一种整合IGCC与超临界机组的调峰电站制造技术

本实用新型专利技术公开了一种整合IGCC与超临界机组的调峰电站，包括IGCC发电机组和超临界发电机组，所述的IGCC发电机组中的气化炉出口接净化单元合成气入口，净化单元出口分成两路，一路接燃气轮机的燃烧室，通过调节燃气轮机的合成气进气量使调峰电站进行快速变负荷，另一路接超临界发电机组中的超临界锅炉的合成气烧嘴；由超临界锅炉提供蒸汽的超临界蒸汽轮机的汽缸中引出管道接到蒸汽调节器，蒸汽调节器出口接IGCC发电机组中的联合循环蒸汽轮机入口管道；本实用新型专利技术通过系统间管道联络，协调配合，使两种流程有机融合，实现电站快速、深度调峰的能力并能保持较高的发电效率。

Peak shaving power station integrating IGCC and supercritical unit

The utility model discloses a integration of IGCC and supercritical unit peaking power plants, including IGCC generator and ultra supercritical unit, IGCC unit in the gasification furnace outlet syngas purification unit entrance, purification unit export is divided into two parts, one path is connected with a gas turbine combustion chamber machine, the peak power plant quick variable load by adjusting gas turbine synthesis gas into gas, another supercritical boiler is connected with supercritical power generation units in the synthetic gas burner; provided by supercritical steam boiler of supercritical steam turbine cylinder outlet duct received steam regulator, the regulator outlet is connected with the IGCC steam turbine in the joint cycle of steam turbine entrance pipeline; the utility model has the advantages of contact, coordination between the system through the pipeline, so that the two processes of organic integration, to achieve rapid and deep regulating to power plant High power generation efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于燃煤发电
，涉及一种整合IGCC与超临界机组的调峰电站。
技术介绍
由于我国煤炭资源丰富，价格便宜，长期以来，燃煤发电都在我国电力供应中占据主体地位，每年全国有70％以上的电量由燃煤电厂发出。我国燃煤发电经过长期的发展，燃煤发电机组技术能力不断完善，主蒸汽参数不断提高，发电效率不断提升，环保性能也大大改善。然而，在以风电为代表的可在能源发电不断发展壮大的背景下，燃煤电站将面临节能减排之外的另一大挑战，即调峰能力提升。一方面以大容量超临界燃煤机组和IGCC(整体煤气化联合循环)发电为代表的新型燃煤发电技术，刷新了燃煤发电效率和污染物减排的记录，为未来燃煤发电指明了两个重要发展方向。另一方面，随着我国能源结构的不断调整，以风电为代表的可再生能源发电比例不断提升，由于可再生能源具有可持续，低污染的特点，因此得到了国家的大力扶持，发展迅速。然而，以风电为代表的可再生能源发电具有很大的不确定性和不稳定性，可靠性能极低。