IGCC燃用低热值燃料的燃气轮机运行性能优化

天津IGCC是中国第一座整体煤气化联合循环电站。系统中燃气轮机的燃料为气化炉产生的热值较低的合成气,作为国内第一台应用于IGCC技术的燃气轮机,在运行过程中存在着合成气热值与设计值偏差大、烧嘴过热、燃烧室偏烧等问题。针对存在的问题,首先介绍了IGCC电站燃用低热值燃料的燃气轮机与普通燃气轮机在燃料、燃烧方式、燃烧器结构等方面的区别;然后结合实际运行参数分析,重点对存在的问题提出性能优化方案及措施。对燃用低热值燃料的燃气轮机后续发展具有一定的借鉴意义。     

燃用低热值合成气燃气轮机性能特点及优化

目前,燃气轮机基本都是以天然气或重油作为燃料进行设计的,而在IGCC电站中供给燃气轮机的燃料为煤气化产生的低热值合成气,其主要成分是H2和CO。由于燃料特性的变化,一方面需要对燃气轮机进行适当的硬件改造,另一方面需要重新设定燃气轮机的运行工况点,以满足燃用低热值合成气的要求。文章初步分析了燃气轮机燃用低热值合成气时,燃气轮机主要系统性能的变化特点,并介绍了相应的应对措施,以满足燃气轮机稳定运行的要求。     

200MW级整体煤气化联合循环系统中燃气轮机的通流匹配特性

解决燃气轮机的通流问题,确定燃用中低热值合成气燃气轮机的最佳运行工况是研究整体煤气化联合循环（integrated gasification combined cycle,IGCC）系统的重点内容之一。该文对一台200 MW级IGCC机组进行研究,从系统的角度出发提出燃气轮机通流的3种调整方案,并分析方案变化对燃气轮机特性和IGCC系统性能的影响。结果表明,在一定范围内减小压气机入口空气流量或增大透平通流面积,有利于提高燃用中低热值合成气的燃气轮机特性与IGCC系统性能。合理搭配压气机抽气比例和氮气回注量可提高IGCC的系统效率。3种调节方案都存在最佳值,使燃气轮机和IGCC系统获得最大功率与最高效率。研究结果为燃用中低热值合成气燃气轮机的最佳运行工况的确定以及IGCC电站系统的设计和运行提供参考。     

解析整体煤气化联合循环发电中的燃气轮机问题

煤基合成气燃料IGCC发电的燃气轮机的运行环境与燃用天然气的燃气轮机有很多不同，介绍了与其相关的设计运行问题以及解决方略。     

燃气轮机电厂LNG供气系统典型设计

由于国际市场燃油价格的不断上涨以及国家对工矿企业环保要求的不断提高。使燃用液体燃料的燃气轮机联合循环电厂面临严峻的形势,对燃气轮机进行燃用天然气的改造是解决燃气轮机电厂生存困境的最佳途径。结合广东部分燃气轮机电厂燃用液化天然气（LNG）技术改造的经验,提出了燃气轮机电厂LNG供气系统的典型设计方案,可供待进行天然气改造的燃气轮机电厂参考。     

整体煤气化联合循环技术

整体煤气化联合循环IGCC(IntegratedCoal Gasification Combined Cycle)是先将煤干燥粉碎后,送入煤气发生炉气化,煤气经热煤气净化装置(除尘、脱硫)后送入燃气轮机燃用发电。燃气轮机排气送入余热锅炉产生蒸汽,带动蒸汽轮机发电,实现高品位化学能的梯级利用。系统示意图见附图。     

整体煤气化蒸汽燃气联合循环发电技术

整体煤气化蒸汽燃气联合循环发电技术 IGCC发电技术是煤气化和蒸汽联合循环的结合，是当今国际正在兴起的一种先进的洁净煤（CCT）发电技术，具有高效、低污染、节水、综合利用好等优点。它的原理是： 煤经过气化和净化后，除去煤气中99％以上的硫化氢和接近100％的粉尘，将固体燃料转化成燃气轮机能燃用的清洁气体燃料，以驱动燃气轮机发电，再使燃气发电与蒸汽发电联合起来。此技术发电效率可达到45％以上，二氧化硫排放可达到10毫克/标准立方米左右。IGCC技术是目前已进入商业化运行的洁净煤发电技术中，发电效率和环保最好的技术。…     

国外科技消息

美国投入一台煤气化——蒸汽联合循环装置据日本《电气新闻》1985年3月27日报道,美国在1984年5月投入了库尔瓦特尔(Cool Water)煤气化—蒸汽联合循环装置,发电容量为120MW,位于加州达吉特的巴尔斯脱,那里已建有一台470MW 天然气—蒸汽联合循环机组和两台容量各为145MW 烧天然气的常规机组。新建装置是把两种技术(煤气化和燃气轮机及蒸汽轮机)结合在一起,煤气发生装置     

IGCC——整体煤气化联合循环发电系统

整体煤气化联合循环发电系统（IGCC—Integrated Gasification Combined Cycle）,是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成,即煤的气化与净化部分和燃气一蒸汽联合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备（包括硫的回收装置）,第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、     

