国外4座大型IGCC电站之煤气化工艺

【摘要】　世界上建成并运行之250 MW及以上之IGCC电站是美国之Wabash River和Tampa、荷兰之Demkolec、西班牙之Puertollano。阳光电子学校维修专家分析认为：它们采用之煤气化工艺分别是：Destec、Texaco、Shell和Prenflo加压喷流床煤气化工艺。阳光电子学校维修专家分析认为：综合分析了这4种煤气化工艺之设备技术特点和技术经济指标及在IGCC电站中之应用情况。阳光电子学校维修专家分析认为：
【关键词】　煤气化工艺　煤气化　循环发电　技术特点　运行分析

Coal Gasification Technology in Four Large IGCC Power Plants Abroad

Abstract　There are four 250 MW and above IGCC power plants built and put into operation now in the world.They are U.S. Wabash River and Tampa,Dutch Demkolec and Spain Puertollano.The coal gasification processes employed are Destec,Texaco,Shell and Prenflo pressurized jet-flow bed gasification process respectively.This article comprehensively analyzes the equipment technical features,technical and economical indexes of these four kinds of coal gasification processes,as well as their applicatious in IGCC power plants.
Key words　coal gasification process　coal gasification combined cycle power generation　technical featuresoperation analysis

　　迄今为止，世界上已投入运行之4座250 MW以上之IGCC电站分别是美国之Wabash River(260.6 MW)和Tampa(250 MW)、荷兰之Demkolec(253 MW)和西班牙之Puertollano(300 MW)。阳光电子学校维修专家分析认为：它们分别采用Destec、Texaco、Shell和Prenflo加压喷流床煤气化工艺。阳光电子学校维修专家分析认为：Destec和Texaco是水煤浆加压气化之主要代表，而Shell和Prenflo则是干粉进料加压喷流床气化之主要代表。阳光电子学校维修专家分析认为：用于IGCC之4种煤气化炉容量都达到2 000 t/d以上，都是这些气化炉首次 大容量之工业应用。阳光电子学校维修专家分析认为：它们之运行状况直接影响着IGCC之可用率和可靠性，是IGCC电站 关键之技术之一。阳光电子学校维修专家分析认为：了解这4种气化炉之设备和技术特点及在IGCC电站中之运行状况，对我国IGCC电站选择煤气化工艺路线具有一定之参考价值。阳光电子学校维修专家分析认为：