比如风力发电设备，只有在有风的时候才能够发出电能，而此时往往电力用户并不一定需要用电，而当电力用户需要用电的时候，却不一定有风。电能不可大规模储存，电能即发即用的特性决定了电网中必须要有一定数量的发电机组专门用来调峰。当有风时，风电大规模上网，此时需要调峰机组降低负荷，甚至深度降负荷，以维持电网电能的供需平衡，而当风电遭遇风力下降，发电减少时，又需要调峰机组快速升高负荷，以补充风电退出的发电功率。截止2015年底，我国风电装机容量已经达到约1.5亿千瓦，为保证如此大规模的风电上网，需要大量的其他可靠形式的发电机组进行调峰。目前的情况是，核电机组往往都安排负担基础负荷，机组要维持满负荷发电状态，很少做出变动，不能调峰；由于水利调节需要和装机容量的限制，水电调峰能力也已经发挥到极限，满足不了调峰缺口；因而为保证风电上网，电网调峰责任自然需要火电机组来承担。我国由于天然气资源短缺的限制，不能建设太多的燃气电厂用来调峰，因而燃煤电厂参与调峰是未来电力发展的必然要求。因此未来燃煤发电机组应当具有快速启动、低负荷稳燃和快速升负荷的能力。目前，超临界电站煤粉锅炉因为没有汽包等大体积厚壁金属部件，因而较少担心金属热应力的影响，可以较快的变动负荷，这是超临界电站参与调峰的优势，然而，在低负荷状态时，尤其当负荷低于设计值的35％以下时，炉膛很难稳燃，需要投油辅助燃烧。燃油成本极大，并且燃油会造成污染，尾部除尘、脱硫脱硝设备不能正常运转。而IGCC发电机组，由于系统流程很长，负荷调节响应时间较长，负荷变动速度很小，单独依靠IGCC发电也很难适应调峰的要求。超临界机组和IGCC两种最具效率和环保优势的燃煤发电形式，都难以适应配合风电上网调峰的需要，这是目前燃煤发电的发展面临的重要问题。
技术实现思路
本技术解决的问题在于提供一种整合IGCC与超临界机组的调峰电站，可以实现超临界锅炉低成本的低负荷稳燃，并使电站具有宽负荷、快速度的调峰的能力，克服了大容量超临界火电机组和IGCC发电机组分别由于难以低负荷稳燃和难以快速变负荷而不能适应配合风电上网快速调峰的缺点。本技术是通过以下技术方案来实现：一种整合IGCC与超临界机组的调峰电站，包括IGCC发电机组和超临界发电机组，所述的IGCC发电机组中的气化炉出口接净化单元合成气入口，净化单元出口分成两路，一路接燃气轮机的燃烧室，通过调节燃气轮机的合成气进气量使调峰电站进行快速变负荷，另一路接超临界发电机组中的超临界锅炉的合成气烧嘴；超临界锅炉接引合成气进行点火启动，以及在低负荷时利用合成气稳燃；由超临界锅炉提供蒸汽的超临界蒸汽轮机的汽缸中引出管道接到蒸汽调节器，蒸汽调节器出口接IGCC发电机组中的联合循环蒸汽轮机入口管道，在IGCC发电机组启动时，由来自蒸汽调节器的抽汽对联合循环蒸汽轮机进行冲转和带负荷。所述的IGCC发电机组中，气化炉的煤粉入口接煤粉，氧气入口与空分单元的氧气出口相连接；燃气轮机同轴连接燃气轮发电机，燃气轮机透平出口接余热锅炉，余热锅炉出口为余热锅炉排烟；余热锅炉高压蒸汽出口接联合循环蒸汽轮机入口，联合循环蒸汽轮机同轴连接联合循环蒸汽轮发电机，联合循环蒸汽轮机出口连接第二凝汽器入口，第二凝汽器出口连接第二给水泵入口，第二给水泵出口连接余热锅炉给水入口。所述的超临界发电机组中，超临界锅炉设有煤粉烧嘴和合成气烧嘴，煤粉烧嘴接锅炉煤粉，超临界锅炉主蒸汽出口连接超临界蒸汽轮机的高压缸入口，超临界蒸汽轮机的高压缸出口连接超临界锅炉再热器入口，超临界锅炉再热器出口连接超临界蒸汽轮机的中压缸入口，超临界蒸汽轮机的中压缸出口连接超临界蒸汽轮机的低压缸入口，超临界蒸汽轮机的低压缸出口连接第一凝汽器乏汽入口；超临界蒸汽轮机同轴连接超临界蒸汽轮发电机，第一凝汽器出口连接低压加热器组入口，低压加热器组出口接第一给水泵入口，第一给水泵出口接高压加热器组入口，高压加热器组出口接超临界锅炉给水入口。分别在超临界蒸汽轮机的中压缸中段和中压缸前端各引出一条管道接到蒸汽调节器，蒸汽调节器出口接联合循环蒸汽轮机入口管道。该调峰电站的IGCC发电机组运行而启动超临界发电机组的情况下，在超临界锅炉启动时，采用从净化单元接引合成气进行点火，直至超临界锅炉煤粉燃烧稳定以后再停止燃烧合成气；对于超临界发电机组运行而要启动IGCC发电机组的情况，在气化炉启动初期，气化炉所产的合成气全部送去超临界锅炉燃烧，当气化炉所产合成气流量稳定以后，合成气改送至燃气轮机；在联合循环蒸汽轮机启动初期，联合循环蒸汽轮机先利用蒸汽调节器来的蒸汽进行冲转和并网发电；当燃气轮机启动并带动余热锅炉产生对应参数的蒸汽后，再将联合循环蒸汽轮机的供汽源切换为余热锅炉。