整体煤气化联合循环IGCC发电系统性能计算与分析

整体煤气化联合循环-IGCC技术综述摘要:文章简要介绍了IGCC技术的工艺流程及其主要特点,对其存在的问题提出了建议,并对其前景进行了预测。

关键词:IGCC技术;特点;建议因此,这种技术被认为是一种更具革命性的技术,但其对技术和设备要求更高,造价也更高。

1工艺及流程简介1.1组成部分及设备第一部分的设备主要包括:气化炉、空分装置、煤气净化设备(包括硫的回收装置);第二部分的设备主要有:燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。

1.2工艺流程煤经气化成为中低热值煤气,经过净化,除去煤中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物,变为洁净的气体燃料,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。

其流程见图1。

2IGCC的主要优点(1)极低的排放:脱硫效率-98%;脱氮率-90%;粉尘排放-接近于零,CO2的排放可减少1/4。

(2)非常高的效率:当前大型IGCC示范厂的电站效率已达42%～46%,IGCC的净效率具有超过50%的潜力。

(3)耗水量少,比常规蒸汽循环电站可节水30%～50%。

(4)燃煤后的废物处理量最少,脱硫后可副产元素硫或硫酸。

(5)可以进行煤炭资源综合利用,可根据需要进行多联产,将煤气转化为热能,燃料气和化工产品,并进行CO2捕获实现接近零排放。

(6)以气化为核心的IGCC技术,与燃料电池和多联产结合并以接近零排放为目标,可能是下一代最新的洁净煤发电技术。

3IGCC技术的发展及应用3.1世界发展概况见表1。

3.2全世界IGCC装置的现状(1)全世界总安装的气化炉容量(包括各种给煤方式):约70,000MWth或相当的IGCC电功率38,000MWel;IGCC的安装容量平均每年增加10%/年。

(2)现在的投资成本900~1300US$/kWel,可以达到的净效率:43%~45%。

(3)全世界已建成和在建的最大容量的IGCC电厂:西班牙Puertollano(示范厂):容量:320MWel,气化燃料:煤/石油焦。

整体煤气化联合循环【摘要】对洁净煤技术中的整体煤气化联合循环进行介绍，分析该技术的优点、存在的问题，节能减排压力日渐增大，相对超临界等发电技术而言，IGCC 作为可预见的高效发电技术，在碳减排技术环节具有强大的优势。

【关键词】IGCC；CCS；能源一、引言整体煤气化联合循环(Integrated Ga-sificationCombined Cycle,IGCC)发电技术是新一代先进的燃煤发电技术，它既提高了发电效率，又提出了解决环境问题的途径，为燃煤发电带来了光明，其发展令人瞩目。

从大型化和商业化的发展方向来看，IGCC把高效、清洁、废物利用、多联产和节水等特点有机地结合起来，被认为是21世纪最有发展前途的洁净煤发电技术。

二、整体煤气化联合循环及其优点整体煤气化联合循环发电技术是指将煤炭、生物质、石油焦、重渣油等多种含碳燃料进行气化，将得到的合成气净化后用于燃气-蒸汽联合循环的发电技术从系统构成及设备制造的角度来看，这种系统继承和发展了当前热力发电系统几乎所有技术，将空气分离技术、煤的气化技术、煤气净化技术、燃气轮机联合循环技术以及系统的整体化技术有机集成，综合利用了煤的气化和净化技术，较好地实现了煤化学能的梯级利用，使其成为高效和环保的发电技术。

整体煤气化联合循环系统(IGCC)主要由两部分组成，煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。

第1部分的主要设备有气化炉、煤气净化设备、空分装置。

第2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。

系统流程为：使煤在气化炉中气化成为中热值煤气或低热值煤气，然后经过处理，把粗煤气中的灰分、含硫化合物等有害物质除净，供到燃气-蒸汽联合循环中去燃烧做功，借以达到以煤代油(或天然气)的目的。

