基于Shell气化炉的煤基多联产(IGCC)系统建模与仿真
整体煤气化联合循环技术(IGCC)作为一种洁净煤发电技术,非常适合中国作为一个产煤大国的国情,但是整体煤气化联合循环由气化炉和燃蒸联合循环两类十分复杂的系统组成,国内目前很少有对IGCC整体系统集成仿真优化的探索,理论研究仍不充分。 本文在上海市科委重大研究计划子课题“IGCC系统仿真研究”(09DZ1200702)的支持下开展相关研究,主要研究内容有: 针对煤粉气化炉传统模型的部分缺陷,通过借鉴水煤浆气化炉建模常用的小室法对传统的集总渣层法煤粉炉模型进行了改进,提出一种全新的小室渣层法模型,这种全新模型不仅能更好的体现气化炉的动态特性,而且能够反映出气化炉内部的径向参数分布。利用已有的文献数据,对气化炉改进模型进行了模型验证和性能分析。 以V94.3A型燃气轮机为动力岛核心,设计和匹配了气化炉、余热锅炉以及蒸汽轮机等子系统,构建了IGCC联合循环系统。运用模块化建模方法,在EASY5平台上建立了包括物性模块、燃气轮机子系统、余热锅炉子系统、蒸汽轮机子系统等的IGCC系统仿真模型,对IGCC系统稳态和动态性能进行了仿真研究与分析。 在动态性能分析的基础上,根据系统的动态特性和基本的控制需求,设计了初步的IGCC系统控制回路;在负载需求发生变化的情况下,研究了IGCC系统在不同PID参数条件下的控制特性;并针对甩负荷过程,进行了PID参数的重新整定,为系统控制策略的制定提供参考;在此基础上,考虑到联合循环控制的特点,设计了不同的负荷控制逻辑及控制回路,并进行了相应的仿真分析,对改进后的各控制回路仿真结果进行对比与分析,为IGCC系统控制器的设计和控制策略的优化提供参考。
煤气化联合循环发电;煤粉气化炉;小室渣层法模型;系统控制策略;仿真分析
上海交通大学
硕士
动力机械及工程
张会生
2013
中文
TM611.34
89
2015-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）