2016年第3期（总第402期）
节能
ENERGYCONSERVATION
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整体煤气化联合循环发电（IGCC）热力特性分析
王治亚，何理，张垚，张诗悦，李鹏
（华北电力大学可再生能源学院，北京102206）
摘要：为了实现对IGCC系统整体的热力特性分析，从而明确系统各部分能量损失，以使于针对系统各个子环节提出相应的节能措施。基于Aspenplus过程模拟软件，首先完成了对整体煤气化联合痛环(IGCC)的整体模拟，然后采用拥分新法对系统各主要部分进行了热力特性分析。采用德士古气化炉对原煤浆进行气化，常温温法脱疏以及三压再热锅炉圆收燃气轮机乏汽，系统循环热效率达到 42.8%，排烟温度仅为89℃，满足了电厂对热效率和排烟标准的要求。结聚进一步表明，热量损失最大部分发生在粗煤气净化处（划损率分别为11.2%、22.8%），其次是余热锅炉和气化炉，加快高温干
法脱硫技术或炉内脱硫的研究，是一步提升系统热效率的有效方向。关键调：IGCC德士古气化炉；热力分析；炳方法；联合循环
中图分类号：TK323文献标识码：A文章编号：1004-7948（2016)03-0027-04 doi: 103969/j. issn. 1004 7948. 2016. 03. 006
引言
近年来，我国对能源的需求越来越大。与此同
时，我国各地的环境污染也越来越严重，我国北方地区大面积雾霾侵袭更是引起世界关注。能源短缺和环境污染加重等问题，严重制约着我国的进步发展，大力发展高效、低污染的节能环保技术迫在眉。我国富煤缺油少气的能源特点决定了我国以煤为主的能源结构在未来几十年内不会发生根本变化，其中用于发电燃烧的煤约占总产量的 50%；而我国在煤炭利用方面，主要存在着效率低、污染物排放量高、利用方式单一等缺点。研究表明：大气污架的主要污染源是煤烟型污染，全国 70%的烟尘/CO，、90%的SO，和67%的NOx来自于燃煤)。所以，发展洁净煤电技术是解决我国当前能源紧张和环境污染等问题的有效途径，国内外经过几儿十年的探索和研究，发展了多种洁净煤电技术，其中IGCC在众多洁净煤电技术中最具潜力商业化和规模化。
徐强3等重点阐述了IGCC的关键技术和设备，并分析了IGCC产业化的前景和发展趋势；李基金项目：国家自然科学基金优秀青年基金项目（项目编号：
51222906）；国家自然科学基金项目（项目编号： 41271540）；教育部新世纪优秀人才支持计划（项目编号：NCET-13-0791）：中央高校基本科研项目。
万方数据
政l3]等基于Aspenplus软件分别对烟煤整体煤气化联合循环电站和IGCC电站进行技术分析，得出了褐煤可能是比烟煤更适合IGCC的燃料；周贤[4] 等重点对热电联产IGCC的余热回收进行了研究，指出在热力站进行吸收式换热改造后，其能源利用效率为63.4%。沈玲玲[31等利用Aspenplus软件对德士古气化炉进行了气化模拟，并运用CPD模型预测了煤热裂解的产物分布，研究了水煤浆浓度、氧煤比、气化压力和气化温度对气化结果的影响。但是，还没有相关的论文对IGCC系统热力特性进行研究。
文中采用烟分析方法，基于Aspenplus软件实现了对IGCC系统的整体模拟以及对系统关键设
备的热力性能分析。 1IGCC系统整体模拟 1.1德士古气化炉模拟
煤的气化是指煤在特定的气化炉内，在一定的气化温度和压力下，与载氧体（HO、O，、CO，等）发生的部分氧化反应；由于德士古气化炉具有碳转化率高、煤种适应广、自动化程度高、结构简单等优点(6)，有很强的市场普及潜力.因此选择德士古气化炉为模拟对象。德士舌气化炉内的气化过程，是伴随着强烈的吸热和放热的多相热化学反应过程，气化时炉内温度急剧升高，温度可达1400℃左右。生