igcc--dcsnew

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1、IGCC——DCS概述整体煤气化联合循环（IGCC-IntegratedGasificationCombinedCycle）发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成，即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备（包括硫的回收装置），第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。IGCC的工艺过程如下：煤经气化成为中低热值煤气，经过净化，除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料，然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧，加热气体工质以驱动燃

2、气透平作功，燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水，产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机作功。其原理图见下图IGCC技术把高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤气化技术结合起来，既有高发电效率，又有极好的环保性能，是一种有发展前景的洁净煤发电技术。在目前技术水平下，IGCC发电的净效率可达43%～45％，今后可望达到更高。而污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10，脱硫效率可达99%，二氧化硫排放在25mg／Nm3左右。（目前国家二氧化硫为1200mg／Nm3），氮氧化物排放只有常规电站的15%--20%，耗水只有常规电站的1/2-1/3，利于环境保护。1、IGCC厂的基

3、建费非常高，大大高于传统燃煤和燃油装置的基建费（~20~30%）。其原因部分是IGCC涉及的技术复杂，部分是该项技术还不是"现成品"。这就意味着一旦IGCC全部商业化应用，其设计和制造成本要高得多。2、目前IGCC的可靠性比预想的要低，当然比商业化电厂要求的要低。原因之一是某些单个组成部件尚未为用于IGCC厂而充分优化；另一原因是IGCC的整体设计比较复杂，其中一个部分发生问题会快速影响到其他部分。3、同其他发电技术相比，IGCC厂的操作灵活性较差。冷启动时间非常长，一般40~50h（传统的锅炉大约需8~10h）。跟踪负载的能力还有待充分证实。抛开这些技术问

4、题，IGCC对发电还未产生太大影响的另一原因是目前燃煤发电能力增加的大部分是在像印度和中国这样的国家。在世界的这一部分地区，特别重视可靠性和成本，而这些都不是目前IGCC的优势。相对而言，在欧洲和北美，人们越来越注重排放物和效率问题（在该地区，IGCC会受到欢迎），由于在这些地方普遍可获得廉价天然气，故几乎没有发展以煤为基础的项目。因此，IGCC的目前状况是，它洁净而高效的，但费用高且可靠性低。今后有利于选择IGCC的因素可能是：·缺乏廉价天然气；·严格的排放限制；·煤炭价格高，要求效率高；·废物和生物质的共同气化机会；除非加以解决，下述因素预计会防碍IGC

5、C的应用：·基建费高；·可靠性低；·操作灵活性差。整体煤气化联合循环发电的分类及作用由图中可以看出IGCC整个系统大致可分为：煤的制备、煤的气化、热量的回收、煤气的净化和燃气轮机及蒸汽轮机发电几个部分。可能采用的煤的气化炉有喷流床（entrainedflowbed）、固定床（fixedbed）和流化床（fluidizedbed）三种方案。在整个IGCC的设备和系统中，燃气轮机、蒸汽轮机和余热锅炉的设备和系统均是已经商业化多年且十分成熟的产品，因此IGCC发电系统能够最终商业化的关键是煤的气化炉及煤气的净化系统。具体来说，对IGCC气化炉及煤气的净化系统的要求

6、是：a)气化炉的产气率、煤气的热值和压力及温度等参数能满足设计的要求b)气化炉有良好的负荷调节性能，能满足发电厂对负荷调节的要求c)煤气的成分、净化程度等要能满足燃气轮机对负荷调节的要求d)具有良好的煤种适应性e)系统简单，设备可靠，易于操作，维修方便，具有电厂长期、安全可靠运行所要求的可用率f)设备和系统的投资、运行成本低1）喷流床气化炉喷流床是目前IGCC各示范工程中采用最多的一种气化炉。它是一种高温、高压煤粉气化炉，气化炉的压力为20-60bar，要求采用90%以上的颗粒小于100μm的煤粉，采用氧、富氧、空气或水蒸气作为气化剂，当以氧为气化剂时，气化

7、炉炉膛中心的火焰温度可达2000℃。由于是高温气化，在产生的粗煤气中不可能含有很多碳氢化合物、煤焦油和酚类物质，煤气的主要成分是CO、H2、CO2和水蒸气，离开气化炉的热煤气温度在1200-1400℃，往往高于灰的软化温度。为了防止热煤气中已软化了的粘性飞灰在气化炉下游设备（余热锅炉）粘结堵塞，将除尘后的冷煤气增压后再返送回煤气炉的出口和热煤气混合，将热煤气的温度降低到比灰的软化温度低50℃，然后，热煤气再经过气化炉的余热锅炉（辐射和对流蒸汽发生顺）产生饱和蒸汽，同时使热煤气的温度降低到200℃左右，约50%的煤中灰分在气化炉高温炉膛中心变成液态渣，由炉底排

8、出并通过集渣器送入渣池。煤粉灰中的以飞灰的形式随热煤