[發(fā)明專利]一種帶補燃型余熱鍋爐的IGCC電站系統(tǒng)及工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410636139.5
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104373164A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設計）人: 穆延非;史紹平;閆姝;陳新明;周賢;方芳
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;中國華能集團公司
• 主分類號: F01K23/10
• 分類號: F01K23/10;F01K11/02;F01K13/02;F01D15/08;F01D15/10;F02C6/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

1.一種帶補燃型余熱鍋爐的IGCC電站系統(tǒng)，包括整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中原有的空分系統(tǒng)、汽化爐(4)、燃氣輪機系統(tǒng)、余熱鍋爐(10)和蒸汽輪機系統(tǒng)，其特征在于：還包括新增的安裝在余熱鍋爐(10)的入口處的余熱鍋爐補燃裝置(9)和代替原有驅(qū)動空分系統(tǒng)壓縮單元的電動機的小汽輪機(2)，所述空分系統(tǒng)包括增壓單元(1)和精餾單元(3)，所述燃氣輪機系統(tǒng)包括燃氣輪壓氣機(5)、燃氣輪機系統(tǒng)燃燒室(6)、燃氣輪機系統(tǒng)透平(7)和燃氣輪機發(fā)電機(8)，所述蒸汽輪機系統(tǒng)包括蒸汽輪機(11)、蒸汽輪機發(fā)電機(12)、凝汽器(13)和給水泵(14)；所述小汽輪機(2)的轉(zhuǎn)軸連接增壓單元(1)的轉(zhuǎn)軸，增壓單元(1)的壓縮空氣輸出口與精餾單元(3)的輸入口連通，精餾單元(3)的氧氣和氮氣出口與汽化爐(4)的輸入口連接，汽化爐(4)的產(chǎn)品合成煤氣輸出口與燃氣輪壓氣機(5)輸出口一同與燃氣輪機系統(tǒng)燃燒室(6)輸入口連通，燃氣輪機系統(tǒng)燃燒室(6)的高溫燃氣出口連接至燃氣輪機系統(tǒng)透平(7)的入口，燃氣輪機系統(tǒng)透平(7)的廢氣輸出口與余熱鍋爐系統(tǒng)(10)輸入口連通，余熱鍋爐系統(tǒng)(10)的蒸汽輸出口依次與蒸汽輪機(11)的輸入口和小汽輪機(2)的輸入口相連，蒸汽輪機(11)和小汽輪機(2)的乏氣輸出口通過凝汽器(13)依次與給水泵(14)與余熱鍋爐(10)相連。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種帶補燃型余熱鍋爐的IGCC電站系統(tǒng)，其特征在于：在電站啟動時，余熱鍋爐補燃裝置(9)啟動，使得余熱鍋爐(10)產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動小汽輪機(2)運轉(zhuǎn)，從而使得空分系統(tǒng)不依靠氣化爐(4)和燃氣輪機系統(tǒng)而啟動運行。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種帶補燃型余熱鍋爐的IGCC電站系統(tǒng)，其特征在于：通過調(diào)節(jié)小汽輪機(2)的進口蒸汽量改變其轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)空分系統(tǒng)的負荷。

4.權利要求1所述系統(tǒng)的驅(qū)動方法，其特征在于：

當電站系統(tǒng)處于運行工況時，所述空分系統(tǒng)的增壓單元(1)和精餾單元(3)用于為氣化爐(4)提供氧氣和氮氣產(chǎn)品；借助這些氣體產(chǎn)品，氣化爐(4)將煤粉顆粒轉(zhuǎn)化為合成煤氣，并送入燃氣輪機系統(tǒng)燃燒室(6)與燃氣輪機壓氣機(5)輸出的壓縮空氣混合燃燒；燃燒后的高溫煙氣驅(qū)動燃氣輪機系統(tǒng)透平(7)做功并帶動燃氣輪機發(fā)電機(8)發(fā)電；燃氣輪機系統(tǒng)透平(7)排放的高溫廢氣進入余熱鍋爐(10)并將余熱鍋爐(10)中的介質(zhì)水加熱成過熱蒸汽；少部分過熱蒸汽進入小汽輪機(2)膨脹做功，從而帶動空分系統(tǒng)的壓縮單元(1)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，其余大部分過熱蒸汽進入蒸汽輪機(11)膨脹做功，從而帶動蒸汽輪機發(fā)電機(12)發(fā)電；做完功的乏汽進入凝汽器(13)，經(jīng)冷凝換熱后變成水，并通過給水泵(14)送入余熱鍋爐(10)完成部分工質(zhì)的循環(huán)；

當電站系統(tǒng)處于冷態(tài)啟動工況時，余熱鍋爐補燃裝置(9)首先啟動，使得余熱鍋爐(10)在低工況下運行，從而將余熱鍋爐(10)中的介質(zhì)水加成過程蒸汽驅(qū)動小汽輪機(2)轉(zhuǎn)動，帶動空分系統(tǒng)的壓縮單元(1)運行，為空分系統(tǒng)的精餾單元(3)提供壓縮空氣，空分系統(tǒng)啟動完成；然后汽化爐(4)、燃氣輪機系統(tǒng)依次啟動，當燃氣輪機系統(tǒng)啟動完成后，排放的高溫廢氣供給余熱鍋爐(10)，此時停止余熱鍋爐補燃裝置(9)；余熱鍋爐(10)產(chǎn)生的過熱蒸汽供給蒸汽輪機系統(tǒng)和小汽輪機(2)所需，至此電站啟動完成。