用于IGCC的空分系统、IGCC和IGCC的控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于IGCC的空分系统、IGCC和IGCC的控制方法。所述空分系统包括空气预处理单元、制氧单元、氧气存储单元、氮气存储单元和产品气体处理单元，空气预处理单元具有处理前空气进口和处理后空气出口，精馏塔具有处理后空气进口、氧气出口和氮气出口，处理后空气进口与所述处理后空气出口相连，氧气存储单元和氮气存储单元分别包括氧气存储罐和氮气存储罐，其中氧气存储罐具有氧气存储罐进口和氧气存储罐出口，氮气存储罐具有氮气存储罐进口和氮气存储罐出口，产品气体处理单元包括氧气压缩机和氮气压缩机，本发明专利技术实施例的用于IGCC的空分系统具有运行平稳性高和响应时间短等优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
用于IGCC的空分系统、IGCC和IGCC的控制方法


[0001]本专利技术涉及IGCC发电
，具体涉及一种用于IGCC的空分系统、IGCC和IGCC的控制方法。

技术介绍

[0002]目前IGCC采用的空分系统，由于速度的限制以及气液交换达到充分相平衡所必需的时间，导致很高的延迟特性，启动时间很长，工况调整时间也很长，在很大程度上制约了整个电站的启动和变工况运行的灵活性。