从系统构成及设备制造的角度来看，这种系统继承和发展了当前热力发电系统几乎所有技术，将空气分离技术、煤的气化技术、煤气净化技术、燃气轮机联合循环技术以及系统的整体化技术有机集成，综合利用了煤的气化和净化技术，较好地实现了煤化学能的梯级利用，使其成为高效和环保的发电技术，被公认为世界上最清洁的燃煤发电技术，有希望从根本上解决我国现有燃煤电站效率低下和污染严重的问题。

○综　述○整体煤气化联合循环(IGCC )发电技术吕　晶1,孙福珠2,吕　华2,张宏炜1,董贵林3(1.黑龙江省电力职工大学,黑龙江哈尔滨150030;2.黑龙江省电力科学研究院,黑龙江哈尔滨150030;3.牡丹江第二发电厂,黑龙江牡丹江157015)摘　要:介绍了IG CC 发电的优点及工作原理,IG CC 电站的设备构成以及各种设备的性能比较,并介绍了世界几大IGCC 发电工程状况和我国在该领域的研究开发情况。

环境保护对电力发展的要求,为IGCC 发电技术的发展,提供了广阔的发展前景和空间。

洁净煤发电技术作为21世纪燃煤电厂的换代技术,是电力可持续发展的重要选择。

关键词:电力环保;IGCC 发电;可持续发展中图分类号:T K 434.6;T K477 文献标识码:A 文章编号:1002-1663(2002)02-0132-04Generation of Power by IG CCL ǜJing 1,SUN Fu -zhu 2,L ǜHua 2,ZHANG Hong -wei 1,DONG Gui -lin 3(1.Heilongjiang Electric Power Science Research I nstitute ,Harbin 150030,China ;2.Heilo ngjiang Electric Pow er Staff Uni -versity ,Harbin 150030,China ;3.Mudanjiang No .2Pow er Plant ,M udanjiang 157015,China )A bstract :Describes the advantages and theory behind generation of pow er by IGCC ,the structural break -dow n of IGCC pow er station and the performance of equipment reguired ,the development status of w orld major generation of pow er by IGCC projects and R &D status of generation of pow er by IGCC technology in China ,and points out the enviroumental protection requirement fo r the development of electric power provides a w ide and bright prospect and space for the development of generation of pow er by IGCC ,and the technology of generating pow er using clean coal is the right choice for pow er plants buring coal for genera -tion of power in the new century to achieve sustained development .Key words :environmental protection requirement fo r generation of power ;generation of pow er by IGCC ;sustained development0　前　言收稿日期:2002-02-05。

IGCC简介.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。

第37卷第6期2006年11月　锅　炉　技　术BOIL ER TECHNOLO GYVol.37,No.6Nov.,2006收稿日期:20060711作者简介:徐强(1970),男,1992年毕业于西安交通大学涡轮机专业,1992年～2005年在上海汽轮机有限公司工作,历任设计室主任、设计研究所副所长等,长期从事汽轮机、燃气轮机的开发研究,现任上海电气电站集团副总工程师、技术部副部长。

文章编号:　CN311508(2006)06000109整体煤气化联合循环(IGCC )特点综述及产业化前景分析徐　强1,　曹　江2,　周一工1,王佳祎1,　何　芬2(1.上海电气电站集团,上海201108;　2.清华大学热能工程系,北京100084)关键词:　整体煤气化联合循环(IGCC );气化炉;空分制氧;合成气净化;燃气轮机摘　要:　介绍了整体煤气化联合循环(IGCC )的发展现状及趋势,重点对IGCC 关键技术和设备进行了阐述,并对IGCC 的产业化前景进行了分析。

中图分类号:　TM 611.3 文献标识码:　A1　前　言 整体煤气化联合循环(Integrated gasifica 2tion combined cycle ,IGCC )是指将煤炭、生物质、石油焦、重渣油等多种含碳燃料进行气化,将得到的合成气净化后用于燃气—蒸汽联合循环的发电技术。

