整体煤气化联合循环
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整体煤气化联合循环发电整体煤气化联合循环(IGCC-Integrated Gas ification Combined Cycle)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气轮机作功,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,既有维护时间短等特点,将成为未来IGCC将推广的重要炉型。
燃气轮机方面,适应煤气的低热值的燃气轮机将成为首选机型。
空气分离装置方面,目前仍以深冷技术为主,未来将有可能在PSA 变压吸附空分技术方面有所突破。
整体煤气化联合循环发电的分类由图中可以看出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(entrained flow bed)、固定床(fixed bed)和流化床(fluidized bed)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。
整体煤气化联合循环发电系统基本工艺过程整体煤气化联合循环发电系统(IGCC:Integrated Gasification Combined Cycle)是一种先进的洁净煤发电技术。
这项技术通过煤气化产生合成气(主要为一氧化碳和氢气),再利用这些气体推动燃气轮机和蒸汽轮机联合发电。
IGCC不仅效率高,而且排放低,尤其是硫、氮和颗粒物的排放远低于传统的燃煤电厂。
以下是IGCC系统的基本工艺过程的详细描述。
1. 煤的预处理首先,原煤经过破碎和筛分,去除其中的石块、金属等杂质,得到适当粒度的煤粉。
预处理还包括可能的煤干燥过程,以降低煤中的水分含量,提高后续气化过程的效率。
此外,为了提高气化效率和减少气化炉的结渣,有些IGCC电厂还会对煤进行预处理,如添加助熔剂或进行部分氧化。
2. 煤气化预处理后的煤粉与气化剂(通常是氧气、二氧化碳或水蒸气的混合物)在气化炉中高温(通常超过1300℃)下进行气化反应。
在气化过程中,煤中的碳与气化剂反应生成一氧化碳、氢气和少量甲烷等可燃气体,这些气体被称为合成气或煤气。
气化炉内还会产生一些熔渣,这些渣通过炉底的排渣系统排出。
3. 煤气净化从气化炉出来的粗煤气含有飞灰、未反应完全的碳、硫化物、氯化物等杂质。
这些杂质不仅影响后续燃气轮机的运行,还可能造成环境污染。
因此,需要对粗煤气进行净化处理。
净化过程通常包括除尘、脱硫、脱氯和可能的碳氢化合物调整等步骤。
净化后的煤气应满足燃气轮机对气体燃料的要求。
4. 燃气轮机发电净化后的煤气进入燃气轮机燃烧室,与压缩空气混合并燃烧,产生高温高压的燃气。
这些燃气推动燃气轮机的涡轮叶片旋转,进而带动发电机发电。
燃气轮机发电是IGCC系统中的第一个发电环节,其效率通常较高。
5. 余热回收与蒸汽轮机发电燃气轮机排出的烟气温度仍然很高,为了充分利用这部分热量,IGCC系统通常配备有余热回收装置,如余热锅炉。
在余热锅炉中,烟气将热量传递给水,产生高温高压的蒸汽。
绿色煤电——IGCC摘要:整体煤气化联合循环IGCC发电技术是当今国际上最引人注目的新型、高效的洁净煤发电技术之一。
IGCC 是一种先进的洁净煤发电和多联产技术,具有优秀的环保排放特性(包括对温室气体二氧化碳的捕捉),在不断改善净效率、比投资费用、设备的可用率和生产成本后,在21世纪初期有望被逐渐推广使用,并为氢能源经济的来临准备条件。
本文介绍了什么是IGCC、其主要优缺点和国内外的发展现状,并展望了它的发展趋势。
关键词:整体煤气化联合循环;IGCC;洁净煤;绿色煤电1 什么是IGCCIGCC全名(Intergrated Gasification Combined Cycle),即整体煤气化联合循环发电,IGCC发电系统有两大分系统构成,即煤气化、洁净系统和发电系统。
其基本原理是:先通过煤气化炉将煤气化成中、低热值的合成粗煤气,然后经净化系统将其除尘、脱硫、除染而制成可供燃气轮机使用的精煤气,进入燃烧室产生高效燃气带动汽机做功,同时还利用燃气轮机排气经余热锅炉产生不同参数蒸汽,以驱动蒸汽轮机发电,以及供热等(其流程图如图1)。
它既能大幅提高发电效率,同时又能实现极好的环保效果。
图1 煤气化联合循环发电流程图2 IGCC优缺点IGCC发电技术是当今国际上最引人注目的新型、高效的洁净煤发电技术之一。
它采用“先治理后发电”的策略,在燃料燃烧前先除去污染物,可以大大降低二氧化碳、氮氧化物等污染物的排放。
IGCC发电技术将联合循环发电技术与煤炭气化和煤气净化技术有机的结合在一起,与常规燃煤机组及燃气蒸汽联合循环(GTCC)相比,具有下面诸多优缺点:2.1 主要优点(1)效率较高,其具有继续提高效率的最大潜力。
高效率IGCC供电效率可达42-46%,提高初燃后可达50%以上,与煤粉火力发电相比,在商用阶段,能将发电效率提高约2成。
(2)与普通发电机组相比,其使用的煤种扩大。
能综合利用煤碳资源,组成多联产系统,能同时生产电、热、燃料气和化工产品。
整体煤气联合循环(IGCC)简介1、IGCC的由来和含义整体煤气化联合循环(1GCC-Integrated Casification combined Cycle)发电系统,是将煤气化技术和高效的联合循环发电技术相结合的先进动力系统,发电效率高,环保性能好,是一种有广阔前景的洁净煤发电技术。
上世纪70年代初期由中东战争引发的石油危机以及不断恶化的环境污染问题,给世界带来巨大影响和冲击。
西方主要工业国家从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,化石燃料中煤的储量大、价格低廉、供应稳定,但直接燃煤严重污染环境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时,特别重视洁净煤技术的研究与开发工作。
各种形式的洁净煤发电技术经过几十年的努力得到了很大发展, 但从大型化和商业化发展来看,近期各国开发研究的重点主要放在IGCC上,投入人力物力最多,己建和在建的示范项目也占多数。
越来越多的实践证明:IGCC是最有发展前景的洁净煤发电技术。
美国、西欧、日本等国相继提出并推行洁净煤计划。
据统计,美国能源部自1986年开始实施洁净煤计划以来,经过长达9年,在5轮竞争性的论证后,目前共选中43个项目,项目投资超过70亿元,其中IGCC占的份额最大。
IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)整体煤气化联合循环,它的设计思想是:使煤在高压、高强度、高效率的气化炉中气化成为中热值煤气或低热值煤气,进而通过洗涤和脱硫处理,把煤气中的微尘、硫化物、碱金属等杂质清除干净,最后,把洁净的煤气输送到燃气-蒸汽联合循环中去燃烧做功。
2、IGCC的组成和工艺流程整体煤气化燃气一蒸汽联合循环(简称IGCC )是一种先进的高效低污染的清洁煤发电技术,是多种高新技术的合成,由气化、动力、脱硫、空分四个岛组成。
其主要生产流程是:将原煤制成煤粉或水煤浆送人气化炉中,煤粉或煤浆在气化炉中与来自空分系统的氧气反应生成粗煤气,粗煤气经净化系统涂去粉尘、硫化物等有害物质后送入燃气轮机燃烧室,燃烧产生高温高压气体进人透平膨胀做功,拖功发电机发电。