600MW富氧燃燒系統建模分析優(yōu)化及經濟性評估.pdf

1、CO2的大量排放已成為關注的話題，而治理燃煤電廠CO2的排放是當務之急。在目前幾種燃煤電廠CO2 減排技術路線中，富氧燃燒是最有競爭力的減排技術，由于這種技術在常規(guī)電廠基礎上增加了空分系統和煙氣處理系統，因此增加了系統的造價成本和運行過程中的電耗，從而降低了整個電廠的供電效率并且增加了供電成本。因此，對整個富氧燃燒發(fā)電系統進行建模分析和優(yōu)化及經濟性評估是很有必要的。
　　 本文將富氧燃燒系統的耦合優(yōu)化和經濟性評估作為主線，以某電

2、廠N600-24.2/566/566 機組作為研究對象和Aspen Plus 軟件作為研究工具，建立了一套將空分系統、二氧化碳壓縮純化系統和傳統發(fā)電系統相結合的氧燃燒發(fā)電系統的流程工藝。從模擬的結果來看，空分系統和鍋爐熱力系統模擬計算的結果和實際空分廠家及電廠運行數據非常接近，結果準確合理，而煙氣處理系統的模擬結果也可以達到大規(guī)模CO2 管道運輸要求。
　　 在所建的富氧燃燒系統模型基礎上，分別對各子系統的運行參數進行優(yōu)化和對三

3、大系統的耦合優(yōu)化，并獲得優(yōu)化參數。結果表明，當對傳統電廠改造成富氧燃燒電廠時，供電效率由原來的37.69％降低到25.62％，對整個系統進行優(yōu)化后，系統的供電效率可以提高3.11％，而最佳供養(yǎng)濃度為98％。
　　 利用優(yōu)化后的功耗數據和模擬的相關結果以及整個系統的年度化成本作為參考，計算系統單位發(fā)電成本，CO2減排成本和捕集成本，綜合考慮CO2排放收稅和高純度CO2 出售對系統經濟性能的影響，同時從整個系統的經濟性方面來考慮，提

4、出一種最經濟最優(yōu)的運行方式。結果表明，富氧燃燒供電成本比常規(guī)電廠高46.3％，CO2的減排成本是172￥/t，CO2 捕集成本是129￥/t。綜合考慮碳稅或碳銷售時，富氧燃燒電廠將比常規(guī)電廠表現出明顯優(yōu)勢。另外，從系統的穩(wěn)定經濟運行角度分析了空氣泄漏和干濕循環(huán)方式對系統的經濟性影響，分析結果表明，干濕相結合循環(huán)是最佳選擇，為保證CO2的回收率在90％以上，空氣泄漏必須控制在5％以內，并且泄漏系數每增加1％，系統的供電成本增加約0.5％。