本发明专利技术涉及用于气化器的燃料供给系统及气化系统启动的方法。该燃料供给系统（１１０）用于包括气化器（１３４）的气化系统（５０）。燃料供给系统（１１０）包括进料制备区（１１８），该进料制备区（１１８）配置用来将颗粒燃料研磨成预定尺寸和调整颗粒燃料的湿度；与进料制备区流动连通的加压和输送区（１２４），该加压和输送区包括至少一个固体泵（３４０），该泵配置用来在第一压力下接收颗粒燃料流和在第二压力下排放颗粒燃料；管道（１２２）配置用来输送加压的颗粒燃料至气化器；和矿渣辅料区（１５２），该矿渣辅料区配置用来将矿渣混合物送入气化器和基本控制大量的进入气化器中的进料的总含水量，并进一步控制气化系统中大量的颗粒燃料灰的熔化和流动性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的领域一般涉及气化，例如用于整体煤气化齢循环(IGCC)发电系统的气化，更加特别地，涉及将高含水量的、固体的、炭质的燃料供给气化器的系统，和该系统的启动方法。
技术介绍
至少一个已知的IGCC电站将烟煤的7jC基桨料itA带耐火材料衬里的气流床(entrained flow)气化器以产生发电用的燃料气。Jd^浆料供给系统将高级煤，例如烟煤和无烟'i^A气化器可以提供经济可靠的操作。然而该系 低级煤，例如次烟煤，具有较低的吸引力，原因是很难制备固含量和肖给歡够高以有效发电的低级煤浆料。固有水分是陷入煤孔中的7K，因ltLi:^^分对于制备煤浆是不可用的。低级煤含有相对较高的固有含水量(例如22-30wt%)，与高级煤(例如<10wt%)相比。在己知的IGCC系统中，制备7夂煤浆描述了一佛理过程，该过程包括使，粒悬浮在水中以助于煤颗粒能够自由地从一个地方移动到另一地方，也就是说，< 料在IGCC系统中流动。更特别地，在一些已知IGCC系统中，可以加入足够量的水来制备具有粘度不大于约700-1000厘泊的浆料，以4蝶料能被进料喷嘴筛分、抽吸、和喷射。固有水M量较高的煤自然产生具有总水量较高的煤浆。例如，固有水分相对较高的煤可产生固含量樹氏的煤浆，也就是说，#单位体积的煤浆能含量较低。虽然可以将7乂加至噘粒的次烟煤中以制备可抽吸的煤浆，但最终的稀煤浆的能含量不可能达至脂滩维持有效气化操作的能量水平。在一些己知IGCC系统中，制备可抽吸煤浆所需的水量^31反应所需的水量。尽管一些水没有和煤进行反应且将煤转化为合成气，但是这些过量的煤4浆水大部分经过了气化器，由于这些7K要加热至阪应温度消耗了反应器中的一 些热能，并且由于产品气在下游设备中冷却，这些气化器中的热能产品然后被 降至较低、鹏水平。要将这些过量的水加热至忾化反应t鹏需要额外的能量，这导致将产品合成气中的一些CO和H2燃舰为C02和H20的消耗。逸就要求 向气化器供给额外的氧气，这样既降低了效率又提高了资本成本。同样，为了 加热过量水而将产品合成气中的一些CO和H2转变为C02和H20，从而降低了 每单位煤气化所产生的CO和H2的量。因此，为了纟^力区提供具有定量的CO 和H2的燃料，该定量的CO和H2是具有燃料值的合成气组分，供给煤浆时必须 气化更大量的煤，与供给较干的煤相比。这种增加需煤量会降低电厂效率且增 加资本成本。一些己知的燃气轮机必须燃烧定量的一氧化碳和氢气以获得它们的最大额 定能量生产。为了制备所需量的CO和H2，供给稀的 ^因煤浆料的电厂比供给 烟煤浆料的电厂必须显著地气化更多的煤。上述次烟煤电厂的效率更低并且建 设和操作成本也更昂贵。