当电网要求调峰电站快速降负荷时，气化炉负荷维持稳定不变，通过减少燃气轮机的合成气进气量迅速降低负荷，并将气化炉多出的合成气从净化单元出口接至超临界锅炉燃烧，同时减少超临界锅炉的煤粉量，使超临界锅炉的负荷根据需要逐渐降低或维持稳定；若短时间范围内电网又需要电站进行负荷提升，则减少送往超临界锅炉的合成气量，增加送往燃气轮机的合成气量，以快速增加电站发电功率，此时超临界锅炉的负荷通过增加煤粉量维持。当电网要求调峰电站进行深度调峰超低负荷运行的时候，若超临界锅炉的负荷降低至额定负荷的35％以下，则利用从合成气净化单元接引的合成气进行稳燃。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：本技术提供的整合IGCC与超临界机组的调峰电站，采用IGCC与超临界火电机组相结合的技术形式，在IGCC与超临界发电机组之间设置合成气和蒸汽的联络管道，将两种发电形式进行有机融合，实现高发电效率和环保性能。气化炉产生的合成气既可以送燃气轮机发电系统发电，也可以分出一部分或全部送往超临界锅炉燃烧，这样就保证了超临界锅炉启动时的引燃需求，和进行超低负荷调峰时的稳燃需求，使超临界锅炉获得快速启动和超低负荷稳燃的调峰能力。在IGCC启动初期，当气化炉所产的合成气质量不稳定，不足以满足燃气轮机使用要求时，合成气可以送去超临界锅炉内燃烧，避免了送去火炬燃烧而造成燃料的浪费，实现了能量回收。而且超临界锅炉启动时可以采用合成气点火，利用合成气代替燃油，节省燃油费用。燃气轮机需要使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整合IGCC与超临界机组的调峰电站，包括IGCC发电机组和超临界发电机组，其特征在于，所述的IGCC发电机组中的气化炉(2)出口接净化单元(3)合成气入口，净化单元(3)出口分成两路，一路接燃气轮机(14)的燃烧室，通过调节燃气轮机(14)的合成气进气量使调峰电站进行快速变负荷，另一路接超临界发电机组中的超临界锅炉(5)的合成气烧嘴；超临界锅炉(5)接引合成气进行点火启动，以及在低负荷时利用合成气稳燃；由超临界锅炉(5)提供蒸汽的超临界蒸汽轮机(6)的汽缸中引出管道接到蒸汽调节器(18)，蒸汽调节器(18)出口接IGCC发电机组中的联合循环蒸汽轮机(19)入口管道，在IGCC发电机组启动时，由来自蒸汽调节器(18)的抽汽对联合循环蒸汽轮机(19)进行冲转和带负荷。

【技术特征摘要】
1.一种整合IGCC与超临界机组的调峰电站，包括IGCC发电机组和超临界发电机组，其特征在于，所述的IGCC发电机组中的气化炉(2)出口接净化单元(3)合成气入口，净化单元(3)出口分成两路，一路接燃气轮机(14)的燃烧室，通过调节燃气轮机(14)的合成气进气量使调峰电站进行快速变负荷，另一路接超临界发电机组中的超临界锅炉(5)的合成气烧嘴；超临界锅炉(5)接引合成气进行点火启动，以及在低负荷时利用合成气稳燃；由超临界锅炉(5)提供蒸汽的超临界蒸汽轮机(6)的汽缸中引出管道接到蒸汽调节器(18)，蒸汽调节器(18)出口接IGCC发电机组中的联合循环蒸汽轮机(19)入口管道，在IGCC发电机组启动时，由来自蒸汽调节器(18)的抽汽对联合循环蒸汽轮机(19)进行冲转和带负荷。2.如权利要求1所述的整合IGCC与超临界机组的调峰电站，其特征在于，所述的IGCC发电机组中，气化炉(2)的煤粉入口接煤粉(1)，氧气入口与空分单元(13)的氧气出口相连接；燃气轮机(14)同轴连接燃气轮发电机(15)，燃气轮机(14)透平出口接余热锅炉(16)，余热锅炉(16)出口为余热锅炉排烟(17)；余热锅炉(16)高压蒸汽出口接联合循环蒸汽轮机(19)入口，联合循环蒸汽轮机(19)同轴连接联合循环蒸汽轮发电机(20)，联...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新明，史绍平，张波，闫姝，穆延非，许东灏，
申请(专利权)人：中国华能集团公司，中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11