对IGCC电站中废热锅炉技术的探讨.pdf

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1、第３０卷第２期华电技术Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．２２００８年２月ＨｕａｄｉａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＦｅｂ．２００８对ＩＧＣＣ电站中废热锅炉技术的探讨ＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗａｓｔｅｈｅａｔｂｏｉｌｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＩＧＣＣｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ张广全ＺＨＡＮＧＧｕａｎｇｑｕａｎ（国家电站燃烧工程技术研究中心，辽宁沈阳１１００３４）（ＴｈｅＳｔａｔｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆＰｏｗｅｒＰｌａｎｔ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００３４，Ｃｈｉｎａ）摘要：废热锅炉是ＩＧＣＣ电站中气化

2、岛中的关键设备，采用废热锅炉对煤气化后合成气的显热进行有效回收能够显著提高ＩＧＣＣ机组的发电效率。废热锅炉的放热工质同时具有高温、高压、强还原性３个特点，其中辐射式废热锅炉的高温腐蚀、密封和排渣问题以及对流式废热锅炉的积灰、堵塞和磨损问题是废热锅炉技术研究中需要重点解决的难点问题。对ＩＧＣＣ电站废热锅炉研究和设计中的几个关键问题进行了总结和分析，并提出了相应的解决意见。关键词：ＩＧＣＣ；废热锅炉；显热回收；废热利用中图分类号：ＴＫ１６文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－１９５１（２００８）０２－００２９－０５Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｗａｓｔｅｈｅａｔｂｏｉｌｅｒｉ

3、ｓｋｅｙｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｕｎｉｔｏｆＩＧＣＣｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ．Ｔｈｅｗｈｏｌｅｓｙｓｔｅｍｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｃａｎｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙａｄｏｐｔｉｎｇｔｈｅｗａｓｔｅｈｅａｔｂｏｉｌｅｒｔｏｒｅｃｏｖｅｒｔｈｅｈｅａｔｏｆｓｙｎｇａｓ．Ｔｈｅｗａｓｔｅｈｅａｔｏｆｔｈｅｂｏｉｌｅｒｈａｓｔｈｒｅｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｓｔｒｏｎｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎ．Ｓｏｍｅｐｒｏｂｌｅｍｓｍｕｓｔｂｅｐａｙｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｓｏｌｖｅ，ｓｕｃｈａｓｔｅｍ

4、ｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，ｓｅａｌ，ａｎｄｓｌａｇｄｉｓｃｈａｒｇｅｆｏｒＴｈｅｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅｗａｓｔｅｈｅａｔｂｏｉｌｅｒａｎｄｆｏｕｌｉｎｇ，ｐｌｕｇａｎｄｗｅａｒｆｏｒｔｈｅｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎｗａｓｔｅｈｅａｔｂｏｉｌｅｒ．Ｔｈｅｋｅｙｉｓｓｕｅｓｆｏｒｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆｗａｓｔｅｈｅａｔｂｏｉｌｅｒｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＩＧＣＣ；ｗａｓｔｅｈｅａｔｂｏｉｌｅｒ；ｈｅａｔｒｅｃｏｖｅｒｙ；ｗａｓｔｅｈｅａ

5、ｔｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ效回收十分必要。目前ＩＧＣＣ发电技术的供电效率０引言已达４２％～４５％，这部分显热若不回收，能量损失会整体煤气化联合循环发电系统（ＩＧＣＣ）可以实很大，将影响供电效率的４％～５％。从目前ＩＧＣＣ现燃煤高效、清洁和多样化利用，是先进煤基能源多发电系统的运行情况和发展趋势来看，最重要的热联产系统的重要基础。我国拥有丰富的煤炭资源，回收装置是气化装置后的废热锅炉。废热锅炉包括采用煤炭发电是目前的现实选择。国家发改委已辐射式废热锅炉和对流式废热锅炉２部分，了解和对ＩＧＣＣ纯发电、ＩＧＣＣ供热和ＩＧＣＣ多联产３种研究辐射式废热锅炉和对流式废热锅炉的

6、设计和制ＩＧＣＣ项目进行论证，在“十一五”期间电力工业发展造技术是十分迫切的现实需要。规划中也明确提出要开工建设一批ＩＧＣＣ示范工程。１废热锅炉在ＩＧＣＣ系统中的地位ＩＧＣＣ系统中气化炉出口的粗煤气具有较高的温度。采用水煤浆气化工艺的气化炉出口温度为在ＩＧＣＣ发电系统中，废热锅炉是显热回收利用１２００～１５００℃，显热能量很高，粗煤气在净化之前的中的关键设备和气化岛中的重大设备，废热锅炉的降温过程中其大量显热将被冷却介质带走，为了提运行情况直接影响ＩＧＣＣ发电系统的可用率和整体高能源利用效率，对煤气化后合成气的显热进行有供电效率。按照高温煤气流程来分，辐射式废热

7、锅炉是高温段显热利用的主要设备，对流式废热锅炉收稿日期：２００７－１２－１８是中温段废热利用的主要设备。辐射式废热锅炉与·３０·华电技术第３０卷对流式废热锅炉将合成气的大部分显热传给工质１４００℃，高温高压合成气从气化炉进入辐射式废热水，产生高压蒸汽，这些蒸汽在余热锅炉中过热后送锅炉后具有流速快、停留时间短等特点，从而要求辐住蒸汽轮机发电。典型ＩＧＣＣ系统简易流程如图１射式废热锅炉的结构具有耐热膨胀性能好、传热面所示。导热系数大、气体经过处结构简单等特点。通常选从磨煤机供来的水煤浆与从空分设备供来的高压氧用烟道水冷壁排管式受热面形式。从气化炉中排出气一起进入气化

8、烧嘴，在气化炉缺氧还原环