典型的 IGCC(燃气 – 蒸汽联合循环)结构如图 1-1 所示,IGCC 电厂在运
➢ 系统复杂,设备众多: IGCC 电厂包含煤气化设备、高 /低温气体冷却
(HTGC/ITGC)设备、COS 水解设备、颗粒物及气体污染物移除设备、燃气轮
机、蒸汽轮机、余热锅炉(HRSG)、冷凝器等等设备。设备之间的耦合存在极强
的非线性,给启动和调度带来了很大挑战。
➢ 能效与环保要求:提高能源的使用效率一直是燃气轮机制造商和电厂研
发工作的核心,以更好地应对全球的能源紧缺和日益严峻的全球变暖形势。提高
能效既需要设计阶段对材料、结构、系统等方面进行优化,也需要在运行期间对
发电负荷、燃气轮机导叶角度、HRSG 调温流量、汽轮机蒸汽入口温度等参数进
行监测和调控。此外,面对越来越严重的大气污染,现代的电厂需要遵守非常严
格的排放要求,使得电厂的经济调度更为复杂。
➢ 极限工作环境:作为燃机电厂最核心的部件,燃气轮机透平叶片需要在
超过 1400℃的高温下持续工作上千小时,且级别越高、效率越高的燃气轮机透
平入口温度越高。极限工作环境一方面对设计端的材料和冷却技术提出了极高的
要求,另一方面也需要在运行期间持续监控部件的热疲劳、热损伤情况,及时进
行维护或更换,避免安全事故,减少计划外停机。目前电厂的维修和部件寿命预
测还主要依赖于工作人员的经验。
➢ 实时运行状态调整:当今的能源市场上,化石燃料价格、用电需求、小
时发电量、排放标准、可再生能源等市场因素都在不断波动,电厂的经济调度需
要综合考虑多方面的不确定因素,包括环境因素,平衡能源资源和设备容量,保
证发电功率的前提下尽可能地减少燃料消耗,降低运行成本。