工科论文：国外4座大型IGCC电站的煤气化工艺[1]

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【摘要】　世界上建成并运行的250 MW及以上的IGCC电站是美国的Wabash River和Tampa、荷兰的Demkolec、西班牙的Puertollano。它们采用的煤气化工艺分别是：Destec、Texaco、Shell和Prenflo加压喷流床煤气化工艺。综合分析了这4种煤气化工艺的设备技术特点和技术经济指标及在IGCC电站中的应用情况。
【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，世界上已投入运行的4座250 MW以上的IGCC电站分别是美国的Wabash River(260.6 MW)和Tampa(250 MW)、荷兰的Demkolec(253 MW)和西班牙的Puertollano(300 MW)。它们分别采用Destec、Texaco、Shell和Prenflo加压喷流床煤气化工艺。Destec和Texaco是水煤浆加压气化的主要代表，而Shell和Prenflo则是干粉进料加压喷流床气化的主要代表。用于IGCC的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最大容量的工业应用。它们的运行状况直接影响着IGCC的可用率和可靠性，是IGCC电站最关键的技术之一。了解这4种气化炉的设备和技术特点及在IGCC电站中的运行状况，对我国IGCC电站选择煤气化工艺路线具有一定的参考价值。

1　Texaco 煤气化工艺
1.1　Texaco 气化工艺的结构特点
　　(1)制浆系统。煤和水在常规的煤浆磨中被制成浓度通常是60%～68%的水煤浆，Tampa IGCC电站的水煤浆设计浓度为68%。对于一些灰熔点较高的煤或者制浆困难的煤，经常在煤浆磨中同时加入石灰石助熔剂或者煤浆添加剂，使得煤的灰熔点降低或者使煤浆均匀性提高。在煤浆磨的出口有一个筒形的筛子，合格的煤浆流入煤浆储罐中，不合格的煤浆溢流到循环槽中被送回煤浆磨入口。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的水，使储罐中的煤浆始终保持在一定浓度下的均匀状态。气化炉所需的煤浆量一般由2级隔膜泵从煤浆储罐中抽取并加压送入气化炉喷嘴，在气化炉入口的煤浆输送管上设有2级流量检测器，严格控制煤浆的流量，煤浆流量的调节全靠隔膜泵来控制。
　　(2)气化炉和煤气冷却系统。水煤浆和95%纯度的氧气被同时送入气化炉喷嘴，在气化炉内进行气化反应，反应区的温度一般在1 200～1 500 ℃，气化炉的压力根据不同行业的需要可以是2.5～8.5 MPa。Tampa IGCC电站的气化炉压力为2.8～3.0 MPa，气化区的温度为1 482 ℃。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，还有少量的NH3、COS、HCN和飞灰。由于采用水煤浆进料，煤气中的H2O含量较高。
　　Tampa电站的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。气化反应的速度很快，粗煤气在气化工学论文