發(fā)電IGCC電站項目和設(shè)計方案介紹課件

0、IGCC技術(shù)及在中國的現(xiàn)狀1、IGCC技術(shù)方案選擇2、IGCC系統(tǒng)配置3、系統(tǒng)整體化設(shè)計4、全廠指標(biāo)5、空分系統(tǒng)6、氣化爐系統(tǒng)7、脫硫系統(tǒng)8、飽和器及合成氣預(yù)熱系統(tǒng)9、燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)10、全廠輔汽用汽系統(tǒng)11、余熱鍋爐系統(tǒng)12、蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)13、IGCC全廠系統(tǒng)14、IGCC技術(shù)發(fā)展和展望1第1頁/共35頁目

錄0.1、IGCC—Integrated

Gasification

Combined

Cycle整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)氣化G燃料煤氣凈化水聯(lián)合循環(huán)發(fā)電CC空分氮氣整體化I氧氣2第2頁/共35頁0.2、中國IGCC在建和計劃項目3第3頁/共35頁華能綠色煤電天津IGCC項目（250MW）中電投廊坊IGCC項目（400MW）大唐國際沈陽IGCC項目（400MW）大唐國際天津IGCC項目（400MW）大唐國際北京IGCC項目（400MW）大唐深圳IGCC項目（400MW）華電半山IGCC項目（200MW）國華溫州IGCC項目（300～400MW）東莞天明電力IGCC項目（200MW）1、IGCC系統(tǒng)技術(shù)方案選擇4第4頁/共35頁前期對SIMENS燃機(jī)再熱和非再熱，注60%和注55.4%的氮氣，注60%蒸汽和注30%蒸汽方案進(jìn)行了計算比較。同時對GE燃機(jī)注蒸汽和不注蒸汽，補(bǔ)燃和不補(bǔ)燃的方案進(jìn)行比較。在以上8個比較方案中，從機(jī)組效率和污染物排放、可靠性角度考慮，選擇SIMENS燃機(jī),注入60%蒸汽的IGCC系統(tǒng)方案。2、250MW

IGCC系統(tǒng)配置5第5頁/共35頁2.1、

250MW

IGCC系統(tǒng)總體配置IGCC電廠可分為煤氣化系統(tǒng)、煤氣凈化系統(tǒng)、動力島系統(tǒng)三大部分。①煤氣化系統(tǒng)包括：氣化爐、空分、除渣、除灰、水洗系統(tǒng)、初步水處理等。②煤氣凈化系統(tǒng)包括：水氣分離、COS水解、脫硫系統(tǒng)、硫回收系統(tǒng)③動力島系統(tǒng)：采用9E級雙軸聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)。2.2

、250MW

IGCC系統(tǒng)框圖6第6頁/共35頁2.3、250MW

IGCC系統(tǒng)具體配置7第7頁/共35頁1）、氣化爐：采用2000t/dTPRI二段式干煤粉加壓氣化爐，壓力31barg，廢鍋流程，冷煤氣效率83%左右。2）、空分系統(tǒng)：采用開封空分集團(tuán)的低壓獨立空分，規(guī)模

42000Nm3/hO2，氧氣純度為99.6%。3）、煤氣除塵系統(tǒng)：采用旋風(fēng)分離器和干法及水洗滌塔除塵。4）、煤氣脫硫系統(tǒng)：采用MDEA系統(tǒng)脫除h2s和部分CO2。硫回收系統(tǒng)采用lo-cat技術(shù)。5）、煤氣飽和系統(tǒng)：經(jīng)過脫硫后的凈合成氣需要注入中壓飽和蒸汽來調(diào)整合成氣組分，以控制燃料熱值和Nox排放。6）、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組：采用SIEMENS研制的STG5-2000

E(LC)型燃?xì)廨啓C(jī)，在v94.2基礎(chǔ)上的對壓氣機(jī)等部件進(jìn)行了改進(jìn)，燃機(jī)軸功率為175MW，發(fā)電機(jī)為上海電氣集團(tuán)制造。7）、余熱鍋爐：采用杭州鍋爐廠的三壓再熱式余熱鍋爐。8）、汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組：采用上海汽輪機(jī)廠研制的單缸三壓再熱汽輪機(jī)，各等級進(jìn)汽參數(shù)為:

