[发明专利]IGCC、IGCC的控制方法和用于IGCC的空分系统

说明书

本发明涉及一种IGCC、IGCC的控制方法和用于IGCC的空分系统。空分系统包括制氧单元、氧气存储罐、氮气存储罐和产品气体处理单元，制氧单元具有空气进口、氧气出口和氮气出口，氧气存储罐具有氧气存储罐进口和氧气存储罐出口，氮气存储罐具有氮气存储罐进口和氮气存储罐出口，产品气体处理单元包括氧气压缩机和氮气压缩机，氧气压缩机具有压缩前氧气进口和压缩后氧气出口，压缩前氧气进口和氧气存储罐出口通过第一氧气管道相连，氮气压缩机具有压缩前氮气进口和压缩后氮气出口，压缩前氮气进口和氮气存储罐出口通过第一氮气管道相连，第一氧气管道和第一氮气管道上均设有调节阀。本发明实施例的空分系统具有运行平稳性高和响应时间短等优点。

技术领域

本发明涉及IGCC发电技术领域，具体涉及一种IGCC、IGCC的控制方法和用于IGCC的空分系统。

背景技术

目前IGCC采用的空分系统，由于速度的限制以及气液交换达到充分相平衡所必需的时间，导致很高的延迟特性，启动时间很长，工况调整时间也很长，在很大程度上制约了整个电站的启动和变工况运行的灵活性。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

IGCC的空分系统中普遍使用的“深冷法”制氧，对于其核心部件双层精馏塔而言，精馏塔内气流速度过小，即小于临界速度时会出现不均匀鼓泡，导致氮氧分离在塔板局部范围进行，导致氮氧分离不彻底，且气流速度过小时，由于气体顶托不了清亮液层的静压，从而使液体从塔板上泄漏下来，进一步导致氮氧分离不彻底；精馏塔内气流速度过大时，一部分含氧量较高的液体被带入到上层含氧量较少而含氮量较高的液体中，导致氮氧分离不彻底，同时会造成液体不能顺利下流，累积在塔板上，不利于氮氧的分离。因此，空分系统的制氧量受流速的限制，不能简单通过调节进入空气预处理单元的空气量实现制氧量的快速调节，空分系统的调节具有一定的延迟特性，这在很大程度上制约了IGCC变工况运行的灵活性。并且，IGCC在变负荷运行尤其是低负荷运行时，空分系统的压力减小的剧烈，会出现气化炉的氧气浓度难以稳定在设计值附近的问题，影响IGCC的运行安全。

此外，由于精馏塔中的气液交换要达到充分平衡也需要一定的时间，造成IGCC中空分系统的最大延迟特性，导致IGCC启动时间很长，约3天左右。综上所述，空分系统的延迟特性在很大程度上制约了IGCC的启动和变工况运行的灵活性。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种用于IGCC的空分系统，以解决空分系统的运行灵活性差的问题。

本发明的实施例提出一种IGCC，以解决空分系统的运行灵活性差的问题。

本发明的实施例提出一种IGCC的控制方法，以解决空分系统的运行灵活性差的问题。

根据本发明实施例的用于IGCC的空分系统包括：

制氧单元，所述制氧单元具有空气进口、氧气出口和氮气出口；

氧气存储单元和氮气存储单元，所述氧气存储单元包括氧气存储罐，所述氧气存储罐具有氧气存储罐进口和氧气存储罐出口，所述氧气存储罐进口与所述氧气出口相连，所述氮气存储单元包括氮气存储罐，所述氮气存储罐具有氮气存储罐进口和氮气存储罐出口，所述氮气存储罐进口与所述氮气出口相连；以及

产品气体处理单元，所述产品气体处理单元包括氧气压缩机和氮气压缩机，所述氧气压缩机具有压缩前氧气进口和压缩后氧气出口，所述压缩前氧气进口和所述氧气存储罐出口通过第一氧气管道相连，所述第一氧气管道上设有氧气调节阀，所述氮气压缩机具有压缩前氮气进口和压缩后氮气出口，所述压缩前氮气进口和所述氮气存储罐出口通过第一氮气管道相连，所述第一氮气管道上设有氮气调节阀。

根据本发明实施例的用于IGCC的空分系统具有运行平稳性高和响应时间短等优点。