这种技术不仅可以很大程度上解决目前燃煤电站效率低、污染大的问题,而且也克服了天然气供应不足和价格昂贵的问题。

从系统构成及设备制造的角度来看,这种系统继承和发展了当前热力发电系统几乎所有技术。

IGCC 基本原理如图1所示(完全整体化、有氮气回注的系统)。

本文将从发展现状及未来发展趋势、关键技术及设备等方面对IGCC 技术作一介绍,并对IGCC 的产业化前景进行分析比较。

图1　IGCC 原理示意图2　IGCC 国内外发展现状及未来发展趋势2.1IGCC 的国内外发展现状 到2005年,世界上已经投入运行和正在建设的IG CC 电站近30座,其中美国占了一半左右,装机容量超过800万千瓦[1]。

整体煤气化联合循环(IGCC)现状及发展趋势供稿人：宋鸿供稿时间：2009-12-23 关键字：整体煤气化联合循环(IGCC) 现状发展趋势一、IGCC行业发展概况整体煤气化联合循环(Integrated gasification combined cycle，IGCC)是指将煤炭、生物质、石油焦、重渣油等多种含碳燃料进行气化，将得到的合成气净化后与高效的联合循环相结合的先进动力系统。

这种系统不仅可以符合2005-2010年日益严格的脱硫脱硝除尘要求，而且可以符合2010-2020年排上日程的微颗粒（PM10、PM2.5）和金属元素（如汞）的排放要求，同时也克服了天然气供应不足和价格昂贵的问题，并具有延伸产业链，发展循环经济的技术优势。

从系统构成及设备制造的角度来看，这种系统继承和发展了当前热力发电系统几乎所有技术，代表21世纪洁净煤发电技术的发展方向。

IGCC的研发始于二十世纪七十年代初，1972年在西德Lǔnen 的Kellerman电厂建立了第一座IGCC装置，但世界上真正试运成功的第一座IGCC电站是1984年启动的美国加州Cool Water 电站。

Cool Water电站成功地验证了IGCC技术的可行性，跨过了原理概念性开拓验证阶段，使IGCC从此转上了较为稳健、有效的开发阶段。

之后，美国、英国、荷兰、西班牙、德国、日本、印度等国纷纷建起了IGCC商用化示范电站，其中最受关注的是美国的Wabash River（1995）、Free town（1995）、Tampa（1996）和Pinon Pine电站（1996），以及欧洲荷兰的Buggenum电站（1994）、西班牙的Puertollano电站（1998）等。

它们多已并入电网作商用化示范运行，证明能够实现有害物质零排放、利于环境保护（污染物排放量仅为常规燃煤电站的1/10，脱硫效率达99%，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），净效率可达43%以上（高于超临界参数燃煤发电机组在同样净化要求下的最高水平），运行可靠性良好，其建设投资和运行成本基本上已具备竞争力。

IGCC发电技术研究及探讨摘要：IGCC是整体煤气化燃气-蒸汽联合循环，是70年石油危机时期开始研究和发展起来的一种洁净煤发电技术，它是在已经完全成熟的燃气-蒸汽联合循环发电机组的基础上，增加一套煤的气化和净化装置，以便使煤变成人造的干净的合成煤气，进而在燃气-蒸汽联合循环发电设备中，实现煤电洁净发电。

本文主要介绍了IGCC技术的发展进程和关键技术，系统流程，关键设备及功能，发展趋势。

关键词：IGCC；系统流程；关键设备；发展趋势1引言为节约能源和减轻环境污染,美国、西欧和日本相继提出并推行洁净煤计划,国内外现已开发出多项洁净煤发电技术,主要包括:脱硫技术、脱硝技术、超临界及超超临界发电技术、整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)、循环流化床发电技术 (CFBC)和增压流化床联合循环发电技术(PFBC-CC)等.从大型化和商业化的发展趋势来看,整体煤气化联合循环(IGCC)最受重视,现已成为能源动力领域的研究热点与前沿.IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)是一个涉及能源、化工和环境等诸多学科的复杂系统。