9.0/520/4.0/520/0.58/208，功率94457kW。8第8頁/共35頁3、系統(tǒng)整體化設(shè)計第9頁/共35頁1、利用凝結(jié)水冷卻脫硫系統(tǒng)合成氣，同時凝結(jié)水被加熱到60℃，進(jìn)入余熱鍋爐省煤器。2、顯熱利用：采用低壓廢熱鍋爐回收除塵后到水洗后的顯熱。3、將空分多余氮氣回注到合成氣中，以降低NOX排放。4、蒸汽注入到合成氣系統(tǒng)調(diào)整進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)合成氣的熱值。5、氣化島及脫硫島蒸汽用量由動力島提供。6、氣化爐廢熱鍋爐產(chǎn)生的中壓飽和蒸汽一部分注入合成氣飽和器及輔汽外，其余全部回到余熱鍋爐中壓汽包。94、全廠指標(biāo)設(shè)計煤種（神華煤）LHV=22760kJ/kg原煤投煤量=2097t/d燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電功率=172849kW汽輪機(jī)功率=94457kW電廠總功率=267306kW全廠廠用電率=15.11%全廠凈效率=41.08%NOX排放指標(biāo)=40ppm（15%02）SO2=25mg/Nm3,煙塵排放量=7.5mg/Nm3(6%02)10第10頁/共35頁PSA、膜分離、深冷分離低壓、獨立、雙泵內(nèi)壓縮11第11頁/共35頁5、空分系統(tǒng)5.1、空分流程產(chǎn)品名稱產(chǎn)量Nm3/h純

度出裝置界區(qū)壓力MPa(G)溫度℃?zhèn)渥⒅袎貉鯕?2000≥99.6％O23.733內(nèi)壓縮液氧100≥99.6％O2~0.2飽和高壓氮氣4200010PPmO27.6≥80內(nèi)壓縮(出冷箱33℃，再被加溫到80℃)低壓氮氣2000010PPmO20.880上塔氮氣出冷箱外壓縮到0.8MPa(G)液氮80010PPmO2~0.2飽和液氬12304PPmN21PPmO2~0.2飽和純度達(dá)到GB/T10624一級品規(guī)定儀表空氣30000.840增壓機(jī)二級抽節(jié)流工廠空氣40000.840增壓機(jī)二級抽節(jié)流12第12頁/共35頁5.2、空分運行工況參數(shù)6、氣化爐系統(tǒng)6.1、氣化爐系統(tǒng)簡圖13第13頁/共35頁6.2、氣化系統(tǒng)洗滌塔后合成氣組分14第14頁/共35頁COmol%55.49CO2mol%0.86H2mol%26.40N2mol%8.82ARmol%0.11H2Omol%7.74H2Smol%0.134HCNmol%9.04E-03COSmol%0.012NH3mol%0.0058CH4mol%0.43水洗后壓力bar29水洗后溫度℃140水洗后合成氣流量t/h173.2標(biāo)態(tài)下體積流量Nm3/h1827677、脫硫系統(tǒng)7.1、脫硫系統(tǒng)簡圖干法脫硫高溫脫硫濕法脫硫低溫甲醇洗Selexol

(NHD)烷基醇胺法(MEA、MDEA等）15第15頁/共35頁7.2、合成氣脫硫后合成氣參數(shù)16第16頁/共35頁脫硫后壓力bar27脫硫后溫度℃120脫硫后煤氣流量t/h160.5標(biāo)態(tài)下體積流量Nm3/h156455有效氣流量Nm3/h137211脫硫后煤氣成分CO%mol59.77CO2%mol2.11H2%mol27.03N2%mol9.73AR%mol0.12H2O%mol0.31H2S%mol0.001NH3%mol0.03CH4%mol0.9total%mol100.001LHVkJ/kg11399.6名稱單位西班牙IGCC華能天津IGCC處理煤氣量Nm3/h180937+7404181485.8COS前煤氣加熱器加熱蒸汽流量t/h2.053.1加熱蒸汽壓力Bar3548加熱蒸汽溫度℃242.5300MDEA再沸器加熱蒸汽流量t/h13.1916加熱蒸汽壓力Bar6.56加熱蒸汽溫度℃162160CO2脫除率%~04417第17頁/共35頁7.3

