IGCC系統(tǒng)氣化爐與回熱器的數(shù)值優(yōu)化.pdf

1、整體煤氣化燃氣——蒸汽聯(lián)合循環(huán)(簡稱IGCC)是一種先進的高效低污染的清潔煤發(fā)電技術(shù)，是多種高新技術(shù)的合成，由氣化、動力、脫硫、空分四個島組成。IGCC系統(tǒng)整體化要求高，系統(tǒng)十分復(fù)雜，諸多的子系統(tǒng)中任何一個發(fā)生問題，便會影響全局。 本文主要研究IGCC系統(tǒng)氣化爐與回熱器的數(shù)值優(yōu)化幾個部分。 首先，采用Aspen Plus軟件建立了IGCC系統(tǒng)中Texaco煤氣化爐的模型。以往建立的氣化爐模型是先把煤分解為相同質(zhì)量和發(fā)熱量

2、的由碳氫和其他化合物、純凈元素和灰組成的常規(guī)物流混合物，再通到平衡反應(yīng)器中。這種做法假定煤全部轉(zhuǎn)化成煤氣，無法計及碳轉(zhuǎn)化率；采用的補救措施是在后續(xù)流程中排放掉一部分煤氣來模擬煤的不完全轉(zhuǎn)換，其結(jié)果導(dǎo)致其他元素的流失。本文通過在模擬過程設(shè)定非常規(guī)物質(zhì)，把碳的不完全轉(zhuǎn)換考慮進去，使模型的模擬更符合實際的氣化爐，從而解決了對碳的不完全轉(zhuǎn)化考慮不足的問題。采用Aspen Plus軟件計算分析并尋找出最優(yōu)操作點，提高整個過程的熱效率，達到過程優(yōu)化

3、的目的，同時可以輔助設(shè)計以及解釋說明實驗數(shù)據(jù)。 其次，根據(jù)所設(shè)計回熱器換熱工質(zhì)的物性以及設(shè)計在成本和性能方面的考慮，采用U型管式管殼式結(jié)構(gòu)的換熱器。接著，手算和采用Aspen B-JAC軟件分別來設(shè)計燃氣冷卻器和凈燃氣過熱器的結(jié)構(gòu)，用Aspen Properties軟件包分別計算殼程和管程的物性曲線。計算出管殼程的傳熱系數(shù)和壓降，結(jié)構(gòu)基本吻合。 最后，在上述回熱器的基礎(chǔ)上，根據(jù)文獻中公布的管殼式換熱器研究進展，考慮采用“