[发明专利]一种带补燃型余热锅炉的IGCC电站系统及工作方法

权利要求书

1.一种带补燃型余热锅炉的IGCC电站系统，包括整体煤气化联合循环系统中原有的空分系统、汽化炉(4)、燃气轮机系统、余热锅炉(10)和蒸汽轮机系统，其特征在于：还包括新增的安装在余热锅炉(10)的入口处的余热锅炉补燃装置(9)和代替原有驱动空分系统压缩单元的电动机的小汽轮机(2)，所述空分系统包括增压单元(1)和精馏单元(3)，所述燃气轮机系统包括燃气轮压气机(5)、燃气轮机系统燃烧室(6)、燃气轮机系统透平(7)和燃气轮机发电机(8)，所述蒸汽轮机系统包括蒸汽轮机(11)、蒸汽轮机发电机(12)、凝汽器(13)和给水泵(14)；所述小汽轮机(2)的转轴连接增压单元(1)的转轴，增压单元(1)的压缩空气输出口与精馏单元(3)的输入口连通，精馏单元(3)的氧气和氮气出口与汽化炉(4)的输入口连接，汽化炉(4)的产品合成煤气输出口与燃气轮压气机(5)输出口一同与燃气轮机系统燃烧室(6)输入口连通，燃气轮机系统燃烧室(6)的高温燃气出口连接至燃气轮机系统透平(7)的入口，燃气轮机系统透平(7)的废气输出口与余热锅炉系统(10)输入口连通，余热锅炉系统(10)的蒸汽输出口依次与蒸汽轮机(11)的输入口和小汽轮机(2)的输入口相连，蒸汽轮机(11)和小汽轮机(2)的乏气输出口通过凝汽器(13)依次与给水泵(14)与余热锅炉(10)相连。

2.根据权利要求1所述的一种带补燃型余热锅炉的IGCC电站系统，其特征在于：在电站启动时，余热锅炉补燃装置(9)启动，使得余热锅炉(10)产生蒸汽驱动小汽轮机(2)运转，从而使得空分系统不依靠气化炉(4)和燃气轮机系统而启动运行。

3.根据权利要求1所述的一种带补燃型余热锅炉的IGCC电站系统，其特征在于：通过调节小汽轮机(2)的进口蒸汽量改变其转速，从而调节空分系统的负荷。

4.权利要求1所述系统的驱动方法，其特征在于：

当电站系统处于运行工况时，所述空分系统的增压单元(1)和精馏单元(3)用于为气化炉(4)提供氧气和氮气产品；借助这些气体产品，气化炉(4)将煤粉颗粒转化为合成煤气，并送入燃气轮机系统燃烧室(6)与燃气轮机压气机(5)输出的压缩空气混合燃烧；燃烧后的高温烟气驱动燃气轮机系统透平(7)做功并带动燃气轮机发电机(8)发电；燃气轮机系统透平(7)排放的高温废气进入余热锅炉(10)并将余热锅炉(10)中的介质水加热成过热蒸汽；少部分过热蒸汽进入小汽轮机(2)膨胀做功，从而带动空分系统的压缩单元(1)转轴转动，其余大部分过热蒸汽进入蒸汽轮机(11)膨胀做功，从而带动蒸汽轮机发电机(12)发电；做完功的乏汽进入凝汽器(13)，经冷凝换热后变成水，并通过给水泵(14)送入余热锅炉(10)完成部分工质的循环；

当电站系统处于冷态启动工况时，余热锅炉补燃装置(9)首先启动，使得余热锅炉(10)在低工况下运行，从而将余热锅炉(10)中的介质水加成过程蒸汽驱动小汽轮机(2)转动，带动空分系统的压缩单元(1)运行，为空分系统的精馏单元(3)提供压缩空气，空分系统启动完成；然后汽化炉(4)、燃气轮机系统依次启动，当燃气轮机系统启动完成后，排放的高温废气供给余热锅炉(10)，此时停止余热锅炉补燃装置(9)；余热锅炉(10)产生的过热蒸汽供给蒸汽轮机系统和小汽轮机(2)所需，至此电站启动完成。