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IGCC机组仿真及其动态运行特性研究

作　者: 高欣
导　师: 高建强
学　校: 华北电力大学
专　业: 热能工程
关键词: IGCC 数学模型动态特性仿真
分类号: TM611.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 43次
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内容摘要

整体煤气化联合循环(IGCC-Integrated Gasification Combined Cycle)是洁净煤技术中,相当有发展前途的先进动力系统,在整个技术的总体上已经取得了重大发展。但由于某些技术尚未完全成熟,IGCC系统比投资费用和发电成本还比较高,可用率还不十分理想,至今还不能作为一种强有力的洁净煤发电技术与目前已经相当成熟,不断发展的煤粉蒸汽电站相竞争,在系统的优化运行方面有很大的提升空间。并且现在针对系统的仿真研究多假定在设计工况下,实际上由于大气状况变动,负荷波动,以及系统自身状况的改变,使IGCC系统多处于变工况状态。本文本文以某拟在国内建设的200MW级IGCC系统为例,在仿真一体化模型开发平台IMMS上,用FORTAN语言编制了仿真程序,建立系统的主要设备模型,主要包括空分系统模型,气化炉系统模型,燃气轮机模型,余热锅炉模型,蒸汽轮机模型,以及辅助流网模型等,基于系统工作流程,将各部分予以整合,研究其在各种变工况条件下的动态运行特性,进行动态仿真试验,得出各设备重要设备性能参数的响应特性曲线,得出了一些有价值的结论,为IGCC机组性能分析和优化以及实际运行提供了一种重要的技术手段。试验结果趋势与文献相符,表明建立的数学模型准确可靠,仿真模型具有较强的稳定性和实用性,能够为IGCC系统的运行控制提供理论依据和有参考价值的建议。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 选题背景及其意义  10-11
  1.2 整体煤气化联合循环技术的国内外进展  11-12
  1.3 IGCC 系统仿真研究的进展  12-13
  1.4 课题研究内容  13-14
第2章空分系统建模  14-18
  2.1 空分系统类型  14
  2.2 N_2 的双向调节作用对厂用电的影响  14-15
  2.3 N_2 回注的空分系统模型  15-17
  2.4 本章小结  17-18
第3章 Shell 气化炉简介及其模型  18-30
  3.1 Shell 气化炉简介  18
  3.2 Shell 气化炉化学反应平衡模型  18-25
  3.3 渣层模型  25-27
  3.4 气化炉能量平衡模型  27-29
  3.5 本章小结  29-30
第4章燃用合成煤气燃气轮机的特点及其模型  30-37
  4.1 燃用合成煤气燃气轮机的特点  30-31
    4.1.1 燃气轮机的特殊性  30
    4.1.2 燃气轮机燃烧系统的改造  30
    4.1.3 中低热值煤气燃烧问题  30-31
    4.1.4 燃气轮机通流部分的改造  31
  4.2 轴流式压气机模块  31-33
  4.3 燃烧室模块  33-34
  4.4 燃气透平模块  34-36
  4.5 本章小结  36-37
第5章余热锅炉系统及其模型  37-45
  5.1 余热锅炉系统划分  37
  5.2 单相介质换热器物理模型  37-39
  5.3 余热锅炉蒸发系统模型  39-44
    5.3.1 汽包模型  40-42
    5.3.2 下降管模型  42-43
    5.3.3 上升管模型  43-44
  5.4 本章小结  44-45
第6章 IGCC 系统中蒸汽轮机特点及模型  45-49
  6.1 IGCC 系统中蒸汽轮机的特殊性  45
  6.2 蒸汽轮机级组模型  45-48
  6.3 本章小结  48-49
第7章流体网络模型  49-52
  7.1 模块化流体网络模型  49
  7.2 压力模块  49-50
  7.3 流量模块  50-51
  7.4 本章小结  51-52
第8章模型建立及仿真实验分析  52-65
  8.1 系统概述  52-53
  8.2 原始数据  53-54
  8.3 静态仿真结果分析  54-55
  8.4 动态仿真及其结果分析  55-60
    8.4.1 对气化系统的影响  55-57
    8.4.2 对燃气侧参数的影响  57
    8.4.3 对蒸汽侧参数的影响  57-58
    8.4.4 对功率的影响  58-59
    8.4.5 对效率的影响  59-60
  8.5 给煤量增加10%  60-64
    8.5.1 对气化系统的影响  60-61
    8.5.2 对燃气侧参数的影响  61-62
    8.5.3 对蒸汽侧参数的影响  62
    8.5.4 对功率的影响  62-63
    8.5.5 对效率的影响  63-64
  8.6 本章小结  64-65
第9章结论与展望  65-67
  9.1 主要研究成果  65-66
  9.2 工作展望  66-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果  71-72
论文摘要  72-80

IGCC机组仿真及其动态运行特性研究

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