[实用新型]以气化炉产生的合成气来发电的发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用发电系统，具体地，涉及一种以气化炉产生的合成气来发电的系统。

背景技术

整体煤气化联合循环（Integrated Gasification Combined Cycle,IGCC）发电系统，是一种将煤气化技术和高效的联合循环发电系统相结合的先进发电系统，其工艺过程主要包括：煤经气化后生成为中低热值的煤气，该煤气经过净化，除去其中的粉尘和硫化物等，变为清洁的气体燃料（合成气），然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧，加热气体工质以驱动燃气透平作功，燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水，产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机作功。IGCC发电系统大致可分为：煤的制备、煤的气化、煤气的净化、热量的回收和燃气轮机及蒸汽轮机发电几个部分。其中，能否高效地进行热量回收对IGCC发电系统有重要的意义，若高温高压的煤气中的能量不能得到很好的回收和利用，不仅影响发电系统的能量效率、发电成本，也会对环境造成影响。

目前IGCC发电系统地热量回收方案主要有两种：对于以干煤粉为原料来进行气化的工艺，一般设置有辐射制冷器，其将系统中的冷合成气循环回来对高温煤气进行骤冷，将高温煤气中的热量回收用来产生蒸汽发电所用的蒸汽；对于以水煤浆为原料进行气化的工艺，一般是将从气化炉输出的高温煤气直接进行淬冷（quench cooling）、净化后输入到燃气轮机用于发电。其中，第一种系统的成本较高，第二种系统操作简单，成本也较低，但其能量回收的效率很低，很多能量被浪费。

因此有必要提供一种更加高效的方式对IGCC发电系统中的能量进行回收和利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种发电系统，以解决上述问题。

为达上述目的，本实用新型提供一种发电系统，包括：

气化装置，用来接收水煤浆并将其转化成高温高压的燃料气体流；

淬冷装置，用来将所述高温高压的燃料气体流冷却以产生冷却的燃料气体流，该淬冷装置包括喷水激冷环，该喷水激冷环可让燃料气体从其中通过，并对从其中通过的燃料气体进行喷水冷却；

分离装置，其包括分离器和高温过滤装置，分别用来将所述淬冷装置输出的冷却的燃料气体流中的粗颗粒和细颗粒除去，输出脱除固体颗粒后的燃料气体流；

膨胀机，接收所述脱除固体颗粒后的燃料气体流，利用其中的能量来发电，并使燃料气体的温度和压力下降，产生膨胀的燃料气体流；

脱酸装置，用来将所述膨胀的燃料气体流中的酸性气体脱除；以及

燃气轮机联合循环系统，用来以所述脱除了酸性气体后的燃料气体流进行发电。

所述高温过滤装置可在450℃或以上的温度下将所述冷却的燃料气体流中的细颗粒去除。

所述高温过滤装置为可在600℃或以上的温度下将所述冷却的燃料气体流中的细颗粒去除的陶瓷过滤器。

所述发电系统在所述分离器和高温过滤装置之间设置有切换装置，该切换装置可选择地将所述分离器连接到所述高温过滤装置或一个紧急骤冷槽，该紧急骤冷槽连接于所述脱酸装置前端，在所述高温过滤装置失效时，可使得所述分离器输出的燃料气体在其中冷却后再进入所述脱酸装置。

该发电系统进一步包括连接于所述膨胀机和脱酸装置之间的热交换装置，使得从膨胀机中输出的燃料气体流在流经所述热交换装置后进入脱酸装置中脱除酸性气体，而所述脱除酸性气体后的燃料气体流返回并逆向地流经所述热交换装置后再进入所述燃气轮机联合循环系统，所述以相反的方向流经所述热交换装置的两股燃料气体流之间发生热量交换。

本实用新型的优点在于，将合成气进行部分水淬以冷却到后端设备材料的耐受温度，即使合成气冷却到一定温度却仍然过热，比如，通过部分水淬将合成气的温度从约1300℃冷却到约400℃，然后，合成气在分离器和过滤器中脱除固体颗粒后流入膨胀机中做功用于发电，在做功过程中合成气的温度和压力都降低。由于充分地利用了合成气中的压力，这样的发电系统中的能量利用方式与采用辐射制冷器的相比，可更多地将合成气的能量转化为电能，发电效率更高。尤其是对于在高压气化过程产生的合成气而言更具有优势，气化过程中产生的合成气的压力越大，优势越明显。

附图说明

通过结合附图对于本实用新型的实施例进行描述，可以更好地理解本实用新型，在附图中：

图1显示了一个实施例中的一种利用气化炉的合成气来发电的发电系统。

具体实施方式