张斯宏 刘贝贝 许红 / 上海市计量测试技术研究

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整体煤气化联合循环（Integrated Gasification Combined Cycle，IGCC）发电技术是世界公认的清洁、高效煤基发电技术，也是实现我国节能减排目标技术路线的重要技术。目前，从高温合成气中有效去除燃煤飞灰颗粒、脱硫剂及其他杂质，确保高温合成气的洁净以及燃气轮机正常的使用寿命，是IGCC技术走向商业化面对的最大难题之一[1-2]。西班牙及荷兰IGCC项目在燃机燃烧器喷嘴、合成气管路阀门、燃机叶片等处均发现有管路锈蚀产生的杂质，对燃机的运行产生了重大影响。合成气中的大固体颗粒进入燃气轮机透平，直接损伤透平叶片，小颗粒也会对燃气轮机的通流部分造成磨损，并划伤沿途阀门设备的密封面，造成设备密封性下降。而燃气轮机是IGCC发电技术中的关键设备，因此，在合成气进入燃机燃烧室之前，必须进行过滤，去除颗粒[3]。另外，在IGCC项目中对脱硫后的合成气需进行加湿饱和，从而降低燃气轮机燃烧室绝热燃烧温度，控制NOX的排放量[4-7]。而加湿后的气体有助于颗粒间相互团聚，从而达到有效去除的目的[8-11]。同时，声凝并是一种极具发展潜力的颗粒脱除预处理技术。其原理是利用外加声场促使细微颗粒凝并长大为较大颗粒后，再利用常规除尘器加以脱除[12-13]。因此，可以在合成气经蒸气饱和器加湿饱和后进入燃机之前添加声场。本文从声波波动方程出发，建立水平驻波声场中的颗粒动力学模型，利用数值模拟方法研究在IGCC电厂合成气中，颗粒在驻波声场作用下的动力学特性，以充分掌握颗粒在声场中的运动机理及行为规律，进一步为高温除尘提供理论依据。……