IGCC中余热锅炉及蒸汽系统输入参数选取和计算
余热锅炉的汽水系统及蒸汽轮机均为双压再热式。其流程如下:
汽水侧:
锅炉给水在给水预热器中加热到接近除氧器压力下的饱和温度,进入常压除氧器,与从废热锅炉来的加热蒸汽混合除氧,而后经水泵加压后进入低压省煤器,在低压省煤器中加热到一定的温度(该温度=低压所对应的饱和温度-接近点温差),再进入低压汽包。其中一部分水在低压蒸发器中循环加热为饱和蒸汽,从低压汽包上部管道出来,经低压过热器过热后进入汽轮机的低压缸;一小部分水加热后进入煤气饱和器,其余的则进入高压省煤器,加热至一定温度(该温度=高压饱和温度-接近点温差),进入高压汽包。高压汽包中的水,一部分经水泵加压后进入辐射废热锅炉及对流废热锅炉,加热为对应压力下的饱和蒸汽后回到汽包;另一部分则经高压蒸发器加热为饱和蒸汽后回到汽包。从高压汽包上部出来的饱和蒸汽经与再热器间隔布置的两级过热器过热后进入汽轮机的高压缸,在高压缸中做功后进入一、二级再热器再热,进入中压缸做功,中压缸排汽与低压过热器中产生的二次蒸汽一起进入低压缸做功,最后进入凝汽器。从凝汽器出来的水与新的补充水一起经水泵加压后进入A、B、C三个加热器,又作为余热锅炉的给水进入余热锅炉的给水预热器。从而完成整个汽水循环。
烟气侧:
燃气轮机的排气进入余热锅炉,水平依次经过二级再热器、二级高压过热器、一级再热器、一级高压过热器、高压蒸发器、高压省煤器、低压过热器、低压蒸发器、低压省煤器、给水预热器,温度逐渐降低,最后经烟囱排出。总体上,烟气与汽水为逆流关系。
通常余热锅炉由省煤器、蒸发器、过热器以及联箱和汽包等换热管组和容器等组成，在有再热器的蒸汽循环中，可以加设再热器。在省煤气中锅炉的给水完成预热的任务，使给水温度升高到接近饱和温度的水平；在蒸发器中给水相变成为饱和蒸汽；在过热器中饱和蒸汽被加热升温成为过热蒸汽；在再热器中再热蒸汽被加热升温到所设定的再热温度。
文中取用双压再热的余热锅炉，以下为蒸汽系统输入参数的选取和计算。
蒸汽参数选取主蒸汽压力为 110bar,主蒸汽温度比燃气透平排气温度低 50℃,暂选为 512℃。再热蒸汽压力 22bar。低压蒸汽压力 6bar，温度 270℃。选取高压，低压给水流的接近点温差均选为 15℃,两个节点均选为 12℃。进入余热锅炉省煤器的给水温度一般为 30℃－50℃，凝汽器压力为 5000Pa,蒸汽轮机的等熵效率为 90%。
余热锅炉用模型MHeatX模拟，MHeatX模型属于多物流换热器,与其它单元操作模块不同,不是用单个计算模型来模拟,而是由生成多个加热器和多个热流来模拟多物流换热器，这与用若干个模型和热流来搭建余热锅炉的模型在原理上是一样的,但用模拟相对比较简单；模块RStoic模拟燃烧室；模块COOLER模拟冷却器；在单元操作模型已经选好的基础上,用物料流、热流、功流进行相关连接即可得到模拟对象的系统流程图。
模拟选用的燃气是其组分参数见下表：
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