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IGCC技术发展现状概述摘要：IGCC是一种新型、高效的洁净煤发电技术具有高效、洁净、节水、燃料适应性广等特点。
本文对IGCC发电技术的特点、流程、关键设备与制约因素等进行了论述。
关键词：IGCC 煤气化联合循环发展概况1. 概述IGCC (Intergraded Gasification Combined Cycle)即整体煤气化联合循环发电,它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发电系统把环境友好的煤气化技术与高效的燃气蒸汽联合循环发电技术相结合，实现了煤炭资源的高效、洁净利用，具有高效、洁净、节水、燃料适应性广、易于实现多联产等优点，并且与未来二氧化碳近零排放、氢能经济长远可持续发展目标相容，是21世纪洁净煤发电技术的重要发展方向之一。
它主要由煤的气化与净化部分(气化炉、空分装置、煤气净化设备)与燃气-蒸汽联合循环发电部分(燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统)组成。
典型的IGCC发电系统如图1所示,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,然后进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的联合循环过程。
图1 典型IGCC发电系统图2. IGCC技术优点2.1 供电效率高IGCC电厂将煤气化与高效的联合循环发电技术有机结合起来,实现了能量的梯级利用,极大地提高了燃煤技术的发电效率。
目前,国际上运行的商业化IGCC电站的供电净效率最高已达到43%,比常规亚临界燃煤电站效率高5%~7%,与超超临界机组供电效率相当。
随着燃气轮机的发展,由G,H级组成的IGCC供电效率可以达到52%。
2.2 环保特性好IGCC电厂对合成煤气采用“燃烧前脱除污染物”技术,合成煤气气流量小(大约是常规燃煤火电尾部烟气量的1/10),便于处理。
IGCCIGCC简介 (2)首个IGCC示范工程进入实施阶段 (4)专家呼吁推进清洁高效煤发电技术IGCC示范电站建设 (5)曹培玺到华能天津IGCC电站示范工程施工现场调研 (5)IGCC项目震动杭州装备制造业 (6)华能超百亿投资试水IGCC (8)IGCC简介整体煤气化联合循环（IGCC—Integrated Gasification 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。
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(e ntrained flow bed）、固定床（fixed bed）和流化床（fluidized bed）三种方案。
igcc耦合压缩空气储能IGCC（Integrated Gasification Combined Cycle，集成气化联合循环）是一种高效的发电技术，它结合了煤气化、燃烧和蒸汽涡轮发电循环。
这种技术能够将煤炭等碳负荷固体燃料转化为气体燃料，通过燃烧产生热能，并将其转化为电能。
IGCC技术对环境的影响相对较小，可以更好地应对气候变化和环境保护的要求。
在IGCC过程中，压缩空气储能起着重要作用。
压缩空气储能是一种将机械能转化为压缩空气能量而存储起来，然后通过释放压缩空气能量来产生电力的技术。
它能够在电力需求低峰期将多余的电能转化为压缩空气储存起来，然后在电力需求高峰期通过释放压缩空气能量来发电。
IGCC耦合压缩空气储能的过程可以描述如下：1. 煤气化：在氧气和蒸汽的作用下，将煤炭等碳负荷固体燃料转化为合成气体（CO和H2）。
该过程通过控制瓦斯化剂的供应，可以使煤气化过程具有一定的灵活性，以适应电力需求的变化。
