[发明专利]一种IGCC电站气化炉加氢系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种IGCC电站气化炉加氢系统及其运行方法，IGCC电站气化炉加氢系统包括IGCC电站发电系统、控制模块、送变电供电模块、氢气制取设备和氢气储罐。本发明实施例提供的加氢系统，利用氢气制取设备以及氢气储罐相配合，通过控制模块控制送变电供电模块送往氢气制取设备的电量，可随时快速改变供电功率和负荷的特性，满足电网对IGCC电站的调峰调频负荷需求。

技术领域

本发明属于IGCC发电领域，具体涉及一种IGCC电站气化炉加氢系统及其工作方法。

背景技术

全球气候问题越来越引起人们的高度关注，以低能耗、低排放、低污染为特征的“低碳经济”成为全球政治经济博弈的热点。我国电力供应主要以煤电为主，为降低煤烟型污染，大力发展燃煤技术是提高煤炭使用效率、减少污染、经济可行的研究方向。IGCC发电技术既具有联合循环的高效率，又解决了燃煤发电带来的环境污染问题。

IGCC是把煤气化和燃气蒸汽联合循环系统有机集成的一种洁净煤发电技术。在IGCC系统中，煤碳经过气化变成中低热值煤气，经净化处理后，通过除掉煤气所含有的硫化物、氮化物、粉尘等杂质，变成干净的气体燃料，送入燃气轮机中，在燃烧室里进行燃烧，煤气燃烧后驱动燃气透平做功发电，利用高温排气在余热锅炉中产生的蒸汽驱动汽轮机做功发电。

IGCC发电机组在变负荷运行工况下，系统将会受到气化装置、空分装置等设备安全稳定运行能力的限制，特别是现有的空分装置的变负荷能力非常有限，造成IGCC发电机组无法响应电网的调峰调频辅助服务的要求，调峰的深度和响应速率满足不了电网要求，调频的响应速率和调频深度都十分有限，因此，急需找到一个能够增加IGCC发电厂及机组变负荷适应性的技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种IGCC电站气化炉加氢系统及其运行方法，以解决现有技术中，现有的空分装置的变负荷能力非常有限，调峰的深度和响应速率满足不了电网要求的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种IGCC电站气化炉加氢系统，包括IGCC电站发电系统、控制模块、送变电供电模块、氢气制取设备和氢气储罐；

所述IGCC电站发电系统连接所述送变电供电模块用于供电，所述送变电供电模块电性连接所述氢气制取设备；所述氢气制取设备的氢气出口直接连接至所述IGCC电站发电系统或者连通所述氢气储罐的进口，经所述氢气储罐的出口连接至所述IGCC电站发电系统，用于提供氢气与所述IGCC电站发电系统内的煤气化工艺进行加氢反应；

所述送变电供电模块，用于获取电量提供给所述氢气制取设备，并能够调节供给所述氢气制取设备的电量大小；

所述控制模块，用于控制所述送变电供电模块调节供给所述氢气制取设备的电量大小，以及控制所述氢气储罐、氢气制取设备输送至所述IGCC电站发电系统的氢气流量。

进一步的，所述IGCC电站发电系统包括气化炉、废热锅炉、除尘脱硫净化装置、燃气轮机、余热锅炉、燃气发电机和汽轮机发电机；

所述气化炉的粗煤气出口依次连通废热锅炉、除尘脱硫净化装置；除尘脱硫净化装置的出口连通燃气轮机的入口，燃气轮机用于带动燃气发电机发电；燃气轮机的尾气出口连通余热锅炉的入口，余热锅炉的高温高压蒸汽出口连接至汽轮机发电机。

进一步的，所述IGCC电站发电系统还包括有空分装置，所述空分装置的氧气出口以及氢气制取设备的氧气出口共同连通所述气化炉的氧化剂入口；所述空分装置的氮气出口连接至所述燃气轮机；所述空分装置的空气进口连通所述燃气轮机的压缩空气出口。

进一步的，所述汽轮机发电机和燃气发电机经发电机出线母线分别与送变电供电模块、厂用变压器和升压站电性连接；所述升压站分别连接厂用变压器、送变电供电模块和电网母线；所述送变电供电模块还与所述厂用变压器连接。