一些已知的IGCC系统将高含水量的煤供给到气化器中，使用一种被称作干燥 进料系统的系统，以克服制备高能含 料的困难和避免对#电厂效率的负 面影响。在上述干进料系统中，低级煤可以经过干燥除去煤中三分之二或更多 的固有水分。深度干燥有助于改善干燥进料系统设备中的干固体的流动性能， 同时改善气化器的整体效率。例如，经常需要高禾號的干燥以减少潜在的固结 和随后的流动问题，上述问题能在闭锁料斗中的高含水量固体的加压过程中出 现。然而，干燥煤可以消耗大量的能源，这样结果是减少发电厂的发电量。此 外，干燥进料系统设备包括压缩机、闭锁料斗、闭锁料斗阀、干燥设备和额外 的存储能力，这样导致该干燥进料系统与浆料基系统相比是相对昂贵的系统。 而且，上述系统被限制在相对适中的压力，按规定为400psig或更低，因为随着 系统压力的增加，用于闭锁料斗加压和颗粒流化的气体消耗也会增加。
技术实现思路
一方面，本专利技术提供了一种用于气化系统的it料供给系统，该燃料供给系统 包括进料制备区、加压和输送区和矿渣辅料区。进料制备区被配置以调整颗粒 燃料中7jC含量和研磨燃料至预定尺寸。力啦和输送区与进料制备区流动顿， 并且包括至少一个固体泵配置用来在第一压力下接收颗粒燃料流和在第二压力下排放颗粒燃料。矿渣辅料区配置用来将矿渣混^l送入气化器，并基本控制 气化系统的总含水量，以M粒燃料灰的熔化性能和流动性能。另一方面，提供了一种气化系统，该气化系统包括气化器和与气化器上游流 动 的燃料供给系统。燃料供给系统包括进料制备区、加压和输送区和矿渣 辅料区。进料制备区被配置以调，粒燃料中水含量和研磨燃料至预定尺寸。加压和输送区与进料制备区流动M，并且包括至少一个固体泵配置用来在第 —压力下接1( 粒燃料流和在第二压力下排方 粒燃料。矿渣辅料区配置用来 将矿渣混合物送入气化器，并基本控制总含水量，进一步控制气化器系统中大 量的颗粒燃料灰的燃七性能和流动性能。另一方面，提供了一种气化系统启动的方法。该方法包括使用启动燃料，例如通过氮气或天然气输送的煤；和启动矿渣辅助浆料的混合物，二者被随后的 气化器启动代替。启动燃料和启动矿渣辅料浆料的流动速率在启动之前在除气 化器以外的循环回路中被确定。通过将启动燃料、矿渣辅料浆料和氧气按规定 顺序引入气化器而触发气化器启动，以上述方式，气化器中的热源快速弓l发气 化反应。一旦气化操作稳定并且C02从合成气中被回收，启动燃料就被CQ2所 输送的煤代替，启动矿渣辅料浆料的混合物就被矿渣辅料浆料和循环的细矿渣 和炭所代替。 附图说明图1是包括一种示例'ra料系统的示例性IGCC发电厂的部分方块图。 图2是图1所示燃料系统i柳的示例性进料制备系统的流程图。 图3是图1所示燃料系统使用的示例性进料压力输送系统的流程图。 图4是图1所示燃料系统使用的示例性矿渣辅料系统的流程图。具体实施方式.图1是一种示例性IGCC发电厂50的部分方块图。在该示例性实施方式中， 发电厂50包括燃料供给系统110，与燃料供给系统110流动连通的空气分离单 元112，与供给系统110流动皿的气化厂114，与气化厂114和IGCC发电厂 50流动M的动力区116。在操作过程中，空气分离单元112使用压縮空气产 生氧气供气化厂114使用。更特别的是，空气分离单元112分离来自外部(图 上未标注)的压缩空气，将其分离成氧气流和一种气体副产物，通常为氮气。 在该示例性实施方式中，气化厂114将固体燃料和氧气转化为一种干净的燃料气体，以在动力区116燃烧产生电能，在此处将更详细的描述。