1　Texaco 煤气化工艺
1.1　Texaco 气化工艺之结构特点
　　(1)制浆系统。阳光电子学校维修专家分析认为：煤和水在常规之煤浆磨中被制成浓度通常是60%～68%之水煤浆，Tampa IGCC电站之水煤浆设计浓度为68%。阳光电子学校维修专家分析认为：对于一些灰熔点较高之煤或者制浆困难之煤，经常在煤浆磨中同时加入石灰石助熔剂或者煤浆添加剂，使得煤之灰熔点降低或者使煤浆均匀性提高。阳光电子学校维修专家分析认为：在煤浆磨之出口有一个筒形之筛子，合格之煤浆流入煤浆储罐中，不合格之煤浆溢流到循环槽中被送回煤浆磨入口。阳光电子学校维修专家分析认为：在煤浆储罐中设有一个搅拌器，并根据检测结果加入一定量之水，使储罐中之煤浆始终保持在一定浓度下之均匀状态。阳光电子学校维修专家分析认为：气化炉所需之煤浆量一般由2级隔膜泵从煤浆储罐中抽取并加压送入气化炉喷嘴，在气化炉入口之煤浆输送管上设有2级流量检测器，严格控制煤浆之流量，煤浆流量之调节全靠隔膜泵来控制。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　(2)气化炉和煤气冷却系统。阳光电子学校维修专家分析认为：水煤浆和95%纯度之氧气被同时送入气化炉喷嘴，在气化炉内进行气化反应，反应区之温度一般在1 200～1 500 ℃，气化炉之压力根据不同行业之需要可以是2.5～8.5 MPa。阳光电子学校维修专家分析认为：Tampa IGCC电站之气化炉压力为2.8～3.0 MPa，气化区之温度为1 482 ℃。阳光电子学校维修专家分析认为：水、煤和氧气在气化炉中发生气化反应，主要生成CO、H2、CO2、H2O、CH4、H2S和N2，此外，还有少量之NH3、COS、HCN和飞灰。阳光电子学校维修专家分析认为：由于采用水煤浆进料，煤气中之H2O含量较高。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　Tampa电站之Texaco气化炉内设耐火砖(一般为4层)，内径约4.0 m，高约3.0 m。阳光电子学校维修专家分析认为：气化反应之速度很快，粗煤气在气化炉内之停留时间一般在2～3 s。阳光电子学校维修专家分析认为：热煤气离开气化炉进入特殊设计之辐射式冷却器，使热煤气之温度降低至700 ℃，同时使热煤气中之熔融态渣凝固。阳光电子学校维修专家分析认为：冷却后之粗煤气进入对流式冷却器中被进一步冷却到480 ℃。阳光电子学校维修专家分析认为：煤气中之显热在2级冷却器中得到回收，产生10.4 MPa之高压饱和蒸汽。阳光电子学校维修专家分析认为：气化炉与辐射式冷却器做成一体，外径约5 m，高约39 m，总重约900 t，气化炉安装标高约106.75 m。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　(3)排渣和黑水处理系统。阳光电子学校维修专家分析认为：气化炉内之熔渣经辐射式冷却器后冷却凝固成玻璃状之渣进入充满水之锁斗系统，锁斗上下部各有2级阀门控制渣进入和排出。阳光电子学校维修专家分析认为：从压力锁斗排出之渣落入粗渣糟中，粗渣被分离出来，进一步处理或直接销售。阳光电子学校维修专家分析认为：细渣和水一起被抽入一个细灰沉降槽中进行重力沉降或过滤，使水和细渣分离。阳光电子学校维修专家分析认为：从洗涤器出来含灰之水也进入沉渣槽中，使含碳之飞灰与水分离，从沉渣糟中溢流出来之水一般含非常少量之细灰，它被再循环至水洗涤器人口作为洗涤器用水，多余之水送回煤浆制备系统。阳光电子学校维修专家分析认为：从沉渣槽底部流出之细灰进入一个压滤机中，将细灰制成细灰饼。阳光电子学校维修专家分析认为：Tampa电站采用了将细灰再循环至煤浆磨之工艺，目之是为了提高碳之转化率。阳光电子学校维修专家分析认为：
1.2　Texaco气化工艺之性能和运行指标分析
　　Texaco气化工艺之性能特点：
　　(1)与干法进料相比，水煤浆进料系统工艺相对简单、安全可靠、操作灵活、制浆系统之厂用电较小，无煤粉爆炸危险性，制浆系统无粉尘排放。阳光电子学校维修专家分析认为：煤不必进行干燥处理，可直接进入制浆系统。阳光电子学校维修专家分析认为：此外，水煤浆进料可处理不同物料(煤、石油焦、其它废料)，进料种类灵活。阳光电子学校维修专家分析认为：此外，使用水煤浆进料，气化炉可以在更高之压力下运行(2.5～8.5 MPa)，这对一些化工过程非常必要。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　(2)气化炉采用单喷嘴运行，所有之气化物料都从一个喷嘴喷入，它具有结构简单之优点，但由于局部热负荷较高，流量较大，不可避免地会发生过热损坏或磨损问题。阳光电子学校维修专家分析认为：到目前为止，Texaco气化炉喷嘴之 长累计运行时间仅3个月就需要进行检修更换。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　(3)Texaco气化炉内设耐火砖，没有水冷系统，结构简单，初投资较小。阳光电子学校维修专家分析认为：但由于炉内温度较高，加之磨损和腐蚀，目前Texaco气化炉向火侧之耐火砖 长寿命仅2 a，靠近炉壁之耐火砖寿命为5～10 a。阳光电子学校维修专家分析认为：

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