当前世界上研究开发IGCC的总目标是：力求提高其经济性、可用率；降低比投资费用和发电成本，促使IGCC走向商业化；同时进一步优化IGCC的系统，以便清除和利用CO2 ，为走向H2 经济时代探索现实道路，并改善其运行的灵活性。

有关IGCC的关键技术主要包括：气化炉技术、燃气轮机技术、余热锅炉技术、空分制氧技术。

2IGCC的发展进程2.1 原理概念性验证阶段这个阶段,主要目的是通过建立各种试验电站向世人展示煤气化转化技术和高效联合循环热力系统相结合的IGCC作为一种新型的洁净煤发电技术不仅理论上可行,而且能够安全、可靠运行,真正“洁净”，解决常规燃煤电站所固有的污染问题,并且有可能大型化商业应用。

世界上第一座IGCC装置是1972年在德国L nen市的Kellerman电厂,容量为170MW,采用五台Lurgi固定床气化炉,配Siemens公司V93型74MW功率燃气轮机等组成增压锅炉型联合循环。

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。

IGCC百科名片IGCＣ（Intｅgrated Gasiｆiｃatiｏn Coｍbiｎｅd Ｃyclｅ)整体煤气化联合循环发电系统，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。

目录[隐藏]基本简介原理分类喷流床气化炉流化床气化炉固定床气化炉特点发展障碍基本简介原理分类喷流床气化炉流化床气化炉固定床气化炉特点发展障碍•前景[编辑本段]基本简介IGCC整体煤气化联合循环它由两大部分组成,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[编辑本段］原理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1 2０0mｇ/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。

[编辑本段]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。

整体煤气化联合循环发电厂〔IGCC〕气化是固体和液体原料〔如煤或石油〕向主要成分为氢〔H2〕和一氧化碳〔CO〕的气体的转化。

气化已应用了一百多年，所产气体有多种用途，如家庭供暖和照明〔"城市煤气" 〕、化学制品，如氨〔NH3〕或甲醇与汽油和柴油替代产品。

近年，人们关注于利用气化发电。

最初的原因是大型、高效燃气轮机的开发。

不久意识到煤炭气化结合燃气轮机发电，可能具有最现代化的常规燃煤电厂一样的效率，而排放物却要少得多。

20世纪70年代初期，在德国建立了第一座整体煤气化联合循环发电厂〔IGCC〕，如今，世界上已有假设干座燃煤示X厂。

图1 GBL气化炉〔经英国煤气公司特许刊出〕 IGCC电厂也能燃用石油衍生的原料，如重油和焦油。

这些产品在石油精炼过程中形成。

传统上，这些产品用于生产电厂锅炉用重质燃料油和作船用燃料。

但是，近年来，重质燃料油的市场需求迅速下降，且目前一些炼油厂的这类产品过剩。

将这些重油气化既可为炼油厂提供电力，也可用于出口，且产生的H2可在炼油厂里提质和清洁其他产品，如柴油和汽油。

在欧洲至少有4个大的燃石油的IGCC项目在进展。

生物质和废物都可气化；但是IGCC技术趋于偏爱大型、集中化电厂，但生物质和废物最好是用于其资源附近的较小电厂。

因此，可选择在邻近现有电厂的小型气化炉气化生物质和废物，利用这些气化产品局部取代燃用的煤或石油。

这就使现有电厂在可获得生物质和废物时利用他们。

某些气化炉技术可将生物质、废物同煤一起气化。

目前处于领先地位的几个生物质和废物气化项目大多在欧洲进展，几个最重要的项目在英国。

IGCC厂尚处于试验阶段，到目前为止，几乎所有这类项目都需要政府某种形式的支持。

该技术在广泛应用之前，有三个不足之处要加以改善。

1、同备有环保装置的传统燃煤电厂相比，建立IGCC电厂费用昂贵； 2、迄今为止，IGCC厂的可靠性较差； 3、至少那些配有制氧〔O2〕装置的IGCC设备的操作灵活性尚待充分证实；尤其是，IGCC设备的启动时间次数是以天计而非小时计。

