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通常,可以用以下一些技术特性指标来衡量气化炉工作性能的好坏,它们是:
(1)碳转化率:指煤中所含的碳元素在气化炉中转化成为煤气成分中含碳量的百分数。显然,它与气化过程的温度、煤在气化炉内的逗留时间、未反应炭粒的再循环与否,以及煤的品种有关。一般来说,采用干法供煤、氧气气化的气化炉,由于气化温度高,采用未燃炭粒再循环等措施,可以保证碳的转化率高达99%以上。对于采用水煤浆供煤、氧气气化的气化炉来说,由于气化温度较低,碳的转化率必然有所降低。当然,当采用含碳量高、挥发分低的老年性煤时,碳的转化率也会下降。不言而喻,为了确保煤的气化效率,首先必须采取一切措施,力求气化炉具有尽可能高的碳的转化率。
(2)冷煤气效率:定义是
气化生成的煤气的化学能/气化用煤的化学能
通常,煤气和煤的化学能均可以用相应的低位发热量作为计算基准。
显然,提高气化炉的冷煤气效率可以把煤中所蕴储的化学能更多份额地转化成为煤气的化学能,也就是说,它能把更多的能量分配到燃气轮机系统中去做功(即:使A值减小),因而,有利于改善IGCC的供电效率。
目前,性能良好的气化炉的冷煤气效率可以达到
80%~88%。
当然,冷煤气效率与气化炉的结构型式、供煤方式(干法供煤或水煤浆供煤)等因素有关。提高气化过程的温度,或者采用两段气化方式,或是采用高温固定床气化方式(以便产生较多的碳氢化合物),都有利于提高气化炉的冷煤气效率。
(3)热煤气效率
:定义是:
(气化生成的煤气的化学能+气化炉和热煤气显热利用系统中产生的蒸汽之焓值增量)/气化用煤的化学能
式中所谓的“蒸汽之焓值增量”是指在气化炉和热煤气显热的利用系统中产生的蒸汽的焓值与其给水的焓值之差。
当然,热煤气效率与热煤气显热利用系统的设计有密切关系。为了达到同样程度的热煤气效率,对于冷煤气效率高的气化炉来说,热煤气利用系统的设备就可以简化。
目前,热煤气效率有可能达到91%~95%。
(4)能量转化效率
:定义是:
={气化生成的煤气的化学能及其在燃烧室前的物理焓+气化炉系统和热煤气显热利用系统中产生的蒸汽之焓值增量—供气化炉的氧或空气的物理焓—供气化炉用的水蒸气的焓值-供煤气净化系统用的蒸汽和水所具有的焓值}/气化用煤的化学能
一般情况下, 。
(5)负荷变化的适应性指标:通常,它需要用以下两种指标来衡量,即:
1.以在每分钟内粗煤气流量突增突减的百分率来表示。当然,在此变化范围内,煤气的压力及其成分应基本上保持不变。
2.气化炉能稳定运行的最低负荷百分率。
(6)煤的适应性,它可以用适宜于本气化炉的煤种数量及其元素分析或工业分析的成分来表示。
(7)单台气化炉的用煤日耗量(t/d)及其所产的煤气量(m3/h)。
(8)所产煤气的容积组成及其低位或高位发热量。
(9)每公斤煤经气化后产生的粗煤气中CO与H2气的容积总和及它们的比值关系。
(10)气化炉的炉渣和废水中有害物的成分和含量。
(11)气化每公斤煤所需供入气化炉的氧气(或空气)和水蒸气的公斤数。
(12)气化炉耐火砖、耐火炉衬、燃烧喷嘴等的使用寿命以及气化炉的持续运行时数。 |
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