中國化工貿易第10期節(jié)能減排China Chemical Trade2011年10月煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術的現(xiàn)狀與發(fā)展杜明明(兗礦集團國宏化工有限責任公司，山東鄒城273500 )摘要: 煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電技術是煤氣化和燃氣一蒸汽聯(lián)合 循環(huán)的結合，是當今國際新興的一種先進的潔凈煤發(fā)電技術，其具有高效、低污染、節(jié)水、綜合利用好等優(yōu)點，本文概述了IGCC發(fā)電系統(tǒng)的組成、優(yōu)缺點，并對IGCC發(fā)電技術的推廣提出了合理的建議。關鍵詞: IGCC煤氣化發(fā)電煤氣化聯(lián)合循環(huán)(Integrated Gasification Combined Cycle,二、煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電系統(tǒng)的主IGCC)發(fā)電技術是指煤經(jīng)過氣化產生中低熱值煤氣,經(jīng)過凈化要優(yōu)點除去煤氣中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物，變?yōu)榍鍧嵉?.高效率、潛力大氣體燃料，燃燒后驅動燃氣輪機發(fā)電，并且利用高溫粗煤氣目前國際上:IGCC電站的凈效率最高已達到45%以上,比余熱和煙氣余熱在廢熱鍋爐內產生高壓過熱蒸汽驅動蒸汽輪常規(guī)亞臨界燃煤電站效率高6~ 9個百分點,隨著工程材料的不機發(fā)電。它既提高了發(fā)電效率,又有很好的環(huán)保性能，為燃斷發(fā)展和技術的改進，若能采用成熟可靠的高溫煤氣凈化技煤發(fā)電帶來了光明，其發(fā)展令人矚目。從大型化和商業(yè)化的術，則可以較小熱量的損失，其發(fā)電凈效率有望達到50%。發(fā)展方向來看，IGCC把高效、清潔、廢物利用、多聯(lián)產和節(jié)2.可以充分利用煤炭資源，實現(xiàn)多聯(lián)產系統(tǒng)水等特點有機地結合起來,被認為是21世紀最有發(fā)展前途的IGCC項目本身就是煤化工與發(fā)電的結合體，氣化爐產生潔凈煤發(fā)電技術"。的煤氣不僅可以用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，還可以用于供熱、合成一、煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電系統(tǒng)的主氨、尿素等化工產品。要組成3.可經(jīng)濟低廉地去除CO2煤氣化聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)(CGC)主要由兩部分組成，煤的氣在IGCC發(fā)電系統(tǒng)中，通過對合成煤氣中CO轉換并進行化與凈化部分和燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電部分。第-部分的主CO.脫除，可實現(xiàn)CO2零排放，是目前現(xiàn)有發(fā)電技術減排溫室要設備有氣化爐、煤氣凈化設備、空分裝置。第二部分的主氣體最可行、最經(jīng)濟的方法。要設備有燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)、余熱鍋爐、蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)4.優(yōu)良的環(huán)保性能(圖1)。IGCC系統(tǒng)中采用脫硫脫硝和粉塵凈化的設備造價較低、其基本原理是:煤和來自空氣分離裝置的富氧氣化劑在效率較高，其各種污染物排放量都遠遠低于國際上先進的環(huán)煤氣化爐將煤氣化成中、低熱值的合成粗煤氣,然后經(jīng)凈化保標準，能滿足嚴格的環(huán)保要求。IGCC機組的脫硫效率可達系統(tǒng)將其除塵、脫硫、除染而制成可供燃氣輪機使用的精煤99%，SO排放總量比常規(guī)煤粉爐低很多, SO排放在25 mg/m'氣，進入燃燒室產生高效燃氣帶動汽機做功，同時還利用燃左右，并可回收單質硫; NO,排 放濃度僅為常規(guī)電站的氣輪機排氣經(jīng)余熱鍋爐產生不同參數(shù)蒸汽，以驅動蒸汽輪機15%- -20%，耗水為常規(guī)電站的33% -50%，IGCC 電廠所采取發(fā)電，以及供熱等(圖1)。的這些凈化工藝過程不需要價格昂貴的催化劑，而不會造成二次污染。德汽輪機余燃鍋爐 燃氣輪機5.煤灰的處理有很多的優(yōu)點當分站氣. ...熟汽煤粉火力發(fā)電以飄塵狀或渣塊狀產生大量的粉煤灰，但----IGCC的煤灰則以溶渣排出,體積減少50%左右。同時，渣塊氣化能作為代替水泥用的骨材及路基材料，使渣塊得到利用。煤辦備「奇相水三、煤氣化聯(lián)▲低環(huán)0)發(fā)電系統(tǒng)的主I 能氣化要缺點中國煤化工CNM HG1. IGCC甲位延「成牛比止吊燃保加脫硫電站高因態(tài)站hIGCC電站的造價較高,是常規(guī)燃煤加脫硫燃煤電站成本圖1典型的IGCC主要 設備圖及工藝流程圖140 |中國化工貿易| China Chemical Tradewww. cheminfo.gov .cn中國化工信息網(wǎng)第10期中國化工貿易2011年10月China Chemical Trade節(jié)能減排的2倍左右，另外IGCC的水耗雖然只有常規(guī)火電機組的IGCC示范項目中的核心設備主要包括氣化爐、汽輪機、33%- 50%,但在氣化之后的廢棄產品處理方面成本非常高,這空分分離裝置、廢熱鍋爐等,而目前IGCC電站的關鍵設備大多些都阻礙了IGCC的推廣。