、脫硫系統(tǒng)的蒸汽用量比較8、飽和器及合成氣預(yù)熱系統(tǒng)8.1、飽和器及合成氣預(yù)熱系統(tǒng)簡圖18第18頁/共35頁飽和后壓力bar26飽和后溫度℃180飽和后煤氣流量t/h24919第19頁/共35頁8.2、注氮飽和后合成氣參數(shù)飽和后煤氣成分單位數(shù)值CO%mol33.92CO2%mol1.197H2%mol15.34N2%mol9.147AR%mol0.068H2O%mol39.8H2Sppm7CH4%mol0.51*減注蒸汽工況下9、燃?xì)廨啓C(jī)9.1、燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計平衡圖20第20頁/共35頁9.2、Siemens

燃機(jī)Nox排放指標(biāo)21第21頁/共35頁9.3、Siemens

燃機(jī)運行特性22第22頁/共35頁注：根據(jù)燃機(jī)一聯(lián)會simens提供的資料的擬合曲線9.4、IGCC電廠燃料熱值和NOx排放曲線23第23頁/共35頁負(fù)荷/100%1中壓過熱輔汽用量t/h8.201.1氣化爐噴嘴t/h8.22低壓過熱輔汽用總量t/h30.152.1全廠動力島伴熱（低壓蒸汽）t/h12.2至空分高壓氮氣加熱用汽t/h1.322.3至氣化裝置伴熱及工藝用汽t/h14.832.4至凈化MDEA再沸器蒸氣t/h132.5暖通用汽t/h02.6至火炬用汽t/h03中壓飽和輔汽用量t/h101.23.1潔凈煤氣預(yù)熱蒸汽t/h5.23.2至空分純化再生系統(tǒng)（11barg,260℃)t/h2.753.3反吹氮氣加熱用汽t/h1.53.4至cos前加熱t(yī)/h3.13.5合成氣飽和用汽t/h88.6524第24頁/共35頁10、全廠輔汽用汽11、余熱鍋爐11.1、余熱鍋爐設(shè)計平衡圖25第25頁/共35頁11.2設(shè)計煤種、額定工況余熱鍋爐和汽輪機(jī)系統(tǒng)能量平衡及分布圖26第26頁/共35頁單缸

(高壓部分沖動式)汽輪機(jī)27第27頁/共35頁12、汽輪機(jī)12.1、汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)12.2、汽輪機(jī)性能設(shè)計參數(shù)28第28頁/共35頁蒸汽輪機(jī)接口參數(shù)序號名稱單位設(shè)計工況1設(shè)計工況2負(fù)荷負(fù)荷/100%100%1高壓進(jìn)汽蒸汽壓力MPa9.09.132高壓進(jìn)汽蒸汽溫度℃520.05203高壓進(jìn)汽流量kg/h1964001957004高排蒸氣壓力MPa4.54.545高排蒸氣溫度℃428.14249中壓進(jìn)汽壓力MPa4.04.0910中壓進(jìn)汽溫度℃520.052011中壓進(jìn)蒸汽流量kg/h246690.025231512低壓進(jìn)汽壓力(閥前）MPa0.50.54814低壓進(jìn)汽溫度℃206.020815低壓進(jìn)汽流量kg/h17600.01845016低壓排汽焓kJ/kg2345.02340.817凝汽器壓力MPa0.00490.004918蒸氣輪機(jī)發(fā)電功率kW921469445713、IGCC全廠系統(tǒng)13.1、IGCC系統(tǒng)aspen

plus模型29第29頁/共35頁13.2

IGCC電廠設(shè)計煤種額定工況全廠平衡圖30第30頁/共35頁環(huán)境溫度℃12.6-3.326.512.6-3.326.5負(fù)荷率%100100100100100100煤種/設(shè)計煤種設(shè)計煤種設(shè)計煤種校核煤種校核煤種校核煤種脫硫后煤氣流量t/h160.5160.1150.1149148.1138.6水洗后煤氣流量t/h173.2172.8162.0158.5157.5147.40燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電功率kW172849.4172857.3159204.1173477.1172865.2158760.9蒸汽輪機(jī)發(fā)電功率kW94457.093686.087110.093160.091908.086568.0原煤煤耗t/d2096.72091.51960.92224.32210.92069.1電廠發(fā)電功率kW267306.4266343.3246314.1266344.1264563.2245328.9電廠發(fā)電效率%48.448.347.747.947.947.5電廠凈功率kW226916.4226098.8209096.0226099.5224587.7208259.7電廠效率%41.0841.0440.4840.7040.6740.30毛標(biāo)準(zhǔn)煤耗率g/kWh253.825