随着社会进步和工业的发展,能源的需求也随之不断增长,在我国,煤炭是支柱性能源,尤其是在发电中最为重要。在众多许多洁净煤利用技术,IGCC,即整体煤气化联合循环,在发电效率和节能减排方面有明显的优势,但与此同时,传统的IGCC主要以氧气为介质,制备氧气所需的空气分离器会消耗大量的厂用电,这会导致发电效率低,成本高的问题。针对该问题,有研究人员提出了以空气作为气化介质方案,但相关的研究较少且不够系统,本文以在相关研究的基础上,对采用空气气化的IGCC从系统层面进行了进一步的研究。本文依据现有的IGCC工艺方案,借助Aspen Plus模拟平台,构建空气气化的IGCC系统工艺流程模型,验证了空气作为气化介质的可行性,并通过参考设计经验值、热平衡计算及软件模拟确定工艺流程中的部分技术参数;基于该模型,研究系统中的关键运行参数,例如气化压力、空气预热温度和气煤比等,对合成气温度、有效气体分布等气化炉运行指标,以及系统功耗分布、发电效率等IGCC系统整体性能指标的影响规律,选取空气气化IGCC系统的运行参数为气煤比3.4,空气预热温度450℃,气化压力3MPa,在该工况下,与相同氧碳比的氧气气化IGCC系统相比,空气气化IGCC系统的能效率提高了3.17个百分点,（火用）效率提高了3.09个百分点。在以上研究基础上,对空气气化IGCC进行工艺流程上的优化,研究燃气轮机整体化,高压再热型燃气轮机,高温煤气脱硫等先进工艺流程的可行性,并探究了整体化率,再热压力,间冷温度,脱硫温度等参数对系统热力性能的影响,结果显示采用燃气轮机整体化的空气气化IGCC系统在效率上没有优势,采用高压再热燃气轮机和高温煤气脱硫的工艺流程能显著提高系统效率,对高压再热系统,再热压力为1.2MPa,最高压力14.4MPa时系统效率最高,可达50.28%,对高温煤气脱硫系统,脱硫温度650℃时系统效率可达50.14%。经过流程优化后,空气气化IGCC系统效率可高达52.80%,相比同样采用同样流程的氧气系统供电效率提高了3.69个百分点,（火用）效率提高了3.60个百分点。