[发明专利]一种热电比例可调的IGCC系统及其运行方法

说明书

本发明公开了一种热电比例可调的IGCC系统及其运行方法，包括燃气轮机发电系统、余热锅炉发电系统以及供热系统，燃气轮机发电系统的烟气出口设置烟气调节装置，烟气调节装置设置有烟气入口、第一烟气出口和第二烟气出口，所述第一烟气出口连通余热锅炉发电系统，第一烟气出口和余热锅炉发电系统之间的烟道中设置有第一烟气调节挡板，所述第二烟气出口连通供热系统，第二烟气出口与供热系统之间的烟道中设置有第二烟气调节挡板，供热系统和余热锅炉发电系统的烟气出口均连接烟囱；能实现将IGCC系统烟气余热分配利用，并且热电的比例能够利用烟气调节装置进行调节，进而实现IGCC系统部分的热电解耦，有助于提高IGCC系统的灵活性和对电网的友好性。

技术领域

本发明属于煤清洁绿色发电领域，具体涉及一种热电比例可调的IGCC系统及其运行方法。

背景技术

IGCC是整体煤气化联合循环发电系统，包括煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分，第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备(包括硫的回收装置)；第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统；IGCC的工艺过程如下：煤经气化成为中低热值煤气，经过净化，除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料，然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧，加热气体工质以驱动燃气透平做功，燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水，产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机做功。IGCC技术把洁净的煤气化技术与高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统结合起来，既有高发电效率，又有极好的环保性能，是一种有发展前景的洁净煤发电技术。

近年来，随着我国清洁能源快速发展，煤电装机出现过剩。未来，煤电将由主力电源逐渐变为调峰电源，以适应电网的灵活性。IGCC电站以“一拖一”模式设计时，全部电量都由与燃气轮机、蒸汽轮机同轴的发电机发出；“一拖二”模式时，电量由燃气轮机发电机和蒸汽轮机发电机分别发出。IGCC电站60％的电量由燃气轮机发电机产生，燃气轮机无凝结水，无法产生供热热量。同时，燃气轮机负荷调节能力差，发电量调节较差，传统IGCC电站不利于作为灵活性电源，限制了IGCC技术的应用。

发明内容

为了克服上述提到的现有技术问题，本发明的目的在于提出一种热电比例可调的IGCC系统及其运行方法，实现IGCC机组发电量和供热量均可调节，提高机组灵活性和对电网的友好性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种热电比例可调的IGCC系统，包括燃气轮机发电系统、余热锅炉发电系统以及供热系统，燃气轮机发电系统的烟气出口设置烟气调节装置，烟气调节装置设置有烟气入口、第一烟气出口和第二烟气出口，所述第一烟气出口连通余热锅炉发电系统，第一烟气出口和余热锅炉发电系统之间的烟道中设置有第一烟气调节挡板，所述第二烟气出口连通供热系统，第二烟气出口与供热系统之间的烟道中设置有第二烟气调节挡板，供热系统和余热锅炉发电系统的烟气出口均连接烟囱。

燃气轮机发电系统包括气化炉、煤气冷却器、煤气净化器以及燃气轮机发电机机组，其中，气化炉、煤气冷却器、煤气净化器和燃气轮机发电机机组沿着介质流向依次连通，净化器的气体出口连通燃气轮机发电机机组的燃气轮机燃烧室的燃气入口。

余热锅炉发电系统包括余热锅炉和蒸汽轮机发电机组，余热锅炉的烟气出口连通烟囱。

蒸汽轮机发电机组中的蒸汽轮机为纯凝机组、抽凝机组或背压机组。

供热系统包括热水锅炉和热力站，热水锅炉的烟气入口连通第二烟气出口，热水锅炉的烟气出口连通烟囱；热水锅炉的热水出口连通热力站。

烟气调节装置采用三通结构，沿着烟气流向，烟气调节装置将总烟道分成两支烟道，两支烟道分别连通余热锅炉和热水锅炉，所述两支烟道中均设置有挡板阀门。

所述挡板阀门采用耐热合金制成。

挡板阀门的控制器连接厂区DCS的输出端，挡板阀门的控制器采用电动控制器或气动控制器，两个挡板阀门连锁控制，一个开度增大时，另一个开度减小。