 MW火电机组中的应用情况,给出了调峰曲线,确认应用富氧燃烧技术可以提高火电机组的调峰能力。     

热重法研究富氧条件下煤粉的燃烧特性

采用热重法(TG)研究了富氧条件下不同煤种的燃烧特性。结果表明,富氧气氛可以改善煤粉燃烧特性,使煤粉着火点、失重峰提前,失重峰值增大,燃烧速率加快。不同煤种表现出各异的燃烧规律。在试验基础上对富氧燃烧技术应用于电站锅炉的可行性进行了分析。     

富氧燃烧系统余热利用优化及经济性研究

以某亚临界600 MW燃煤机组作为参考对象,利用Aspen plus和Ebsilon professional软件建立富氧燃烧发电系统的全流程模型。在此基础上基于能量梯级利用原理,运用等效焓降法提出针对富氧发电、空气分离与烟气压缩纯化子系统的6种不同的余热利用方案,并开展方案比选和经济敏感性分析。结果表明:采用最佳方案后机组热效率提高0.76%,单位供电标准煤耗降低9.50 g/(kW·h);煤价提高导致碳减排成本、供电成本提高,单位投资回报降低;碳税对常规燃煤电站的影响比富氧燃烧电站更为显著,在煤价为210元/t,碳税分别为183.0元/t和167.5元/t时,采用最佳方案的富氧燃烧电站与常规燃煤电站的供电成本和单位投资回报率相同。     

国内燃煤锅炉富氧燃烧技术进展

富氧燃烧技术在CO₂减排捕集方面的优势使其在近年来燃煤锅炉领域受到重点关注。本文从富氧燃烧对燃煤锅炉燃烧、传热和污染物排放特性的影响方面,对近年来燃煤锅炉富氧燃烧技术的理论研究进展进行阐述,并对近年来富氧燃烧在传统煤粉锅炉和循环流化 床（CFB）锅炉两个工艺路线的应用进展进行了总结,认为基于氧/燃料双向分级的富氧燃烧着火、传热与污染抑制,基于加压富氧燃烧的CFB燃烧、传热和污染抑制,富氧燃烧工业示范装置自动控制,以及富氧燃烧系统集成优化是燃煤锅炉富氧燃烧技术的研究难点和重点。今后除了在成本最大的制氧技术上寻求技术突破以外,还需要在分级富氧燃烧、加压富氧燃烧以及系统集成优化等方面进行深入研究。