适合富氧燃烧发电系统的空分制氧能耗分析

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1、2011年第2期低温工程No.22011总第180期CRYOGENICSSumNo.180适合富氧燃烧发电系统的空分制氧能耗分析阎维平赵文娟鲁晓宇(华北电力大学能源与动力机械工程学院，教育部“电站设备状态监测与控制”重点实验室保定071003)摘要:根据富氧燃烧对氧气需求的特点，讨论比较了基于深冷低温工艺的空分制氧设备的类型及流程，探讨了适合富氧燃烧发电机组的改进空分流程与参数选择，基于空气分离的热力学原理与空分系统主要设备耗功计算方法，以300MW燃煤富氧燃烧机组为对象，计算了不同空分流程、不同制氧纯度的空分设备能耗和厂用电率

2、，分析结果表明:氧纯度降低时，虽然处理的空气量增大，但厂用电率可降低约2%;在常压富氧燃烧下，外压缩流程能耗低于内压缩流程，二者厂用电率相差约8%;与目前工业上采用的高纯度空分装置的实际电耗比较，厂用电率可降低约13%。关键词:富氧燃烧空分设备空分流程氧气纯度厂用电耗中图分类号:TB663文献标识码:A文章编号:1000-6516(2011)02-0019-06Energyconsumptionanalysisofairseparationunitsforoxygen-enrichedcombustionpowergenerat

3、ionsystemYanWeipingZhaoWenjuanLuXiaoyu(KeyLaboratoryofConditionMonitoringandControlforPowerPlantEquipmentofMinistryofEducation，SchoolofEnergyandPowerMechanicalEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract:Accordingtothespecialdemandsofoxy

4、genforoxygen-enrichedcombustion，differenttypesandprocessesofairseparationunits(ASU)werecomparativelydiscussedtogettheimprovedprocessesandparametersforoxygen-enrichedcombustionpowergenerationsystem．Basedonthermodynamicprincipleofairseparationandcalculationmethodofwast

5、edwork，takinga300MWpowergeneratinggroupunderoxy-gen-enrichedcombustionmodeasexample，analyticcalculationofenergyconsumptionsandauxiliarypowerratesofdifferentairseparationprocessesandoxygenpuritywerecompleted．Theresultsshowthatwhenoxy-genpuritydecreases，whileincreasing

6、ofquantityofair，auxiliarypowerratereduces2%．Underoxygen-enrichedcombustion，energyconsumptionoftheexternalcompressionprocessislowerthantheinternalcompressionprocessandtheirauxiliarypowerratesdifferbyabout8%．ComparingwiththeactualpowerconsumptionofUSAusedinindustry，the

7、auxiliarypowerratereduces13%．Keywords:oxygen-enrichedcombustion;airseparationunits;airseparationprocesses;oxygenpuri-ty;auxiliarypowerconsumption收稿日期:2011-02-16;修订日期:2011-03-04基金项目:国家高技术研究发展专项经费资助(863计划)，“增压流化床富氧燃煤发电新技术”(2009AA05Z310)。作者简介:阎维平，男，56岁，教授、博士生导师。20低温工程20

8、11年［3］h。近年来，大型空分制氧设备开始应用于整体煤1引言气化联合循环发电系统(IGCC)，譬如，某250MW减排CO2以应对全球气候变化已是当今人类在IGCC所需的氧气纯度为99．6%，空分设备的制氧规3能源生产中面临的最大挑战。富氧燃煤发电技术作模可达到