技术实现思路

[0003]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
[0004]IGCC的空分系统中普遍使用的“深冷法”制氧，对于其核心部件双层精馏塔而言，精馏塔内气流速度过小，即小于临界速度时会出现不均匀鼓泡，导致氮氧分离在塔板局部范围进行，导致氮氧分离不彻底，且气流速度过小时，由于气体顶托不了清亮液层的静压，从而使液体从塔板上泄漏下来，进一步导致氮氧分离不彻底；精馏塔内气流速度过大时，一部分含氧量较高的液体被带入到上层含氧量较少而含氮量较高的液体中，导致氮氧分离不彻底，同时会造成液体不能顺利下流，累积在塔板上，不利于氮氧的分离。因此，空分系统的制氧量受流速的限制，不能简单通过调节进入空气预处理单元的空气量实现制氧量的快速调节，空分系统的调节具有一定的延迟特性，这在很大程度上制约了IGCC变工况运行的灵活性。并且，IGCC在变负荷运行尤其是低负荷运行时，空分系统的压力减小的剧烈，会出现气化炉的氧气浓度难以稳定在设计值附近的问题，影响IGCC的运行安全。
[0005]此外，由于精馏塔中的气液交换要达到充分平衡也需要一定的时间，造成IGCC中空分系统的最大延迟特性，导致IGCC启动时间很长，约3天左右。综上所述，空分系统的延迟特性在很大程度上制约了IGCC的启动和变工况运行的灵活性。
[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0007]为此，本专利技术的实施例提出一种用于IGCC的空分系统，以解决空分系统的运行灵活性差的问题。
[0008]本专利技术的实施例提出一种IGCC，以解决空分系统的运行灵活性差的问题。
[0009]本专利技术的实施例提出一种IGCC的控制方法，以解决空分系统的运行灵活性差的问题。
[0010]根据本专利技术实施例的空分系统包括：
[0011]空气预处理单元，所述空气预处理单元具有处理前空气进口和处理后空气出口；
[0012]制氧单元，所述制氧单元包括精馏塔，所述精馏塔具有处理后空气进口、氧气出口和氮气出口，所述处理后空气进口与所述处理后空气出口相连；
[0013]氧气存储单元和氮气存储单元，所述氧气存储单元包括氧气存储罐，所述氧气存储罐具有氧气存储罐进口和氧气存储罐出口，所述氧气存储罐进口与所述氧气出口相连，
所述氮气存储单元包括氮气存储罐，所述氮气存储罐具有氮气存储罐进口和氮气存储罐出口，所述氮气存储罐进口与所述氮气出口相连；以及
[0014]产品气体处理单元，所述产品气体处理单元包括氧气压缩机和氮气压缩机，所述氧气压缩机具有压缩前氧气进口和压缩后氧气出口，所述压缩前氧气进口和所述氧气存储罐出口通过氧气管道相连，所述氧气管道上设有氧气调节阀，所述氮气压缩机具有压缩前氮气进口和压缩后氮气出口，所述压缩前氮气进口和所述氮气存储罐出口通过氮气管道相连，所述氮气管道上设有氮气调节阀。
[0015]根据本专利技术实施例的空分系统具有运行平稳性高和响应时间短等优点。
[0016]在一些实施例中，所述氧气存储单元包括液态氧气存储单元和气态氧气存储单元，所述液态氧气存储单元的所述氧气存储罐进口与所述氧气出口相连，所述液态氧气存储单元的所述氧气存储罐出口与所述气态氧气存储单元的所述氧气存储罐进口相连，所述气态氧气存储单元的所述氧气存储罐出口与所述压缩前氧气进口相连。
[0017]在一些实施例中，所述空分系统进一步包括换热器，所述换热器具有加热气体进口、加热气体出口、换热前氧气进口和换热后氧气进口，所述液态氧气存储单元的所述氧气存储罐出口与所述换热前氧气进口相连，所述气态氧气存储单元的所述氧气存储罐进口与所述换热后氧气进口相连。
[0018]在一些实施例中，所述空分系统进一步包括液氧泵，所述液氧泵具有液氧泵进口和液氧泵出口，所述液氧泵进口与所述液态氧气存储单元的所述氧气存储罐出口相连，所述液氧泵出口与所述换热前氧气进口相连。
[0019]在一些实施例中，所述氮气存储单元包括液态氮气存储单元和气态氮气存储单元，所述液态氮气存储单元的所述氮气存储罐进口与所述氮气出口相连，所述液态氮气存储单元的所述氮气存储罐出口与所述气态氮气存储单元的所述氮气存储罐进口相连，所述气态氮气存储单元的所述氮气存储罐进口与所述压缩前氮气进口相连。
[0020]在一些实施例中，所述空分系统进一步包括换热器，所述换热器具有加热气体进口、加热气体出口、换热前氮气进口和换热后氮气进口，所述液态氮气存储单元的所述氮气存储罐出口与所述换热前氮气进口相连，所述气态氮气存储单元的所述氮气存储罐进口与所述换热后氮气进口相连。
