我国长期以来以煤炭为主要能源资源,但我国煤炭利用一直处于一种单一发展煤炭生产、不注重煤炭综合利用的不合理产业布局。电力、化工和其他行业在技术工艺、设备设施上的不足以及产品结构上的不合理,致使我国的单位产值能耗是发达国家的3—4倍,可见我国的煤炭利用效率低下。因此,寻求资源消耗少,能源转化率高,总体排放少的煤炭能源利用系统对我国实现可持续发展战略是一个必然选择。 煤气、热、电三联产系统正是一种能源转化率高的能源利用系统。先将煤炭部分气化,将煤炭中的挥发份转化为煤气,在碳转化率达到一定值后,将煤部分气化的剩余产物——半焦,随循环物经返料器送入循环流化床锅炉燃烧。由锅炉产生的蒸汽可供汽轮机发电和工业、民用用汽。评价三联产系统能量利用情况的统一标准还没有,所以本文提出能量利用系数μ来评价气热电三联产系统的能量利用效益。另外本文还研究以下几个方面。 (1) 本文重点分析煤的气化和锅炉燃烧部分,即气热联产过程的分析。建立气热联产系统的热力模型和数学模型,编制气热联产系统性能分析软件。讨论了不同干馏温度下三种不同煤的部分气化后煤气、半焦的热值和产量,煤的产气率和热解率的情况。并利用数值模拟方法分析了气热联产系统在其余参数不变,在干馏温度不同、煤气产量不同、锅炉负荷不同的情况下系统总能量和能量利用系数的变化情况。 (2) 在满足供热、供煤气的前提下,尽可能多发电以发挥工程的整体经济效益。根据热负荷值,比较了两种汽轮机组方案的热经济性,最后选择二台130t/h煤气、热、电多联产装置,二台C25-8.83/0.981型高压抽凝发电机组的装机方案。并给出了机组的具体运行方式。 (3) 在对气热联产系统分析和为系统选择了合适的汽轮机组的前提下,完成了一整套的煤气、热、电三联产系统。利用(火用)分析法,对三联产系统进行能量分析,得出系统能量损失比较大的部分,找到能量利用的薄弱环节。并比较三联产系统和热电联产系统的(火用)损率。结果表明,三联产系统的(火用)效率要高于热电联产系统。(火用)损率要低于热电联产系统,即能量的损失少,能量利用情况更好。