PDF《GCC 发 电和煤气化技术》

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1 年 3月 第 2卷 第1期电力设备ElectricalEquipmentMa r .

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0 1 V o l .

2 No.

1 I GC C发电和煤气化技术 董卫国(国家电力公司热工研究院, 陕西 西安

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3 2 ) 摘要: 简要阐述了整体谋气化联合循环( I G C C ) 发电技术的流程特点和技术优势, 介绍了国外 I G C C发展概况和可用 于I G C C发电的几种煤气化技术. 关键词: I G C C ;

洁净煤发电;

煤气化 中图分类号: T M

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1 .

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0 引言

7 0 年代初期的石油危机,给世界带来巨大影 响和冲击. 西方主要工业国家政府从本国经济发展 和国家安全的战略角度考虑,推行能源多样化的政 策, 并鼓励发电行业燃料多样化. 根据对世界能源结 构的分析, 普遍认为煤的储量大、 价格稳定、 比较 容易获得 ,但煤在燃烧过程 中对环境造成 的影 响是一个不容忽视 的问题 .因此 , 各 国政府在考 虑利用储量丰富的煤炭资源的同时 ,积极推动 洁净煤技术 的研究与开发工作 .经过几十年的 努力,不同形式的洁净煤发电技术得到了很大 发展 . 从7

0 年代开始, 一些工业发达国家就有计划地 开展了整体煤气化联合循环 ( I n t e g r a t e d G a s i f i c a t i o n C o m b i n e d C y c l e , I G C C ) 发电技术的开发研究.第一 个成功进行 I G C C发电工业性示范的是

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8 4 年投运 的美国C o o l Wa t e r 电站.这个示范电站的重要意义 在于证明了I G C C发电技术的可行性,并取得极好 的环保性能, 被称为 世界上最清洁的燃煤电站 . 得益于近

1 0 余年来燃气轮机技术的迅速发展, 目前燃气轮机单机功率超过

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0 M W,燃用天然气 或油的联合循环发电净效率已超过5

8 %.随着燃气 温度的进一步提高和蒸汽循环的优化,下世纪初联 合循环发电效率可望达到6

0 %.因此, I G C C发电技 术已经大型化, 正走向商业化应用. 在目前技术水平 下, I G C C发电的净效率可达4

3 %-

4 5 %, 今后可能达 到5

2 %或更高, 而污染物排放量仅为目前发达国家 先进环保标准的若干分之一.既有发电的高效率, 又有极好的环保性能, 因而成为世界瞩 目的极有发 展前途的一种洁净煤发电技术. , I G C C发电技术简介 I G C C 发电技术由两大部分组成, 即煤的气化和 净化部分及燃气一 蒸汽联合循环发电部分. 煤经过气化和净化后, 除去煤气中9

9 % 以上的 硫化氢和几乎

1 0

0 %的粉尘,将固体燃料转化成燃 气轮机能燃用的清洁的气体燃料. 燃气一 蒸汽联合循 环发电结合了热源温度很高的燃气循环和冷源温度 较低的蒸汽循环, 大大提高了能源的综合利用效率. 燃气一 蒸汽联合循环的型式有许多种, 最常用的是余 热锅炉型联合循环.因为燃气轮机的排气温度相当 高( 一般为5

0 0 一6009C),在燃气轮机后面安装一台 余热锅炉, 可产生高温、 高压的蒸汽, 送到蒸汽轮机 中作功, 就可以多发一部分电力, 必然提高了燃料中 能量的转换效率. 图1 是采用T e x a c o 气化技术的美国T a m p a 电 站的 I G C C发电系统示意图.

1 .

1 气化 配置一台德士古( T e x a c o ) 气化炉, 属水煤浆进 料氧气下吹式气流床气化. 气化能力

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0 0 t / d , 水煤 浆浓度6

8 %, 氧气浓度9

5 %. 气化压力2 .

83 .

0 M P a , 温度约为

1 4

8 2 q C .粗煤气主要成分为 H Z , C O , C O Z 和水蒸汽, 燃料中的硫转化成S