对本领職术 人员而言，该图是一种简易IGCC发电厂方i央流程图，为了示例的简洁，图中 并没有标注出此，电厂中肖^发现的所有设备区和连接线。一种固臓质燃料(图中未示出)经由魏120駄供给系统110中的进料 制备区118。在该示例性实施方式中，固1 ^燃料是煤。可选择的是，燃料可 以是石油焦炭、生物质或其它任一固^M燃料，可以使此^^f述IGCC发电 厂发挥作用。在另一实施方式中，矿渣辅料可以经由管道120与固体燃料一起 引进。进料制备区118将所接受的燃料转换成固体颗粒气化器进料，该进料具 有适合IGCC发电厂50使用的目标颗粒尺寸分布和内在水分含量。来自空气分 离单元112的低压氮气经由管路122 iSAiS料制备区118，部分氮气被用M过 管路126将固体颗粒原料输送至加压和输送区124。余下的低压氮气在进料制备 区118被加热，并经由管路128进入本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于包括气化器（１３４）的气化系统（５０）的燃料供给系统（１１０），所述燃料供给系统包括： 进料制备区（１１８），配置用来粉碎颗粒燃料到预定尺寸，并调整颗粒燃料中的湿度； 加压和输送区（１２４），与所述进料制备区流动连通，所 述加压和输送区含有至少一个固体泵（３４０），该泵配置用来在第一压力下接收颗粒燃料流，并在第二压力下排放颗粒燃料； 管道（１２２），配置用来将加压颗粒燃料输送至气化器；以及 矿渣辅料区（１５２），配置用来向气化器供给矿渣混合物，并 基本控制进入气化器的大量的进料的总含水量，并进一步控制气化系统内大量的颗粒燃料灰的熔化性能和流动性能。
【技术特征摘要】
US 2007-10-26 60/982967;US 2008-9-12 12/2097111. 一种用于包括气化器(134)的气化系统(50)的燃料供给系统(110)，所述燃料供给系统包括进料制备区(118)，配置用来粉碎颗粒燃料到预定尺寸，并调整颗粒燃料中的湿度；加压和输送区(124)，与所述进料制备区流动连通，所述加压和输送区含有至少一个固体泵(340)，该泵配置用来在第一压力下接收颗粒燃料流，并在第二压力下排放颗粒燃料；管道(122)，配置用来将加压颗粒燃料输送至气化器；以及矿渣辅料区(152)，配置用来向气化器供给矿渣混合物，并基本控制进入气化器的大量的进料的总含水量，并进一步控制气化系统内大量的颗粒燃料灰的熔化性能和流动性能。2. 如权利要求1所述的燃料供给系统(110)，其特征在于，还包括 至少一个水分剥离管，位于所述固体栗(340)的上游，所^7jC分剥离管配置用来除去颗粒燃料中的至少部分水分；以及至少一个空气剥离管(210)，位于所述至少一个水分剥离管的上游，所述 至少一个空气剥离管配置用来除去颗粒燃料中的至少部分空气。3. 如权利要求1所述的燃料供给系统(110)，其特征在于，所皿料制备 区(118)还包括至少一个研磨机(222)，该研磨机(222)配置用来粉碎颗粒燃料到预定的颗粒尺寸分布。4. 如权利要求3所述的燃料供给系统(110)，其特征在于，所述进料制备 区还包括至少一个千燥器组件，该组件与所,少一个研磨tl (222)流动,， 所,少一1^P燥...
【专利技术属性】
技术研发人员：AJ阿瓦利亚诺，JD温特，JS斯蒂芬森，TF莱宁格尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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