IGCC技术能同时提高燃煤发电效率和减小污染物排放,是未来电力工业发展的一个重要方向,引起全球能源赏罚分明 的重视.中国电力工业对煤岩的依赖更为突出,为了改变中国电力工业的落后面貌,以满足资源、经济和环境协调可持续发展的要求,必须加速开发、利用IGCC技术.IGCC是一种崭新的技术,而且系统很复杂,对IGCC系统进行研究有很大的学术和工程应用意义.国内外对IGCC系统研究还很不够,该文首次从系统定量分析、优化和提高性能几方面对IGCC系统进行了比较全面、深入的研究.首先建立了IGCC单元设备的数学模型,包括气化炉模型、饱和器模型和通用单元模型,首次提出饱和器的三种工作状态,在建模的基础上给出特定的解算方法.对IGCC系统进行模拟分析研究,单元模型包含21个子模块,采用联立模块方法求解,收敛快、计算精度高,且容易扩充,适合于复杂的IGCC系统的模拟分析研究.对蒸汽系统的数学模型进行分析和推导,首次提出了蒸汽系统作出系数λ<,j>的概念,应用λ<,j>进行蒸汽系统局部变动的定量计算是一种新方法,该方法具有计算简便、准确而且物理概念清晰的特点.应用这种局部定量的分析方法,对两种常见的热力除氧方式的热经济性问题进行研究,比较了两种除氧系统在不同的除氧器参数时的热经济效果.在分析IGCC煤气饱和系统热力特性的基础上,建立了煤气饱和系统的超结构优化模型.对二维函数的Powell优化方法进行改进,使这一方法能较好地适用求解有约束NLP问题.然后对优化模型进行解算,通过流程和参数优化使IGCC系统的净效率比原设计方案提高了0.42个百分点,经济效果明显.
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