一种基于IGCC的煤气化联合斯特林发电系统的制作方法

一种基于igcc的煤气化联合斯特林发电系统
技术领域
1.本发明属于煤气化领域，涉及一种基于igcc的煤气化联合斯特林发电系统。


背景技术：

2.igcc技术把洁净的煤气化技术与高效的燃气
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蒸汽联合循环发电系统结合起来，既有高发电效率，又有极好的环保性能，是一种有发展前景的洁净煤发电技术。目前igcc联合循环发电系统是将煤气化产生的合成气经过净化，除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料，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做功发电，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做功联合发电。
3.为了最大限度的回收合成气显热，通常采用废锅工艺，即在气化炉后设置废锅将合成气的温度从800℃将至300℃左右，从而来副产更多的蒸汽发电。但是废锅的结构复杂，造价高。合成气中携带的飞灰对废锅受热面的磨损严重，且易积灰堵塞。为了避免积灰通常采用振打敲击以及氮气反吹等措施，这样就增加了氮气消耗，影响合成组分，加重设备疲劳，影响使用寿命。
4.因此，很有必要设计一种既能避免积灰磨损问题，又能节省氮气消耗量，同时还能灵活调节发电功率的igcc联合发电系统来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于igcc的煤气化联合斯特林发电系统，该系统结构简单、造价和能耗低，且不易磨损，同时能够灵活调峰。
6.为达到上述目的，本发明所述的基于igcc的煤气化联合斯特林发电系统包括两段式气化炉、旋风分离器及斯特林发电系统；
7.两段式气化炉的合成气出口与旋风分离器的入口相连通，旋风分离器的顶部出口与斯特林发电系统的入口相连通，旋风分离器的底部出口与两段式气化炉的入口相连通。
8.还包括飞灰加速器及高压氮气管道，其中，飞灰加速器的入口与高压氮气管道及旋风分离器的底部出口相连通，飞灰加速器的出口与两段式气化炉的入口相连通。
9.还包括汽包，其中，汽包的入口与两段式气化炉的水冷壁出口相连通，汽包的出口与两段式气化炉的水冷壁入口相连通。
10.还包括蒸汽轮机发电系统，其中，蒸汽轮机发电系统的入口与汽包相连通。
11.还包括循环水泵，其中汽包的出口经循环水泵与两段式气化炉的水冷壁入口相连通。
12.斯特林发电系统包括加热盘、膨胀气缸及斯特林发电机，其中，旋风分离器的顶部出口与加热盘的入口相连通，加热盘的出口与合成气管道相连通，加热盘内部设有盘管，盘管与膨胀气缸相连通，斯特林发电机与膨胀气缸的输出轴相连通。
13.斯特林发电系统的数目为一个。
14.斯特林发电系统的数目为多个，其中，多个斯特林发电系统之间通过并联方式连接。
15.合成气管道上设置有阀门。
16.高压氮气管道上设置有调节阀。
17.本发明具有以下有益效果：
18.本发明所述的基于igcc的煤气化联合斯特林发电系统在具体操作时，利用斯特林发电系统替代原废锅，两段式气化炉输出的合成气经过旋风分离器除灰后，直接进入斯特林发电系统中将热能转化为电能，不需要像废锅将热能变成蒸汽再发电，省去了复杂的水汽系统、氮气吹扫系统以及敲击振打系统，同时斯特林发电系统为模块化设计，可以并联多个，根据需求设计数量来满足工艺，当斯特林系统的加热盘积灰时，可以切换运行，处理积灰后恢复使用。
附图说明
19.图1为本发明的结构示意图。
20.其中，1为两段式气化炉、2为旋风分离器、3为汽包、4为循环水泵、5为蒸汽轮机发电系统、6为斯特林发电系统、7为飞灰加速器、61为加热盘、62为膨胀气缸、63为斯特林发电机、64为斯特林盘管。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
22.参考图1，本发明所述的基于igcc的煤气化联合斯特林发电系统包括两段式气化炉1、旋风分离器2及斯特林发电系统6；两段式气化炉1的合成气出口与旋风分离器2的入口相连通，旋风分离器2的顶部出口与斯特林发电系统6的入口相连通，旋风分离器2的底部出口与两段式气化炉1的入口相连通。
23.本发明还包括飞灰加速器7及高压氮气管道，其中，飞灰加速器7的入口与高压氮气管道及旋风分离器2的底部出口相连通，飞灰加速器7的出口与两段式气化炉1的入口相连通。
24.本发明还包括汽包3，其中，汽包3的入口与两段式气化炉1的水冷壁出口相连通，汽包3的出口与两段式气化炉1的水冷壁入口相连通，汽包3设有锅炉给水补水入口和蒸汽出口。
25.本发明还包括蒸汽轮机发电系统5，其中，蒸汽轮机发电系统5的入口与汽包3的蒸汽出口相连通。
26.本发明还包括循环水泵4，其中汽包3的出口经循环水泵4与两段式气化炉1的水冷壁入口相连通。
27.斯特林发电系统6包括加热盘61、膨胀气缸62、斯特林发电机63以及斯特林盘管64，其中，旋风分离器2的顶部出口与加热盘61的入口相连通，加热盘61的出口与合成气管道相连通，斯特林盘管64与膨胀气缸62相连通，斯特林发电机63与膨胀气缸62的输出轴相连通。
28.斯特林发电系统6的数目为一个或者多个，当斯特林发电系统6的数目为多个时，
其中，后一个斯特林发电系统6与前一个斯特林发电系统6之间采用并联方式连接。
29.合成气管道上设置有阀门，阀门为高温高压阀门，或为水夹套阀门。
30.高压氮气管道上设置有调节阀。
31.在工作时，两段式气化炉1输出的合成气经过旋风分离器2除灰后，直接进入斯特林发电系统6中将热能转化为电能，斯特林发电系统6由加热盘61、膨胀气缸62、斯特林发电机63以及斯特林盘管64组成，其原理为：800℃的高温合成气进入加热盘61，与设置在加热盘61内部的斯特林盘管64接触，将斯特林盘管64管内的工质气体加热，工质气体受热膨胀，推动膨胀气缸62的活塞做功，再带动斯特林发电机63发电。