2.2褐煤干燥单元
　　2.2.1IGCC系统中的原煤干燥
　　干燥是气化前的关键处理过程。Shell气化炉自带一套干燥系统，能够将原煤15%以下的含水量(如烟煤)干燥至5%~6%；而对于褐煤，则需在气化炉前再加一套干燥褐煤的预处理设备。本文引入先进的褐煤干燥技术WTA，经过WTA干燥后的霍林河褐煤水分将与徐州烟煤的水份相等(10%)。
　　2.2.2褐煤预处理技术-WTA
　　WTA是德国RWE公司开发的一种新型褐煤干燥处理技术，目前已有产量90.t干煤/h的示范装置在运行。
　　WTA的主体装置是内置换热器的流化床，经过预热的褐煤与低压蒸汽(300~400.kPa)在流化床中进行间接换热。从褐煤中蒸发出的水蒸气在除去煤灰后，绝大部分被再压缩至300~400.kPa，温度达到280.℃，用来加热流化床中的褐煤，剩余蒸汽作为流化煤粉用的介质进入流化床。过热蒸汽与褐煤换热后温度降至约90.℃，再进入湿煤预热器将进入流化床前的褐煤预热到65.70.℃。从流化床干燥器出来的褐煤经过冷却及研磨后粒径达到0~1.mm，即可直接在锅炉中燃烧。若是用于气化，则需研磨至粒径达到0~100..m。根据RWE公司的经验，所得干燥褐煤的含水量与流化床温度有关：床温越高，干燥褐煤的水分越低；但当床温高于114.℃后，干燥褐煤的水分基本不再变化，在5%左右。当将褐煤干燥至含水10%时，流化床的温度约保持在110.℃。
　　在以褐煤做燃料的火电站中，褐煤是由锅炉出口900~1.000.℃的烟气干燥的；在IGCC电站中，可用燃气轮机500~600.℃的排气干燥褐煤。而WTA技术利用蒸发的水分作为干燥褐煤的热源，水蒸气温度相对锅炉烟气和燃气轮机排气的温度低，干燥换热过程的.损更少。除此之外，WTA技术还将系统内部余热(蒸汽冷凝液的显热)用于预热褐煤，显著降低了干燥褐煤所需的能量。RWE的研究表明，将WTA技术应用于褐煤火电站后，系统发电效率从43%上升到47%。目前，已经有3座WTA装置在运行，RWE公司还有1座产量110.t干煤/h的WTA装置正在建设之中。本文将WTA技术引入褐煤IGCC中，解决了褐煤干燥耗能高的问题，能有效提高IGCC系统的发电效率，改善褐煤IGCC的性能。
　　2.2.3褐煤干燥单元的ASPEN模型
　　物流WET-COAL及DRY-COAL分别代表原煤及干燥后的煤，RE-VAPOR为再压缩后的低压过热蒸汽。模块PREH模拟蒸汽凝结液预热褐煤的过程；HTEX，DRY-REAC和FILTER模拟流化床干燥器，其中HTEX模拟流化床中蒸汽与湿煤的换热过程；DRY-REAC模拟煤中水分的蒸发；FILTER将干燥后的煤粉与水蒸气分离。DRY-REAC模块的温度设为110.℃，模拟如下反应：Coalwet...Coaldry...H2O(1)该反应的反应程度由欲得的干燥煤粉水分决定，反应度与干煤水分之间的关系用Calculator模块控制。蒸汽压缩机RECOMP的耗功作为干燥褐煤用能计入系统辅助单元耗能。
　　2.3气化岛模型
　　经过干燥后的煤粉由空分单元产生的高压氮气输送，与高压蒸汽一起进入Shell气化炉发生气化反应。徐越、张斌、沈玲玲等对基于ASPENplus的煤气化过程的模拟做了较详尽的说明，处理方法大同小异。在ASPEN中，煤按非常规物质处理，因此需先通过模块DECOM(RYIELD类型)将其分解为C、H2、O2、N2、S、灰、水及未反应碳，分解热QDECOMP通入气化炉GASIFIER中。物流TRAN2、STEAM分别为输煤氮气和高压蒸汽，其流量与煤粉流量成正比，由Calculator模块控制；物流OXID为氧气，流量由DesignSpecification模块通过匹配气化温度控制；物流RECY-ASH是循环飞灰，使得气化炉的碳转化率达到99%。热流QLOSS为气化炉散热损失，取为入炉煤粉热量的1%。
　　粗合成气RGAS经过循环气QUENCH激冷和两级对流换热器冷却到338.℃左右，得到的低温合成气RGAS1再依次通过粗合成气/洁净合成气换热器RCEX，文丘里洗涤器VENTURI，COS水解装置COSHYDRO，冷却器COOLER及脱硫装置SULFINOL。QUENSPLI模块表示抽取一部分洁净合成气去激冷粗合成气。
    2.4动力岛模型
　　2.4.1IGCC动力岛
　　IGCC的动力岛即为由燃气轮机，余热锅炉和汽轮机组成的联合循环，气化岛得到的洁净合成气作为联合循环的燃料。下面分别说明模拟燃气轮机和余热锅炉时的关键问题。
　　2.4.2烧低热值合成气的燃机轮机工况点确定
　　为了控制NOx排放，增大燃机出力，IGCC中燃气轮机的燃料通常为掺混N2的洁净合成气，其低位热值在7.000.kJ/kg左右，与设计燃料天然气的50.000.kJ/kg相差甚远，导致燃气轮机将偏离设计运行点。确定改烧低热值合成气后燃气轮机的工况点是模拟IGCC系统的关键问题之一。
　　通常认为，燃气在透平进口处在阻塞工况(Choke)，马赫数为1，燃气的参数满足：11flow(2)1GpAnTR(2)式中：Gflow为透平进口燃气流量；p为透平进口燃气总压；A为透平进口面积；n为燃气摩尔质量；T为透平进口燃气总温；R为通用气体常数；..为燃气比热。式中...可看成常数。在不改造透平通流部分的前提下，烧合成气时的透平进口流量Gg、总温T3*、总压p3*、摩尔质量n与烧天然气时的透平进口流量Ggd、总温T3*d、总压p3*d、摩尔质量nd之间满足如下关系：**g3gd3d**33ddGTGTpnpn.(3)由式(3)可知，当燃料热值降低时，为了适应燃气流量的增大，需要提高燃气初压或降低燃气初温。燃气初温通过改变空燃比调节，燃气初压通过改变压气机压比调节。考虑到IGCC电站燃机的燃料有可能在合成气与天然气之间切换，为了保证燃机下游余热锅炉的工况稳定，选取烧合成气的燃机工况点的原则是燃机排气温度与烧天然气时的排气温度相等。最终，确定燃机合成气工况点详细的计算步骤如下：

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