數(shù)要從國外購買，成本高,建設周期長,見效慢。要降低成本,縮2.系統(tǒng)復雜短建設周期，必須要掌握核心技術，加強核心設備的制造能IGCC是化工與發(fā)電兩大行業(yè)的綜合體。技術難度大，安力與制造水平四。全和經(jīng)濟管理都十分復雜，并且是連續(xù)生產，互相牽連。任2.實施多聯(lián)產技術何一塊出現(xiàn)問題，都會造成很大損失。將IGCC和煤化工技術結合構成基于煤氣化的多聯(lián)產系四、IGCC發(fā)電技術在我國的發(fā)展統(tǒng)，形成包括電力和多種化工產品輸出，使IGCC的發(fā)電過程從20世紀90年代初，國家科技部、國家電力公司(原電力與制H、供熱以及生產化工產品的過程按最優(yōu)原則結合起來，工業(yè)部)等部門]就組織全國的技術力量,對我國發(fā)展IGCC發(fā)電比單純的IGCC系統(tǒng)具有更好的經(jīng)濟效益、更高的能量利用率技術開展了可行性研究，結果認為在我國發(fā)展IGCC發(fā)電技術以及更加靈活的運行操作性'"。是非常必要和迫切的。3.加大政府扶持力度國內科研單位經(jīng)過國家“八五”科技攻關,在IGCC系統(tǒng)潔凈煤技術也并非沒有得到政府的重視。早在1997年,《中優(yōu)化和一些核心技術的開發(fā)方面取得了很大的進步，已形成國潔凈煤技術“九五”計劃和2010年發(fā)展規(guī)劃》就得到國務了很強的技術支撐力量?！癐CCC設計集成和動態(tài)特性”、“干院批準。國務院2005年發(fā)布《關于促進煤炭工業(yè)健康發(fā)展的煤粉加壓氣化技術”、“多噴嘴水煤漿加壓氣化技術” 和“煤若 千意見》提出,由國家發(fā)改委制定規(guī)劃,完善政策,組織建設示氣高溫凈化技術”等被列入國家重點科技攻關計劃給予大力范工程,并給予- -定資金 支持推動潔凈煤技術和產業(yè)化發(fā)展。支持。這為IGCC電站的建設以及我國IGCC發(fā)電技術的發(fā)展奠但是這些政策都不夠系統(tǒng)和細化，至今,我國還沒有系統(tǒng)的潔定了良好的基礎。在此基礎上, 1999年國家批準了IGCC示范凈煤技術指引方針以及配套的支持措施,而原有的有關鼓勵發(fā)電站項目建議書，IGCC示范項目正式立項，示范電站功率為展煤 炭加工技術的政策已隨著時代的發(fā)展，不能滿足現(xiàn)實需300MW或400MW。要42005年，兗礦集團國泰化工有限責任公司在山東滕州建六、結語成年產24萬噸甲醇和20萬噸醋酸、8萬千瓦發(fā)電的多聯(lián)產示范IGCC是一種先進的潔凈煤發(fā)電技術,具有高效、低污染工程。由中石化投資建設的福建煉油乙烯- -體化項目也建設等特性，特別在CO.準零排放上具有獨特優(yōu)勢,為進一步推進了一套以瀝青為原料的氣化發(fā)電裝置，聯(lián)產蒸汽和氫氣。但我國節(jié)能減排開辟了- -條新的道路，是解決煤電可持續(xù)發(fā)展嚴格意義上講，這兩個項目僅僅是帶有IGCC的某些技術特點的最有效的技術途徑之一- ,符合21世紀發(fā)電技術的發(fā)展方向，的聯(lián)產工程，不是典型的IGCC發(fā)電站。同時能帶動-批新技術產業(yè)的發(fā)展。 開發(fā)和采用I GCC發(fā)電技2009年，我國首座自主開發(fā)、制造并建設的IGCC示范工術對我國電力工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。程項目(華能天津IGCC示范電站)在天津臨港工業(yè)區(qū)正式開工，并且2011年5月底完成分系統(tǒng)調試，進行整套試行;預計參考文獻: .明年年底投入運行。這標志著具有我國自主知識產權、代表[1]焦樹建IGCC技術發(fā)展的回顧與展望[D.電力建設2009,( 1):1-7.世界潔凈煤技術前沿水平的IGCC項目取得了實質性進展，開[2]曲偉平清潔煤發(fā)電的cCs和IGCC聯(lián)產技術D].電源技術應啟了我國潔凈煤發(fā)電技術的新紀元。用2010.4();:1-8.五、推廣IGCC發(fā)電技術[3]徐連兵整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術的發(fā)展現(xiàn)狀和前景(0.電力勘我國富煤貧油少氣的能源結構特點決定了我國以煤為主察設計205(6):8-11.的能源結構在未來幾十年內不會發(fā)生根本性的改變，由此造[4]朱軍.我國IGCC發(fā)電技術的發(fā)展0.陜西電力206(6):46-49.成的環(huán)境問題和能源利用效率低下等多方面問題，成為我國目前亟待解決的問題。而IGCC發(fā)電技術是當今國際新興的-作者簡介:杜明明(1981.12-),女(漢),山東省鄒城市，兗礦集團種先進的潔凈煤發(fā)電技術，其具有高效、低污染、節(jié)水、綜國宏化工有限責任公中國煤化工合利用好等優(yōu)點，可以解決我國燃煤造成- - 系列的問題。應YHCNMH G當大力推廣。1.促進設備國產化www. cheminfo gov.cn中國化工信息網(wǎng)China Chemical Trade中國化工貿易| 141