浅谈我国igcc示范电站地技术路线

浅谈我国igcc示范电站地技术路线

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1、..浅谈我国IGCC示范电站的技术路线整体煤气化联合循环(IntegratedGasificationCombinedCycle,简称IGCC)发电技术,是将煤气化与联合循环发电相结合的一种洁净煤发电技术。众所周知,联合循环机组的热效率比常规简单循环机组的热效率要高很多。但由于联合循环机组的燃料只能采用天然气或油,因此在天然气和石油相对较少的地区,联合循环的发展受到了一定的限制。尤其在我国,煤电在整个电力结构中占到75%左右。随着火力发电厂的逐年增加,燃煤过程中所带来的环保问题也日趋严重。IGCC发电

2、技术将煤炭气化,产生出低热值(相对于天然气和石油)的合成气,经净化后进入燃气轮机做功,将固体燃料转化成清洁的气体燃料,既具有联合循环的优点——高效率,又解决了燃煤所带来的环保问题,因此成为世界上极有发展前途的一种洁净煤发电技术。  1 IGCC发电技术的特点  1.1 燃料的适应性广  IGCC对燃料的适应性主要取决于所采用的气化炉型式及给料方式,对于干粉加料系统,可以适合从无烟煤到褐煤的所有煤种;对湿法加料的气化工艺,则适合灰份较低和固有水份较低的煤;对高灰熔点的煤种,应加助熔剂(如石灰石)。对目前

3、已投运的IGCC电站和试验装置的调查来看,燃料的适应性是比较广的,此外,气化炉对石油焦也能气化。应该指出的是,针对某一种燃料所设计的气化炉,其燃料适应性是有限制的。  1.2 具有较高的热效率  IGCC具有联合循环的特点,因此具有较高的循环热效率。但由于在气化和净化过程中能量转换所造成的损失,使其热效率低于燃气联合循环机组的热效率。IGCC热效率的高低主要取决于燃气轮机的燃烧温度、气化显热的回收利用程度和整体化程度。目前商业化的先进的燃机组成的燃气联合循环机组的热效率可达55%,IGCC的热效率可达

4、43%~45%(低位热值,以下同)。随着燃气轮机叶片冷却技术的不断开发和应用,新型燃机(如GE公司的H型燃机)组成的联合循环热效率将达到60%,相应的IGCC的热效率也将达到50%;若同时采用高温净化技术(热量损失减少),IGCC的热效率将可望达到54%。  1.3 对环境污染小,废物回收利用的条件好  燃煤发电造成的污染主要是SO2、NOX粉尘。IGCC技术是在合成气进入燃气轮机之前进行脱硫和除尘,合成气中的硫以H2S和COS的形式存在,在脱硫装置中,98%以上的硫被清除,并在硫回收装置中以元素硫的

5、方式得到回收,回收的硫可用于制作化工产品(如硫酸)。控制NO....X的排放是采用N2回注(来自空分装置)或其他方式,使NOX的排放低于25mg/kg。燃气轮机对入口的含尘量和含尘浓度有很严格的限制,比排放标准的要求要高很多,一般IGCC的粉尘排放低于10mg/Nm3。气化炉的排渣(占灰渣总量的90%左右)是以液态方式经水冷却后排出的,属惰性无析出渣,可出售用于筑路、制砖等,可进行综合利用。由于IGCC电站的热效率高,与同容量常规火力发电厂相比可减少耗煤量,因而可减少对大气中CO2的排放。  1.4 

6、节水  IGCC的燃气轮机发电部分占总发电量的50%~60%,蒸汽轮机发电部分占40%~50%,因此IGCC电站的耗水量也只有常规火力发电厂的一半左右。  1.5 可实现多联供气化炉产生的煤气可用于发电及供热,用于制作合成氨、尿素等,也可供城市居民生活用气。  2 IGCC发电技术的现状  国外对IGCC发电技术的开发和研究始于70年代。1984年,在美国建成了世界上第一座具有商业化规模的IGCC试验电站—冷水(Cool—Water)电站,在证实了IGCC发电技术的可行,并取得了有关试验数据后,该装置

7、停运。进入90年代以来,在美国和欧洲陆续投产了四座具有一定规模(250~300MW)的IGCC示范电站,通过几年的调试和改进,目前,已初步趋于成熟。  2.1 Tampa电站  Tampa电站位于美国佛罗里达州中部Polk县内,是美国能源部(DOE)支持的洁净煤发电计划第三轮选定的项目。由Tampa电力公司拥有。厂址原是一个废弃的磷矿区,现厂址占地面积4348英亩(17.6km2),其中约1/3的面积经改造后做为电厂用地,其余2/3经改造后回归自然,做为动植物生长和栖息地。电厂1989年开始筹建,19

8、94年动工,1996年10月投入商业运行,根据与美国能源部(DOE)的合同,有5年的示范期。电厂采用Texaco湿法进料氧吹气流床气化工艺,采用全热回收流程,配GE公司7FA燃气轮机组成的联合循环和净化技术,另装有10%的高温净化设施。  2.2 WabashRiver电站  WabashRiver电站位于美国印地安那州Vigo县内,是美国能源部(DOE)支持的洁净煤发电计划第四轮选定的项目。该项目属于老厂增容改造,新建部分包括气化、空分和燃机及余热锅炉

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