整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC-Integrated Gasification Combined Cycle)發(fā)電系統,是將煤氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)相結合的先進(jìn)動(dòng)力系統。它由兩大部分組成,即煤的氣化與凈化部分和燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電部分。
第一部分的主要設備有氣化爐、空分裝置、煤氣凈化設備(包括硫的回收裝置),第二部分的主要設備有燃氣輪機發(fā)電系統、余熱鍋爐、蒸汽輪機發(fā)電系統。IGCC的工藝過(guò)程如下:煤經(jīng)氣化成為中低熱值煤氣,經(jīng)過(guò)凈化,除去煤氣中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物,變?yōu)榍鍧嵉臍怏w燃料,然后送入燃氣輪機的燃燒室燃燒,加熱氣體工質(zhì)以驅動(dòng)燃氣透平作功,燃氣輪機排氣進(jìn)入余熱鍋爐加熱給水,產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽驅動(dòng)蒸汽輪機作功。其原理圖見(jiàn)下圖

IGCC技術(shù)把高效的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統與潔凈的煤氣化技術(shù)結合起來(lái),既有高發(fā)電效率,又有極好的環(huán)保性能,是一種有發(fā)展前景的潔凈煤發(fā)電技術(shù)。在目前技術(shù)水平下,IGCC發(fā)電的凈效率可達43%~45%,今后可望達到更高。而污染物的排放量?jì)H為常規燃煤電站的1/10,脫硫效率可達99%,二氧化硫排放在25mg/Nm3左右。(目前國家二氧化硫為1200mg/Nm3),氮氧化物排放只有常規電站的15%--20%,耗水只有常規電站的1/2-1/3,利于環(huán)境保護。
由圖中可以看出IGCC整個(gè)系統大致可分為:煤的制備、煤的氣化、熱量的回收、煤氣的凈化和燃氣輪機及蒸汽輪機發(fā)電幾個(gè)部分??赡懿捎玫拿旱臍饣癄t有噴流床(entrained flow bed)、固定床(fixed bed)和流化床(fluidized bed)三種方案。在整個(gè)IGCC的設備和系統中,燃氣輪機、蒸汽輪機和余熱鍋爐的設備和系統均是已經(jīng)商業(yè)化多年且十分成熟的產(chǎn)品,因此IGCC發(fā)電系統能夠最終商業(yè)化的關(guān)鍵是煤的氣化爐及煤氣的凈化系統。具體來(lái)說(shuō),對IGCC氣化爐及煤氣的凈化系統的要求是:
a) 氣化爐的產(chǎn)氣率、煤氣的熱值和壓力及溫度等參數能滿(mǎn)足設計的要求
b) 氣化爐有良好的負荷調節性能,能滿(mǎn)足發(fā)電廠(chǎng)對負荷調節的要求
c) 煤氣的成分、凈化程度等要能滿(mǎn)足燃氣輪機對負荷調節的要求
d) 具有良好的煤種適應性
e) 系統簡(jiǎn)單,設備可靠,易于操作,維修方便,具有電廠(chǎng)長(cháng)期、安全可靠運行所要求的可用率
f) 設備和系統的投資、運行成本低
責任編輯: 中國能源網(wǎng)