[发明专利]一种IGCC电站耦合液化空分设备系统及其工作方法

权利要求书

1.一种IGCC电站耦合液化空分设备系统，其特征在于，包括液化空分装置和依次连接的气化炉(2)、废热锅炉(3)、除尘脱硫净化单元(4)、燃气轮机(5)和余热锅炉(6)，所述液化空分装置(9)的氧气出口连接气化炉(2)，所述液化空分装置(9)通过电网供能，所述液化空分装置(9)的液氧出口连接液氧储罐(10)，所述液氧储罐(10)的出口连接液氧蒸发膨胀机组(11)，所述液氧蒸发膨胀机组(11)用于蒸发液氧产生氧气和膨胀做功，所述液氧蒸发膨胀机组(11)的氧气出口连接在气化炉(2)的氧气入口。

2.根据权利要求1所述的一种IGCC电站耦合液化空分设备系统，其特征在于，所述液氧蒸发膨胀机组(11)连接液氧发电机(12)，所述液氧发电机(12)用于对液氧蒸发膨胀机组(11)做功的机械能转换为电能，所述液氧发电机(12)的电能输出端连接至电网。

3.根据权利要求2所述的一种IGCC电站耦合液化空分设备系统，其特征在于，还包括调峰调频控制模块，所述调峰调频控制模块和液化空分装置(9)电性连接，所述调峰调频控制模块用于调节输入液化空分装置(9)的电负荷功率；所述调峰调频控制模块还连接在液化空分装置(9)的氧气出口和气化炉(2)之间的管道上，所述调峰调频控制模块还用于控制液化空分装置(9)输出至气化炉的氧气流量；

所述调峰调频控制模块还连接在液化空分装置(9)和液氧储罐(10)之间的管道上，所述调峰调频控制模块还用于调节输入液氧储罐(10)的流量；

所述调峰调频控制模块还连接有液氧储罐(10)和液氧蒸发膨胀机组(11)之间的管道上，所述调峰调频控制模块还用于调节输入液氧蒸发膨胀机组(11)的液氧流量；所述调峰调频控制模块还连接在液氧蒸发膨胀机组(11)的氧气出口和气化炉(2)之间的管道上，所述调峰调频控制模块还用于调节液氧蒸发膨胀机组(11)的氧气输出流量；

所述调峰调频控制模块还和液氧发电机(12)电性连接，所述调峰调频控制模块用于调节液氧发电机(12)的发电功率。

4.根据权利要求3所述的一种IGCC电站耦合液化空分设备系统，其特征在于，所述液氧发电机(12)的电能输出端还连接在调峰调频控制模块的电能输入端，所述气化炉(2)的电能输出端还和调峰调频控制模块的电能输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种IGCC电站耦合液化空分设备系统，其特征在于，所述燃气轮机(5)还连接有燃气发电机(7)，所述燃气发电机(7)的电能输出端连接至电网；

所述余热锅炉(6)还连接有蒸汽发电机(8)，所述蒸汽发电机(8)的电能输出端连接至电网。

6.根据权利要求1所述的一种IGCC电站耦合液化空分设备系统，其特征在于，所述废热锅炉(3)的蒸汽出口连接余热锅炉(6)的蒸汽入口，所述余热锅炉(6)的烟气余热出口连接液氧蒸发膨胀机组(11)的烟气余热入口。

7.根据权利要求1所述的一种IGCC电站耦合液化空分设备系统，其特征在于，所述除尘脱硫净化单元(4)的烟尘废水余热出口连接在液氧蒸发膨胀机组(11)上。

8.根据权利要求1所述的一种IGCC电站耦合液化空分设备系统，其特征在于，所述液氧储罐(10)包括填充床式储罐或固定床式储罐。

9.根据权利要求1所述的一种IGCC电站耦合液化空分设备系统，其特征在于，所述液化空分装置(9)的氮气出口连接至氮气储存罐(10)中，所述液化空分装置(9)的氮气出口还和燃气轮机(5)的氮气入口连接。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种IGCC电站耦合液化空分设备系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

当电网要求IGCC电站降负荷调峰调频，即上网电量P_上需要降低ΔP_上时，减少液氧蒸发膨胀机组(11)的液氧输入流量和液氧蒸发膨胀机组(11)连接的液氧发电机(12)的发电功率，减少的液氧蒸发膨胀机组(11)的液氧输入流量和液氧发电机(12)的发电功率之和为ΔP_液氧；同时增加进入液氧储罐(10)的液氧流量，降低送往气化炉(2)的氧气流量，使IGCC电站的总输出功率降低ΔP_IGCC，需满足以下等式：

ΔP_上＝ΔP_液氧+ΔP_IGCC

式中各电量变化量的值均为绝对值；

当电网要求IGCC电站升负荷调峰调频，即上网电量P_上需要增加ΔP_上时，增加液氧蒸发膨胀机组(11)的液氧输入流量和液氧蒸发膨胀机组(11)连接的液氧发电机(12)的发电功率，增加的液氧蒸发膨胀机组(11)的液氧输入流量和液氧发电机(12)的发电功率之和为ΔP_液氧，蒸发膨胀后的氧气送往气化炉，使IGCC电站的总输出功率增加ΔP_IGCC；同时降低进入液氧储罐的液氧流量，增加送往气化炉的氧气流量，满足以下的等式：

ΔP_上＝ΔP_液氧+ΔP_IGCC

式中各电量变化量的值均为绝对值。