[发明专利]IGCC发电机组合成气显热回收蒸汽负荷分配方法

说明书

本发明及整体煤气化联合循环发电技术领域，提供了一种IGCC发电机组合成气显热回收蒸汽负荷分配方法，根据每台余热锅炉输出的饱和水流量的占比关系，确定每台余热锅炉应分配到的蒸汽负荷，然后经PID运算后得到每个流量控制阀的开度命令，根据开度命令控制相应流量控制阀的开度，这样就可精确调节每台余热锅炉应分配到的蒸汽负荷，即出力较高的余热锅炉接收较大的蒸汽流量，出力较低的余热锅炉接收较小的蒸汽流量，保证每台余热锅炉分配到的蒸汽负荷与其出力相匹配。

技术领域

本发明涉及整体煤气化联合循环发电技术领域，尤其是一种IGCC发电机组合成气显热回收蒸汽负荷分配方法。

背景技术

IGCC即整体煤气化联合循环发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。IGCC发电系统的工艺流程如下：煤经气化炉高温气化产生合成气，合成气经净化后作为燃气轮机的燃料发电，余热锅炉回收燃气轮机的尾气余热以产生蒸汽，蒸汽再驱动蒸汽轮机发电。煤气化过程中除大部分能量转化为合成气的化学能外，还有一部分能量转化为合成气显热，通过热交换器加热从余热锅炉来的饱和水可以合理回收合成气显热，热量回收产生的饱和蒸汽重新返回余热锅炉可有效提高发电效率和运行经济性。

传统的IGCC发电系统为单机组运行，也称为“一拖一”机组，机组仅配置一台燃气轮机、一台余热锅炉和一台蒸汽轮机。工作过程中，合成气显热回收所需的饱和水将由机组中唯一的余热锅炉提供，生成的饱和蒸汽也将完全分配给机组中唯一的余热锅炉，因此合成气显热回收蒸汽不存在负荷分配的问题。

随着碳达峰碳中和目标的提出和IGCC核心技术的不断攻克，IGCC发电技术的推广以及机组的大型化将成为未来清洁能源，尤其是煤基能源多元化近零排放可行的方向之一。现有一种IGCC发电系统为多机组运行，包括多个“二拖一”机组，每个机组包括两台燃气轮机、两台余热锅炉和一台蒸汽轮机。

图1中示出了现有IGCC发电系统的结构。参见图1，IGCC发电系统包括至少两个“二拖一”机组；每个“二拖一”机组包括两台燃气轮机101、两台余热锅炉102和一台蒸汽轮机103；每台燃气轮机101与一台余热锅炉102连接；蒸汽轮机103分别与两台余热锅炉102连接；还包括给水母管104和蒸汽母管105；每台余热锅炉102的给水出口通过给水支管106与给水母管104连通；每个给水支管106上设置有压力控制阀107；每台余热锅炉102的蒸汽进口通过蒸汽支管108与蒸汽母管105连通；每个蒸汽支管108上设置有流量控制阀109。

由于现有的IGCC发电机组包括至少两个“二拖一”机组，因此，在工作过程中，合成气显热回收所需的饱和水将由机组中所有的余热锅炉提供，生成的饱和蒸汽也将分配给所有的余热锅炉，因此，这种结构的IGCC发电机组中的合成气显热回收蒸汽就存在负荷分配的问题，但是目前均是凭经验进行分配，容易出现蒸汽负荷与余热锅炉的出力不匹配的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种IGCC发电机组合成气显热回收蒸汽负荷分配方法，保证每台余热锅炉分配到的蒸汽负荷与其出力相匹配。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：IGCC发电机组合成气显热回收蒸汽负荷分配方法，包括如下步骤：控制每个给水支管上的压力控制阀的开度，以调节每台余热锅炉输出的饱和水流量；用每台余热锅炉输出的饱和水流量除以所有余热锅炉输出的饱和水流量之和，以得到每台余热锅炉输出的饱和水流量的占比；用每台余热锅炉输出的饱和水流量的占比乘以蒸汽母管内的蒸汽总流量，以得到每台余热锅炉应分配的蒸汽流量；将每台余热锅炉应分配的蒸汽流量与每台余热锅炉输入的蒸汽流量的偏差经PID运算，以得到控制每个蒸汽支管上的流量控制阀的开度命令，根据开度命令控制相应流量控制阀的开度。