整体煤气化联合循环中流化床气化炉的数值模拟

陈巨辉+孟诚+李九如+黎嘉豪

摘 要：针对整体煤气化联合循环 （IGCC） 总的热效率没有得到充分提高这一问题。为了获得更高的发电效率，发展了先进的IGCC技术，而此种技术是基于回收概念基础之上的。从IGCC整体系统与设备结构看来，这种技术将发电先进技术合为一体化，综合利用当前的发电技术，并通过蒸汽在气化炉内的吸热反应，回收燃气轮机或固体氧化物燃料电池的排气热。据估计，这种回收利用具有易于使用、分离、收集固定CO2的效果使其非常具有吸引力，并且可以提高总效率的10%甚至更高。研究整体煤气化联合循环发电系统的核心设备之一的流化床气化炉的特征性能，以及它对整个系统的作用和影响。

关键词：整体煤气化联合循环； 循环流化床； 气化炉； 发电技术；数值模拟

DOI：10.15938/j.jhust.2017.03.024

中图分类号： TQ545

文献标志码： A

文章编号： 1007-2683（2017）03-0132-05

Abstract：The overall thermal efficiency of the integrated gasification combined cycle （IGCC） has not been sufficiently improved.In order to achieve higher power generation efficiency，the advanced technology of IGCC has been developed which is on the basis of the concept of exergy recovery. IGCC systems and devices from the overall structure of opinion， this technology will generate electricity for the integration of advanced technology together， the current utilization of power generation technology and by endothermic reaction of steam in the gasifier， a gas turbine exhaust heat recovery or the solid oxide fuel cell. It is estimated that such the use of exergy recycling has the advantage of being easy to use， separating， collecting fixed CO2， making it very attractive， and can increase the overall efficiency by 10% or more. The characteristics of fluidized bed gasifier， one of the core equipment of the IGCC system， and its effect on the whole system were studied.

Keywords：intergrated gasification combined cycle； circulating fluidized bed； gasification furnace；power generation technology； numerical simulation

3 結 论

IGCC发电技术的整体性能具有发电效率高，适用煤种广，节能环保等显著优势；而对于新型循环流化床气化炉来说，低温蒸汽气化的煤/生物质TBCFB气化炉技术将成为未来的IGCC发电系统的新型技术。热和化学调理的废热在燃气轮机中被高效利用，通过高密度和高固体质量流量循环惰性传热材料的循环的上升管中存在未反应燃烧的炭中的热能。通过分离热解，通过蒸汽气化和在TBCFB气化炉内的不完全燃烧和完全燃烧反应，完成煤/生物质到合成气在低温环境的转换下伴随着限制氧气消耗可能被实现。但是，基础研究显示在TBCFB结构和水动力操作的高密度和高固体质量流量仍然被限制并且需要做进一步的研究。

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（编辑：王 萍）