[發(fā)明專利]用于IGCC的空分系統(tǒng)、IGCC和IGCC的控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110962964.4
• 申請(qǐng)日: 2021-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN113606869A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史玉恒;宋曉瑋;馬耀飛;高磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國聯(lián)合重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F25J3/04
• 分類號(hào): F25J3/04;F02C3/22
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 曲進(jìn)華

本發(fā)明涉及一種用于IGCC的空分系統(tǒng)、IGCC和IGCC的控制方法。所述空分系統(tǒng)包括空氣預(yù)處理單元、制氧單元、氧氣存儲(chǔ)單元、氮?dú)獯鎯?chǔ)單元和產(chǎn)品氣體處理單元，空氣預(yù)處理單元具有處理前空氣進(jìn)口和處理后空氣出口，精餾塔具有處理后空氣進(jìn)口、氧氣出口和氮?dú)獬隹冢幚砗罂諝膺M(jìn)口與所述處理后空氣出口相連，氧氣存儲(chǔ)單元和氮?dú)獯鎯?chǔ)單元分別包括氧氣存儲(chǔ)罐和氮?dú)獯鎯?chǔ)罐，其中氧氣存儲(chǔ)罐具有氧氣存儲(chǔ)罐進(jìn)口和氧氣存儲(chǔ)罐出口，氮?dú)獯鎯?chǔ)罐具有氮?dú)獯鎯?chǔ)罐進(jìn)口和氮?dú)獯鎯?chǔ)罐出口，產(chǎn)品氣體處理單元包括氧氣壓縮機(jī)和氮?dú)鈮嚎s機(jī)，本發(fā)明實(shí)施例的用于IGCC的空分系統(tǒng)具有運(yùn)行平穩(wěn)性高和響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及IGCC發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于IGCC的空分系統(tǒng)、IGCC和IGCC的控制方法。

背景技術(shù)

目前IGCC采用的空分系統(tǒng)，由于速度的限制以及氣液交換達(dá)到充分相平衡所必需的時(shí)間，導(dǎo)致很高的延遲特性，啟動(dòng)時(shí)間很長(zhǎng)，工況調(diào)整時(shí)間也很長(zhǎng)，在很大程度上制約了整個(gè)電站的啟動(dòng)和變工況運(yùn)行的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是基于發(fā)明人對(duì)以下事實(shí)和問題的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)做出的：

IGCC的空分系統(tǒng)中普遍使用的“深冷法”制氧，對(duì)于其核心部件雙層精餾塔而言，精餾塔內(nèi)氣流速度過小，即小于臨界速度時(shí)會(huì)出現(xiàn)不均勻鼓泡，導(dǎo)致氮氧分離在塔板局部范圍進(jìn)行，導(dǎo)致氮氧分離不徹底，且氣流速度過小時(shí)，由于氣體頂托不了清亮液層的靜壓，從而使液體從塔板上泄漏下來，進(jìn)一步導(dǎo)致氮氧分離不徹底；精餾塔內(nèi)氣流速度過大時(shí)，一部分含氧量較高的液體被帶入到上層含氧量較少而含氮量較高的液體中，導(dǎo)致氮氧分離不徹底，同時(shí)會(huì)造成液體不能順利下流，累積在塔板上，不利于氮氧的分離。因此，空分系統(tǒng)的制氧量受流速的限制，不能簡(jiǎn)單通過調(diào)節(jié)進(jìn)入空氣預(yù)處理單元的空氣量實(shí)現(xiàn)制氧量的快速調(diào)節(jié)，空分系統(tǒng)的調(diào)節(jié)具有一定的延遲特性，這在很大程度上制約了IGCC變工況運(yùn)行的靈活性。并且，IGCC在變負(fù)荷運(yùn)行尤其是低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，空分系統(tǒng)的壓力減小的劇烈，會(huì)出現(xiàn)氣化爐的氧氣濃度難以穩(wěn)定在設(shè)計(jì)值附近的問題，影響IGCC的運(yùn)行安全。

此外，由于精餾塔中的氣液交換要達(dá)到充分平衡也需要一定的時(shí)間，造成IGCC中空分系統(tǒng)的最大延遲特性，導(dǎo)致IGCC啟動(dòng)時(shí)間很長(zhǎng)，約3天左右。綜上所述，空分系統(tǒng)的延遲特性在很大程度上制約了IGCC的啟動(dòng)和變工況運(yùn)行的靈活性。

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的實(shí)施例提出一種用于IGCC的空分系統(tǒng)，以解決空分系統(tǒng)的運(yùn)行靈活性差的問題。

本發(fā)明的實(shí)施例提出一種IGCC，以解決空分系統(tǒng)的運(yùn)行靈活性差的問題。

本發(fā)明的實(shí)施例提出一種IGCC的控制方法，以解決空分系統(tǒng)的運(yùn)行靈活性差的問題。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空分系統(tǒng)包括：

空氣預(yù)處理單元，所述空氣預(yù)處理單元具有處理前空氣進(jìn)口和處理后空氣出口；

制氧單元，所述制氧單元包括精餾塔，所述精餾塔具有處理后空氣進(jìn)口、氧氣出口和氮?dú)獬隹冢鎏幚砗罂諝膺M(jìn)口與所述處理后空氣出口相連；

氧氣存儲(chǔ)單元和氮?dú)獯鎯?chǔ)單元，所述氧氣存儲(chǔ)單元包括氧氣存儲(chǔ)罐，所述氧氣存儲(chǔ)罐具有氧氣存儲(chǔ)罐進(jìn)口和氧氣存儲(chǔ)罐出口，所述氧氣存儲(chǔ)罐進(jìn)口與所述氧氣出口相連，所述氮?dú)獯鎯?chǔ)單元包括氮?dú)獯鎯?chǔ)罐，所述氮?dú)獯鎯?chǔ)罐具有氮?dú)獯鎯?chǔ)罐進(jìn)口和氮?dú)獯鎯?chǔ)罐出口，所述氮?dú)獯鎯?chǔ)罐進(jìn)口與所述氮?dú)獬隹谙噙B；以及

產(chǎn)品氣體處理單元，所述產(chǎn)品氣體處理單元包括氧氣壓縮機(jī)和氮?dú)鈮嚎s機(jī)，所述氧氣壓縮機(jī)具有壓縮前氧氣進(jìn)口和壓縮后氧氣出口，所述壓縮前氧氣進(jìn)口和所述氧氣存儲(chǔ)罐出口通過氧氣管道相連，所述氧氣管道上設(shè)有氧氣調(diào)節(jié)閥，所述氮?dú)鈮嚎s機(jī)具有壓縮前氮?dú)膺M(jìn)口和壓縮后氮?dú)獬隹冢鰤嚎s前氮?dú)膺M(jìn)口和所述氮?dú)獯鎯?chǔ)罐出口通過氮?dú)夤艿老噙B，所述氮?dú)夤艿郎显O(shè)有氮?dú)庹{(diào)節(jié)閥。