[发明专利]一种利用空分系统储能的IGCC电站调峰装置及方法

摘要

本发明公开了一种利用空分系统储能的IGCC电站调峰装置及方法，包括气化炉、合成气净化单元、燃气轮机发电系统、余热锅炉系统和蒸汽轮机发电系统，所述的气化炉所需氧气由空分系统提供；所述的空分系统包括向精馏塔提供冷却空气的可变频调节的空气冷却压缩系统，在精馏塔内空气被分成氮气和氧气，分别存入液氮储罐和液氧储罐，液氧储罐经液氧泵、冷箱与氧气加热器相连接，从氧气加热器出来的高压氧气送去气化炉；本发明克服了IGCC发电系统变负荷速度慢，电网调峰能力差的弊端，利用空分系统的储存能力实现了IGCC输出功率快速调节的能力，全厂输出功率可以在短时间内最快实现20％的范围的提升和降低。

主权项

一种利用空分系统储能的IGCC电站调峰装置，包括气化炉(2)、合成气净化单元(3)、燃气轮机发电系统、余热锅炉系统和蒸汽轮机发电系统，其特征在于，所述的气化炉(2)所需氧气由空分系统提供；所述的空分系统包括向精馏塔(22)提供冷却空气的可变频调节的空气冷却压缩系统，在精馏塔(22)内空气被分成氮气和氧气，分别存入液氮储罐(21)和液氧储罐(20)，液氧储罐(20)经液氧泵(18)、冷箱(17)与氧气加热器(12)相连接，从氧气加热器(12)出来的高压氧气送去气化炉(2)；所述的空气冷却压缩系统包括空冷塔(27)，自空冷塔(27)出来的空气送往分子筛干燥器(28)进行干燥，从分子筛干燥器(28)出来的空气再经过增压机(29)压缩后送膨胀压缩机(14)，经过循环水冷却器(16)冷却后进入冷箱(17)进一步冷却，从冷箱(17)出来的冷却空气再进入膨胀机(15)膨胀降温后送入精馏塔(22)；当电网不需要IGCC电站调峰时，空分系统处于正常工作状态，空压机(26)的进气量与空分系统提供的氧气和氮气量相平衡，此时利用冷箱(17)的换热即可满足氮气和氧气的加热，氮气加热器(13)和氧气加热器(12)不需要工作；当IGCC电站因调峰需要提升负荷的时，减少空分系统的进气量，逐步降低空压机(26)和增压机(29)的出力直至停机，空分系统依赖液氧储罐(20)存储的液氧和液氮储罐(21)存储的液氮持续向气化炉(2)提供氧气和高压氮气系统提供氮气；随着冷箱(17)空气流量的减少，液氧和液氮在冷箱(17)内不能获得充分加热，根据负荷需要启动氧气加热器(12)和氮气加热器(13)，调节对其供热的低压蒸汽流量，保证从氧气加热器(12)和氮气加热器(13)中流出的氧气和氮气的温度。