[0021]在一些实施例中，所述空分系统进一步包括液氮泵，所述液氮泵具有液氮泵进口和液氮泵出口，所述液氮泵进口与所述液态氮气存储单元的所述氮气存储罐出口相连，所述液氮泵出口与所述换热前氮气进口相连。
[0022]在一些实施例中，所述处理后空气出口与所述加热气体进口相连，所述加热气体出口与所述处理后空气进口相连。
[0023]根据本专利技术实施例的IGCC包括气化炉、燃气轮机和空分系统，所述空分系统为根据本专利技术实施例的所述空分系统，所述气化炉具有气化炉进口，所述燃气轮机具有燃气轮机进口，其中所述压缩后氧气出口与所述气化炉进口相连，所述压缩后氮气出口与所述燃气轮机进口相连。
[0024]根据本专利技术实施例的IGCC具有运行灵活性高等优点。
[0025]根据本专利技术实施例的IGCC的控制方法包括以下步骤：
[0026]利用所述空气预处理单元将空气处理成冷却空气；
[0027]利用所述制氧单元的精馏塔从所述冷却空气中分离出氮气和氧气；
[0028]利用所述氧气存储单元的所述氧气存储罐存储所述氧气，利用所述氮气存储单元的所述氮气罐存储所述氮气；
[0029]利用所述产品气体处理单元的氧气压缩机对所述氧气进行加压，以便得到加压后氧气，所述加压后氧气通入所述气化炉内，利用所述产品气体处理单元的氮气压缩机对所述氮气进行加压，以便得到加压后氮气，所述加压后氮气通入所述燃气轮机内；
[0030]当IGCC的负荷升高时，增大所述氧气调节阀的开度以便向所述气化炉提供更多的氧气，以使所述气化炉的氧气的浓度与所述气化炉的负荷相匹配，同时增大所述氮气调节阀的开度以便向所述燃气轮机提供更多的氮气，以使所述燃气轮机的氮气的浓度与所述燃气轮机的负荷相匹配；
[0031]当IGCC的负荷降低时，减小所述氧气调节阀的开度以便向所述气化炉提供更少的氧气，以使所述气化炉的氧气的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于IGCC的空分系统，其特征在于，包括：空气预处理单元，所述空气预处理单元具有处理前空气进口和处理后空气出口；制氧单元，所述制氧单元包括精馏塔，所述精馏塔具有处理后空气进口、氧气出口和氮气出口，所述处理后空气进口与所述处理后空气出口相连；氧气存储单元和氮气存储单元，所述氧气存储单元包括氧气存储罐，所述氧气存储罐具有氧气存储罐进口和氧气存储罐出口，所述氧气存储罐进口与所述氧气出口相连，所述氮气存储单元包括氮气存储罐，所述氮气存储罐具有氮气存储罐进口和氮气存储罐出口，所述氮气存储罐进口与所述氮气出口相连；以及产品气体处理单元，所述产品气体处理单元包括氧气压缩机和氮气压缩机，所述氧气压缩机具有压缩前氧气进口和压缩后氧气出口，所述压缩前氧气进口和所述氧气存储罐出口通过氧气管道相连，所述氧气管道上设有氧气调节阀，所述氮气压缩机具有压缩前氮气进口和压缩后氮气出口，所述压缩前氮气进口和所述氮气存储罐出口通过氮气管道相连，所述氮气管道上设有氮气调节阀。2.根据权利要求1所述的空分系统，其特征在于，所述氧气存储单元包括液态氧气存储单元和气态氧气存储单元，所述液态氧气存储单元的所述氧气存储罐进口与所述氧气出口相连，所述液态氧气存储单元的所述氧气存储罐出口与所述气态氧气存储单元的所述氧气存储罐进口相连，所述气态氧气存储单元的所述氧气存储罐出口与所述压缩前氧气进口相连。3.根据权利要求2所述的空分系统，其特征在于，进一步包括换热器，所述换热器具有加热气体进口、加热气体出口、换热前氧气进口和换热后氧气进口，所述液态氧气存储单元的所述氧气存储罐出口与所述换热前氧气进口相连，所述气态氧气存储单元的所述氧气存储罐进口与所述换热后氧气进口相连。4.根据权利要求3所述的空分系统，其特征在于，进一步包括液氧泵，所述液氧泵具有液氧泵进口和液氧泵出口，所述液氧泵进口与所述液态氧气存储单元的所述氧气存储罐出口相连，所述液氧泵出口与所述换热前氧气进口相连。5.根据权利要求1所述的空分系统，其特征在于，所述氮气存储单元包括液态氮气存储单元和气态氮气存储单元，所述液态氮气存储单元的所述氮气存储罐进口与所述氮气出口相连，所述液态氮气存储单元的所述氮气存储罐出口与所述气态氮气存储单元的所述氮气存储罐进口相连，所述气态氮气存储单元的所述氮气存储罐进口与所述压缩前氮气进口相连。6.根据权利要求5所述的空分系统，其特征在于，进一步包括换热器，所述换热器具有加热气体进口、加热气体出口、换热前氮气进口和换热后氮气进口，所述液态氮气存储单元的所述氮气存...

【专利技术属性】
技术研发人员：史玉恒，宋晓玮，马耀飞，高磊，
申请(专利权)人：中国联合重型燃气轮机技术有限公司，
类型：发明
国别省市：