V94.3A重型燃气轮机国产化制造工艺研究与实践

重型燃气轮机是洁净燃煤发电技术———整体煤气化联合循环(IGCC)和增压流化床联合循环(PFBCCC)的关键设备。文章对V94.3A燃气轮机的主要组件,燃气轮机总装及主要部件如热通道部件加工,转子加工和装配,压气机静叶环加工等的国产化制造工艺与实践进行了介绍与分析,以期促进重型燃气轮机的国产化进程。     

IGCC电站燃气轮机启动燃料的替换研究

当整体煤气化联合循环(integratedgasification combined cycle,IGCC)电站低热值合成气燃气轮机的启动燃料为柴油时,启动成本高,污染物难以控制。为了解决该问题,一个较适用的方法是将燃气轮机的启动燃料由柴油替换为天然气。但由于2种燃料的燃烧特性的不同,需要对燃机在两种不同燃料下的动态特性进行深入的研究,从而提出相应的改造和运行策略。基于天津IGCC低热值燃气轮机的结构及实际运行数据,建立燃气轮机热力学计算模型,对比分析了燃气轮机启动过程中,柴油量、天然气量随燃气轮机负荷的变化情况;其次计算了燃烧器燃烧天然气时的火焰稳定速度范围和优化燃烧器当量直径的范围;并对该燃气轮机燃烧室内的燃烧过程进行了数值模拟研究。最后提出了燃烧器的改造方案和运行策略,在尽量小的范围内进行改造来实现对柴油的替代而且保证燃机的稳定、安全和清洁启动。     

IGCC电厂的合成气饱和器模拟分析研究

IGCC电厂合成气的组分及热值对燃气轮机和整个IGCC电厂的稳定运行至关重要,合成气热值调整由合成气饱和器及相关系统完成.简述了IGCC电厂的合成气饱和器类型及其它类型的合成气混合和热值调整装置及系统,并对水饱和器进行了模拟分析.总结了合成气水饱和器和蒸汽饱和器的特点及其出口参数的影响因素,并对这2种合成气饱和器进行了比较.结果表明,水饱和器的注水温度和流量影响出口合成气温度和组分,蒸汽饱和器入口合成气的温度和流量对出口合成气的温度和组分有较大影响.     

IGCC中气化系统显热回收优化研究

气化系统显热回收量的多少直接影响着废锅所生成的饱和蒸汽热能和进入到蒸汽轮机的主蒸汽热能,从而影响着IGCC系统供电效率。为提高IGCC系统效率,本着能量梯级利用的目的,对气化系统的显热回收方式和回收程度进行优化研究。研究表明,采用全热回收方式和降低对流废锅出口合成气温度,都有利于提高系统净功率和供电效率。     

100MW级IGCC机组设计工况下的性能计算

建立了整体煤气化联合循环（ＩＧＣＣ）系统中典型设备——燃气轮机、压气机、蒸汽轮机、余热锅炉在设计工况下的性能计算模型;并利用该模型对一１００ＭＷ级的系统进行了计算,得出了一些重要的结论。对ＩＧＣＣ电站机组的设计运行具有重要的指导意义,同时为小容量常规电站改造为１００ＭＷ级ＩＧＣＣ电站提供了依据。     

IGCC燃气轮机与常规燃气轮机的差异及相关的改造

介绍了IGCC燃气轮机与常规联合循环燃气轮机在燃料、燃烧方式和运行特性等方面的差异,介绍了目前世界上主要厂商对IGCC燃气轮机进行改造的方法,可供电厂设备选型和运行参考。     

整体煤气化联合循环系统变工况特性研究

采用ThermoFlex软件建立了200 MW级整体煤气化联合循环(integrated gasification combined cycle,IGCC)系统模型,从系统的角度出发计算研究了200 MW级IGCC系统的变工况特性。详细讨论了燃气轮机负荷、大气环境条件和整体空分系数对系统性能的影响。结果表明,燃气轮机采用压气机进口可转导叶角度调节–等燃气透平初温的调节方式降负荷时,燃气透平排气温度先增加后降低,而系统效率先缓慢降低后快速降低。随大气温度增加,燃气轮机功率、汽轮机功率和系统净功率均下降。在大气温度不变的条件下,大气压力对燃气轮机效率和系统净效率基本没有影响。增加整体空分系数可提高系统净效率,却使系统净功率降低。     

大型天然气联合循环电厂的设计优化

为了使我国正在建设的一批大型天然气联合循环电厂投资省、效率高、投产后具有较好的经济效益,对其设计进行优化至关重要。文章对影响大型天然气联合循环电厂效率的各种因素进行了深入的研究,对联合循环系统、燃气轮机选型、蒸汽系统、参数选择、余热锅炉和汽轮机选型、机组轴系配置、动力岛布置等方面进行了设计优化,并提出了明确的优化结论。     

IGCC示范工程净燃气加热器的选型与设计

对IGCC中最主要的热回收装置(净燃气加热器)进行选型与设计,分析了合成气的物性计算方法,并结合Aspen B-JAC进行了换热器的设计,给出了一台双壳程U型管水气加热器的结构和性能数据。