2. 清洁燃烧：合成气体通过气化炉中的燃烧过程得到清洁的燃料气，其中的污染物被去除，减少了污染物对环境的影响。
3. 蒸汽涡轮发电循环：清洁的燃料气进入燃气轮机，产生高温高压蒸汽。
蒸汽驱动涡轮发电机组发电，产生电能。
4. 压缩空气储能：在电力需求低峰期，多余的电能用来驱动压缩机将空气压缩到高压状态，并存储在储气罐中。
压缩空气的储存能量可以通过少量的能量损耗转化为储能。
5. 压缩空气释放：在电力需求高峰期，通过控制阀门释放储存的压缩空气，将其推动进入涡轮机，产生动力并驱动发电机组发电，产生电能。
通过IGCC耦合压缩空气储能技术，可以实现对电力需求的灵活调控，并减少对传统燃料的依赖。
压缩空气储能不仅可以用来满足高峰期的电力需求，还可以用于电网储能，提高电网的稳定性和可靠性。
此外，IGCC技术对环境的影响相对较小，通过煤气化过程可以有效地减少大气污染物的排放。
因此，IGCC耦合压缩空气储能是一种可持续发展的发电技术，有着广阔的应用前景。
整体煤气化联合循环技术的发展和工艺摘要：随着世界和国家对环境认知的提高，节能减排的程度的加强。
作为能耗高，污染大的电厂来说，节能减排潜力巨大。
本文通过IGCC电站发电技术、工艺过程、主要系统和发展过程，总结了IGCC电站的优点和缺点，以及IGCC电站设计时应注意的问题。
同时对IGCC的发展进行简要的介绍。
关键词：IGCC；洁净煤技术；发展；联合循环发电；效率IGCC,即整体煤气化联合循环(IGCC-Integrated Gasification 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能源动力系统。
IGCC技术将煤气化过程与联合循环系统相结合，通过煤气化生成合成燃料气，驱动燃气轮机发电，其尾气通过余热锅炉生产蒸汽驱动汽轮机发电，使燃气与蒸汽联合发电，有较高的系统效率和较好的环境效果。
因此IGCC不仅具有一般联合循环效率高、污染低的特点；而且由于能够利用煤及其他劣质燃料，从而可以实现原料的劣质化及低成本。
1.1国外igcc的发展自从1972年世界上第一台工业规模的整体煤气化联合循环电站在德国建成以来，在20十级90年代，IGCC得到了空前的发展。
随着煤气化技术及燃气轮机技术的发展和进步，IGCC 将朝着大容量、高效率、低排放的方向发展。
气化炉的容量达到2 500～3 000 t/d，采用G 型或H 型高性能大容量的燃气轮机联合循环，功率达到400～600MW，联合循环效率超过55%，单位千瓦造价降至约1000美元。
随着广义总能系统概念的提出，使得IGCC 系统中热转功的热力循环研究思路有了突破，重在不同循环、不同技术、不同产品的有机结合和多目标优化。
日本政府资助日本电源开发株式会社计划建设一座整体煤气化燃料电池联合循环(IGFC)示范电厂，通过煤气化，利用燃料电池、燃气轮机和蒸汽轮机技术，提高资源利用效率，降低排放浓度。
该项计划中燃料电池采用固体氧化物燃料电池(SOFC)，全厂发电效率将达到60%。
整体煤气化联合循环发电技术简介（IGCC）2009年8月19日整理目录一、基本情况概述 (2)1、IGCC提出的背景 (2)2、IGCC国外现状及发展趋势 (4)3、IGCC国内现状及发展趋势 (8)4、目前对IGCC系统研究的不足 (10)二、IGCC主要系统的主要构成部分及其特点 (11)1、IGCC主要系统中燃气机轮系统的构成与特点 (11)2、IGCC主要系统中煤炭气化系统的构成与特点 (13)3、IGCC主要系统中煤气净化系统的构成与特点 (23)4、IGCC主要系统中余热锅炉系统的构成与特点 (25)5、IGCC主要系统中蒸汽轮机系统的构成与特点 (27)三、IGCC联合循环的主要特点 (28)四、基于Aspen plus 过程模拟的IGCC整体系统的性能分析 (30)1、Aspen plus过程模拟软件的基本原理和功能 (30)2、Aspen Plus 软件在燃煤发电工程中的应用 (32)3、IGCC中燃气轮机系统的选取和其各参数的计算 (34)4、IGCC中余热锅炉及蒸汽系统输入参数选取和计算 (37)5、IGCC整体系统的性能模拟结果及分析 (39)五、近期IGCC技术的相关报导 (42)1、天津开建国内环保水平最高燃煤电厂污染物排放减90% (42)2、华能IGCC技术打入美国市场 (43)3、华能集团联手七大央企 70亿投资IGCC (44)4、能源局：华能IGCC项目获批将在全国进行推广 (50)IGCC（整体煤气化联合循环发电技术）简介IGCC（Integrated Gasification Combined Cycle，整体煤气化联合循环）技术被普遍认为是最有发展前景的洁净煤发电技术之一，既能达到较高的发电效率，又有极好的环保性能。
一、基本情况概述1、IGCC提出的背景“绿色煤电”计划的提出，是从我国能源结构的现实特点出发的，而IGCC技术的发展是绿色煤电的重点。
煤炭在我国一次能源结构中占6成以上，目前全国的发电装机容量中煤电占70％以上。
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。
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专家呼吁推进清洁高效煤发电技术IGCC示范电站建设 ................................... 错误!未定义书签。
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IGCC简介整体煤气化联合循环（IGCC-Integrated Gasification 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。
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（e ntrained 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气，帮煤气须经除尘、洗涤脱硫处理，成为清洁的煤气，再送往燃烧室。
喷流床气化炉由于是煤粉高温高压气化，因此煤种适应性广，碳转化率高，能达到99%以上。
当前在欧美各地IGCC示范厂所选用的喷流床气化炉有：美国德士古和CE炉，荷兰的Shell炉，德国的Prenflo炉。
给煤方式有湿法水煤浆给煤（如德士古炉）和干法给煤（如shell和Prenflo炉）。
由于喷流床气化炉的单炉生产能力大，并且具有较高的效率，燃料适应性广，因而在今后发展大容量高效率的IGCC电站中具有强有力的竞争地位。
2）流化床气化炉流化床气化炉可以充分利用床内气固两相间的高强度的传热和传质，使整个床层内温度分布均匀，混合条件好，有利于气化反应的进行。
同时，可以利用流化床低温燃烧，在燃烧和气化过程中加入脱硫剂（石灰石或白云石），将产生的大部分SO2和H2S脱除。
由于流化床气化炉内的反应温度一般控制在850－1000℃，因此，它产生的焦油、烃、酚、苯和萘等大分子有机物基本上都能被裂解为简单的双原子或三原子气体，煤气的主要成本是CO和H2，CH4的含量一般少于2%。
当前，用于IGCC系统的流化床气化炉有KRW炉，U－Gas炉和温克勒炉等。
3）固定床气化炉固定床气化炉是最早开发出的气化炉，它和燃煤的层燃炉类似，炉子下部为炉排，用以支承上面的煤层。
通常，煤从气化炉的顶部加入，而气化剂（氧或空气和水蒸气）则从炉子的下部供入，因而气固间是逆向流动的。
这种气化炉和燃煤的层燃炉一样，对煤的粒径有一定的要求。
固定床气化炉有两种煤气出口集团的设计。
粗煤气唯一出口位置设计在干燥区上面煤层的顶部，称为单段气化炉，此时出口处煤气的温度为370－590℃，在这煤气温度下，气的油和煤焦油等会发生裂解和聚合反应，从而生成彼一时质焦油和沥青。
同时高温煤气穿过煤层时产生的剧烈干馏会使煤发生爆裂，产生大量煤尘，并随粗煤气一起带出气化炉。
因而这种单段气化炉的粗煤气质量是比较差的。
