[實用新型]以氣化爐產生的合成氣來發電的發電系統

有效

• 申請號: 201420016637.5
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN203960145U
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 俞平;胡立舜
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C10J3/46
• 分類號: C10J3/46;C10K1/00;C10K1/02;F02C6/00;F01K27/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

技術領域

本實用新型涉及一種用發電系統，具體地，涉及一種以氣化爐產生的合成氣來發電的系統。

背景技術

整體煤氣化聯合循環（Integrated?Gasification?Combined?Cycle,IGCC）發電系統，是一種將煤氣化技術和高效的聯合循環發電系統相結合的先進發電系統，其工藝過程主要包括：煤經氣化后生成為中低熱值的煤氣，該煤氣經過凈化，除去其中的粉塵和硫化物等，變為清潔的氣體燃料（合成氣），然后送入燃氣輪機的燃燒室燃燒，加熱氣體工質以驅動燃氣透平作功，燃氣輪機排氣進入余熱鍋爐加熱給水，產生過熱蒸汽驅動蒸汽輪機作功。IGCC發電系統大致可分為：煤的制備、煤的氣化、煤氣的凈化、熱量的回收和燃氣輪機及蒸汽輪機發電幾個部分。其中，能否高效地進行熱量回收對IGCC發電系統有重要的意義，若高溫高壓的煤氣中的能量不能得到很好的回收和利用，不僅影響發電系統的能量效率、發電成本，也會對環境造成影響。

目前IGCC發電系統地熱量回收方案主要有兩種：對于以干煤粉為原料來進行氣化的工藝，一般設置有輻射制冷器，其將系統中的冷合成氣循環回來對高溫煤氣進行驟冷，將高溫煤氣中的熱量回收用來產生蒸汽發電所用的蒸汽；對于以水煤漿為原料進行氣化的工藝，一般是將從氣化爐輸出的高溫煤氣直接進行淬冷（quench?cooling）、凈化后輸入到燃氣輪機用于發電。其中，第一種系統的成本較高，第二種系統操作簡單，成本也較低，但其能量回收的效率很低，很多能量被浪費。

因此有必要提供一種更加高效的方式對IGCC發電系統中的能量進行回收和利用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種發電系統，以解決上述問題。

為達上述目的，本實用新型提供一種發電系統，包括：

氣化裝置，用來接收水煤漿并將其轉化成高溫高壓的燃料氣體流；

淬冷裝置，用來將所述高溫高壓的燃料氣體流冷卻以產生冷卻的燃料氣體流，該淬冷裝置包括噴水激冷環，該噴水激冷環可讓燃料氣體從其中通過，并對從其中通過的燃料氣體進行噴水冷卻；

分離裝置，其包括分離器和高溫過濾裝置，分別用來將所述淬冷裝置輸出的冷卻的燃料氣體流中的粗顆粒和細顆粒除去，輸出脫除固體顆粒后的燃料氣體流；

膨脹機，接收所述脫除固體顆粒后的燃料氣體流，利用其中的能量來發電，并使燃料氣體的溫度和壓力下降，產生膨脹的燃料氣體流；

脫酸裝置，用來將所述膨脹的燃料氣體流中的酸性氣體脫除；以及

燃氣輪機聯合循環系統，用來以所述脫除了酸性氣體后的燃料氣體流進行發電。

所述高溫過濾裝置可在450℃或以上的溫度下將所述冷卻的燃料氣體流中的細顆粒去除。

所述高溫過濾裝置為可在600℃或以上的溫度下將所述冷卻的燃料氣體流中的細顆粒去除的陶瓷過濾器。

所述發電系統在所述分離器和高溫過濾裝置之間設置有切換裝置，該切換裝置可選擇地將所述分離器連接到所述高溫過濾裝置或一個緊急驟冷槽，該緊急驟冷槽連接于所述脫酸裝置前端，在所述高溫過濾裝置失效時，可使得所述分離器輸出的燃料氣體在其中冷卻后再進入所述脫酸裝置。

該發電系統進一步包括連接于所述膨脹機和脫酸裝置之間的熱交換裝置，使得從膨脹機中輸出的燃料氣體流在流經所述熱交換裝置后進入脫酸裝置中脫除酸性氣體，而所述脫除酸性氣體后的燃料氣體流返回并逆向地流經所述熱交換裝置后再進入所述燃氣輪機聯合循環系統，所述以相反的方向流經所述熱交換裝置的兩股燃料氣體流之間發生熱量交換。

本實用新型的優點在于，將合成氣進行部分水淬以冷卻到后端設備材料的耐受溫度，即使合成氣冷卻到一定溫度卻仍然過熱，比如，通過部分水淬將合成氣的溫度從約1300℃冷卻到約400℃，然后，合成氣在分離器和過濾器中脫除固體顆粒后流入膨脹機中做功用于發電，在做功過程中合成氣的溫度和壓力都降低。由于充分地利用了合成氣中的壓力，這樣的發電系統中的能量利用方式與采用輻射制冷器的相比，可更多地將合成氣的能量轉化為電能，發電效率更高。尤其是對于在高壓氣化過程產生的合成氣而言更具有優勢，氣化過程中產生的合成氣的壓力越大，優勢越明顯。

附圖說明

通過結合附圖對于本實用新型的實施例進行描述，可以更好地理解本實用新型，在附圖中：

圖1顯示了一個實施例中的一種利用氣化爐的合成氣來發電的發電系統。

具體實施方式