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IGCC电站的空分系统
发布时间:2009-08-13   澳门402com永利平台登录:澳门402com永利平台登录   

空分系统是IGCC电站中一个重要的功能岛,是电站中厂用电耗最高且最有优化潜力的部分。通过优化空分系统,厂用电可以显著降低。IGCC电站中,按照空分系统压缩空气的提供方式,主要分为三种:

1、独立空分系统:即空分系统由专门配备的压缩机提供压缩空气,由于这种方式与燃机没有直接联系,空分系统可以在燃机未启动时提前启动(一般空分系统的启动在48小时以上),而对燃机工作没有干扰;另外,独立空分的IGCC系统调节比较简单,变负荷时只需调节空分压缩机进口导叶片即可,而且此时的压缩机出口空气压力比较稳定,不会造成氧气浓度的波动;但这种系统的投资和厂用电耗都比较高。

2、完全整体空分系统:即空分系统所需的压缩空气,全部来自于燃机系统的压气机。由于燃机压气机具有更高的效率,而且减少了专门压缩机的投资,所以,这种系统的投资和厂用电耗都较少;但其缺点是空分系统的启动必须在燃机处于正常条件下才能启动,且运行过程中燃机与空分系统相互影响,所以其启动复杂,运行过程中调控困难,对负荷的变化非常敏感。

3、部分整体空分系统:即空分系统设一个30%~70%负荷的压缩机,而剩下的部分则由燃机系统的压气机提供。这种技术的启动和运行难度介于以上两种系统之间,但系统更为复杂。

国外四个典型的IGCC电站为空分系统的运行积累了丰富经验。其中美国Wabash River电站采用低压独立空分,三级水冷离心压缩机,氮气不回注方案,使得电站的厂用电率仅为12.25%;而美国另一个IGCC电站Tampa采用高压独立空分,高压氮气增压回注的方案,虽然厂用电率仍维持在较高的21.19%(空压机为产生高压气体耗功较多),但由于压缩气体压力能得到回收,电厂净效率达到了42%。在欧洲,荷兰Buggenum 电站和西班牙Puertollano电站都采用了完全整体高压空分和高压氮气增压回注方案,其厂用电率分别降低到10.92%和10.45%。但由于完全整体空分启动方式以及运行调控复杂,使得两个电站出现了启动时间长、全厂跳闸几率高、负荷变化率受限等问题,最后只能增加50%负荷的独立空压机辅助启动,等到运行稳定后,再切换为燃机压气机提供全部的压缩气体进行正常工作。

IGCC电站发展正面临着投资和运行成本高的瓶颈,通过空分系统的优化以降低系统的投资和运行成本,是提高IGCC电站的经济性的重要途径。


  
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