另一种设计是，有两个煤气出口，除了在干燥区上部的出口外，另一个则在气化区的顶部，煤气产量的一半从这个出口离开气化炉。
由于流经挥发分析出区和干燥区的煤气量只有单段炉的，有利于防止由于煤的爆裂而产生的大量煤尘，而且不会产生彼一时质焦油和沥青。
因此，两段炉产生的粗煤气的质量是比较好的。
用于IGCC系统的固定床气化炉主要是鲁奇炉，世界上最早的德国IGCC示范厂采用的就是鲁奇固定床单段固态排渣气化炉。
这种气化炉的最大缺点是，使用焦结性煤时，容易造成床体阻塞，使气流不畅，煤气质量不稳定。
此外，由于煤在气化炉内缓慢下移至变成灰渣需停留个小时，因而单炉的气化容量无法设计得很大。
而且，排出的煤气中还含有大量的沥青、煤焦油和酚等，使煤气的净化处理过程十分复杂。
为改善上述问题，强化煤的气化过程，英国煤气公司在固态排渣鲁奇炉的基础上，将其发展成液态排渣鲁奇炉。
液态排渣气化炉由于其燃烧区的温度较高，因而有利于提高煤的氧化速率和碳的转化率，缩短煤在炉内的停留时间，对煤粒直径的要坟比固态排渣炉宽。
但颗粒尺寸小于6mm的要限制在10%以下。
液态排渣气化炉有以下特点：1）碳转化率是三种气化炉中最高的，排渣的物理热损失大。
2）相对安全可靠；3）煤气生产能力有限，是三种炉型中能力最低的。
首个IGCC示范工程进入实施阶段[ 2009-08-17 ] 来源于：8月14日化工报中国华能集团公司技术创新中心总工程师许世森13日向记者透露，我国首个自主设计的IGCC电站——华能绿色煤电天津IGCC电站示范工程已开工建设，截至目前空分装置的设计制造已基本完成。
该工程建成后，将成为国内首家近零排放IGCC电站。
这标志着具有我国自主知识产权的绿色煤电计划取得了重大进展。
许世森告诉记者,天津IGCC项目由我国自主设计开发建造，将成为国内首个完全利用煤气化技术产生动力的高效率、低排放IGCC电站，同时也是首家近零排放IGCC电站。
中国电力规划设计总院副院长赵洁表示，天津IGCC项目的开工，表明我国已掌握气化系统、空分系统、煤气净化系统的设计制造和IGCC系统集成等一系列核心技术。
目前，燃煤电站产生的CO2占全球CO2排放量的一半以上。
国内燃煤电站的CO2捕集分离还处于示范阶段，捕集率很低。
天津IGCC项目将攻克大规模CO2捕集利用及埋存等关键技术难题，使捕集率超过60%，实现真正意义上的近零排放。
据了解，气化炉是IGCC的龙头和核心装置。
大规模煤炭气化技术的缺乏一直是制约我国IGCC项目国产化的瓶颈。
天津IGCC项目采用的气化装置是华能开发的拥有自主知识产权的两段式干煤粉气化炉。
该气化炉打破了国外技术垄断，碳转化率达99%以上，合成气含量达90%以上。
它比国外先进气化技术装置造价低40%，冷煤气效率提高2%～3%，比氧耗低10%～15％。
目前，用于天津电站的2000吨/日级气化炉正在上海锅炉厂制造，计划于2010年完成安装。
开封空分集团设计的8×104Nm3/h空分装置已基本完成制造。
据许世森介绍，天津绿色煤电项目将分三个阶段建设。
目前进行的第一阶段将在2011年建成国内第一台25万千瓦IGCC发电机组，同步建成全球首个IGCC的CO2捕集示范装置。
第二阶段是到2015年建成绿色煤电实验室，研发膜分离制氢、氢气燃机、CO2捕集及埋存等绿色煤电关键技术。
第三阶段是于2020年前建成40万千瓦级绿色煤电示范工程，确保燃煤污染物近零排放。
专家呼吁推进清洁高效煤发电技术IGCC示范电站建设来源：新华网2009年10月16日新华网昆明10月16日专电（记者郑晓奕、樊曦）我国以煤为主的能源结构现状和面临的巨大温室气体减排压力，决定了我国必须大力发展清洁高效的燃煤发电技术。
专家15日呼吁，加快一项清洁高效煤发电技术ＩＧＣＣ的研发和商业化，推进ＩＧＣＣ示范电站建设。
ＩＧＣＣ是指整体煤气化联合循环发电技术，是将固体煤的气化、净化与燃气－蒸汽联合循环发电相结合的清洁高效发电技术，具有高效发电和低排放的突出优势，被业内人士认为可能是未来煤基发电的极低排放发电系统的一种最佳方法。
