[實用新型]一種IGCC協調快速變負荷系統

有效

• 申請號: 201922312934.X
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN211232384U
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 姚國鵬;王保民;孫陽陽;李陽
• 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
• 主分類號: F17C1/00
• 分類號: F17C1/00;F17C13/00;F17C13/02;F17C7/04;F17D1/02;F17D3/01;H02J3/46;C10J3/72
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本實用新型公開了一種IGCC協調快速變負荷系統，包括在空分系統至氣化爐系統的管路上設置液氧儲罐，空分MPC控制器、氣化預測控制器以及動力島控制器，空分系統、氣化爐系統和動力系統同時接受協調控制系統的指令信號；當要求機組負荷改變時，第一流量控制閥門、合成氣閥門、第一空氣流量控制閥以及第二空氣流量控制閥調節均能通過控制系統進行調節，響應及時，有助于解決在IGCC變負荷期間，系統單元之間缺乏協調，動態過程依靠手動操作，風險大且速度慢的問題，有助于提高IGCC穩定性和發電效率，延長運行周期，降低運行成本；在降負荷或者穩定期間，多產的液氧儲存入液氧槽，避免空分系統的排空，降低電廠運行成本。

技術領域

本實用新型屬于IGCC發電技術領域，具體涉及一種IGCC協調快速變負荷系統。

背景技術

基于IGCC潔凈發電特性，美國，日本、西班牙等國都建立了IGCC示范電站。國外IGCC一方面通過提高子系統的性能和系統綜合優化的方法來改進整個系統性能提高供電效率，另一方面還通過大型化和簡化系統等手段來降低發電成本，提高其經濟性。

清華大學倪維斗、焦樹建等對IGCC系統進行了系統的理論研究，對IGCC協調系統在從多方面進行了探討，華北電力大學對IGCC進行了仿真模擬研究，但都未在實際IGCC裝置進行驗證。

華能集團從90年代開始進行IGCC的研究，2011年華能綠色煤電天津IGCC電站示范工程在天津臨港工業區建成投產，是我國首座自主設計、制造并建設的整體煤氣化聯合循環(IGCC)電站。天津IGCC電站連續運行3918小時，標志IGCC可實現連續長周期運行。

目前IGCC系統存在空分能耗高、效率低，控制系統基本處在手動控制方式。空分裝置運行電耗為42.7MW，據咨詢國際同等規模的空分裝置總電耗在27.5MW左右，同等規模的國產空分總電耗在32MW左右，空分的電耗占廠用電的76.0％；IGCC整體協調系統因為空分未投入自動無法實現整體控制協調，實際運行采用燃氣輪機跟隨氣化爐的部分協調。同時IGCC機組升降負荷范圍小75％-100％，動態情況下IGCC變負荷率為0.3MW/Min，按照電網對火電機組兩個細則的要求，動態情況下，變負荷率最低為1％/Min，機組無法適應華北電力系統調頻運行要求。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型提供一種IGCC協調快速變負荷系統，解決IGCC不能實現整體協調系統，不能快速變負荷問題。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種IGCC協調快速變負荷系統，包括第一空氣流量控制閥、第二空氣流量控制閥、第一測壓裝置、第一流量控制閥門、第二測壓裝置、合成氣閥門以及控制系統；

第一空氣流量控制閥設置在空分系統的壓縮空氣入口管道上，第二空氣流量控制閥設置在進入動力系統的壓縮空氣管道上；

第一測壓裝置和第一流量控制閥門沿著空分系統至氣化爐系統管道的介質流向設置；第二測壓裝置和合成氣閥門沿著氣化爐系統至動力系統管道的介質流向設置；

控制系統包括空分MPC控制器、氣化預測控制器以及動力島控制器；空分MPC控制器、氣化預測控制器以及動力島控制器的輸出端均連接接收電網指令端；

第一空氣流量控制閥的控制信號輸入端連接空分MPC控制器的輸出端，第二空氣流量控制閥的控制信號輸入端連接動力島控制器；第一流量控制閥門的控制信號輸入端連接氣化預測控制器的輸出端，合成氣閥門的控制信號輸入端連接動力島控制器的輸出端；

空分系統至氣化爐系統的管路上并聯有液氧儲槽，液氧儲槽與空分系統間設置有閥門，液氧儲槽包括液氧儲罐、液氧泵以及氣化器，液氧泵和氣化器沿液氧儲罐輸出管路的介質流向設置，氣化器的介質出口連通至第一流量控制閥門的入口，氣化器的出口處還設置有第三壓力檢測裝置。

液氧儲槽中設置有兩個液氧儲罐。