Analysis of electricity generation in a integrated gasification combined cycle unit

This paper presents an analysis of the electricity generation system, which, according to the presented assumptions, is part of the integrated gasification combined cycle (IGCC). In this study, fuels with characteristics different from the ones of natural gas as well as two aspects of their use in combined cycles were considered. In the first step, a gas turbine designed for natural gas combustion (but operated in the IGCC system) was analyzed. The operation of the turbine was analyzed with or without regulation ensuring the high temperature of flue gases leaving the expander. In the next step, the whole system of electricity generation was analyzed. For this step, a suitable steam cycle structure was assumed. For different cases of system operation, the influence of steam pressure produced in three levels of heat recovery steam generator on the efficiency of the steam cycle as well as the effectiveness of the entire electricity generation system was studied. The analysis was performed for four cases that covered two different gaseous fuels, use of gas turbine regulation and use of supplementary firing.

W artykule zaprezentowano wyniki analizy układu wytwarzania energii elektrycznej, który zgodnie z prezentowanymi założeniami jest częścią układu gazowo-parowego zintegrowanego ze zgazowaniem węgla (IGCC). W pracy omówiono dwa aspekty związane z wykorzystywaniem w obiegu kombinowanym paliwa o odmiennej charakterystyce w stosunku do gazu ziemnego. W pierwszej kolejności analizie poddano charakter pracy turbiny gazowej projektowanej dla spalania gazu ziemnego, ale wykorzystywanej w układzie IGCC. Analizowano tutaj pracę turbiny bez regulacji, jak również z regulacją mającą na celu utrzymanie na wysokim poziomie temperatury spalin opuszczających ekspander maszyny. W kolejnym etapie przeprowadzono analizę obejmującą cały układ wytwarzania energii elektrycznej. W tym celu przyjęto odpowiednią strukturę obiegu parowego. Dla różnych wariantów pracy układu badano wpływ poziomów ciśnień pary produkowanej w poszczególnych profilach kotła odzyskowego na wskaźniki efektywności pracy samego obiegu parowego, jak również całego układu wytwarzania energii elektrycznej. Analizę prowadzono dla czterech wariantów obejmujących stosowanie dwóch różnych paliw, stosowanie regulacji turbiny gazowej oraz stosowanie instalacji dopalania.