IGCC百科名片IGCC〔Integrated Gasification Combined Cycle〕整体煤气化联合循环发电系统，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。

它由两大局部组成，即煤的气化与净化局部和燃气-蒸汽联合循环发电局部。

目录底子简介道理分类喷流床气化炉流化床气化炉固定床气化炉特点开展障碍底子简介道理分类喷流床气化炉流化床气化炉固定床气化炉特点开展障碍•前景展开编纂本段底子简介IGCC整体煤气化联合循环由两大局部组成，第一局部的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备〔包罗硫的回收装置〕，第二局部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，颠末净化，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，发生过热蒸汽驱动蒸汽轮机作功。

其道理图见以下图:编纂本段道理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，是一种有开展前景的洁净煤发电技术。

在目前技术程度下，IGCC发电的净效率可达43%～45％，此后可望达到更高。

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摆布。

〔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，利于环境庇护。

编纂本段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局部。

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物，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。

第24卷第1期　2004年2月动力工程POW ER EN G I N EER I N GV o l .24N o.1　Feb .2004　收稿日期:2002212230基金项目:国家重点基础研究发展规划资助项目(N o .G 1999022304)作者简介:聂会建(1975-),女,北京顺义人,工学硕士,2003年毕业于清华大学,现在国电华北电力设计工程有限公司工作。

目前主要从事能源系统的环境效益分析。

文章编号:100026761(2004)0120132206整体煤气化联合循环(IGCC )全生命周期CO 2排放计算及分析聂会建,　李　政,　张　斌(清华大学热能工程系,北京100084)摘　要:利用全生命周期方法,以环境排放数据库为工具,结合A sp en p lu s 流程模拟,对我国正在准备建设的400MW 级整体煤气化联合循环(IGCC )电站的二氧化碳排放进行了计算。

计算按2个时间序列展开:首先是IGCC 的建设期2运行期2退役期的时间序列,除计算此序列各阶段的CO 2排放外,还分析和列出了各阶段涉及到的各种产品要素;其次是历史序列,对每个产品要素追溯了其由资源状态转变为最终被IGCC 系统利用的产品形式之前,排放CO 2的历史。

对最主要的产品要素,采取了追溯三代历史的做法,从而尽可能全面和详尽地获得和展现了IGCC 全生命过程的CO 2排放情况。

计算结果表明:IGCC 运行过程排放是排放的主体;计算过程中一些次要过程的简化和忽略对最终结果影响不大。

图2表3参9关键词:环境工程学;煤气化联合循环;CO 2;全生命周期中图分类号:T K 229.6+5 文献标识码:AC a lcula tion a nd Ana lys is of CO 2Em is s ion L ife C yc le As s e s sm e ntin Inte g ra te d G a s ifica tion C om b ine d C yc le S ys temN IE H u i 2j ian ,　L I Z heng ,　ZH A N G B in(D ep t .of T herm al Engrg .,T singhua U n iv .,B eijing 100084,Ch ina )Abs tra c t :U sing life cycle assess m en t m ethod ,it essay m ain ly calcu lates the CO 2em issi on of a 400MW In 2tegrated Gasificati on Com b ined Cycle system p rep aring to con struct in Ch ina w ith the help of T EAM database and asp en p lu s p rocess si m u lati on .T he w ho le calcu lati on is con sidered from tw o ti m e series ,one is the series of con structi on p eri od 2op erati on p eri od 2decomm issi on p eri od .Excep ting the CO 2em issi on cal 2cu lati on of these th ree p eri ods ,the p ap er also lists and analyzes the p roducts included in each of the th reep eri ods .So the o ther ti m e series is the h isto ry series.It casts back the h isto ry em issi on of each p roduct from the raw m aterial ex tracti on to the com p leti on of the p roduct .It essay casts back th ree 2p ly the h isto ry of the key p roducts du ring the second line calcu lati on in o rder to get the detailed em issi on resu lt of the sys 2tem .F rom the calcu lati on resu lt ,it can be conclude that the op erati on em issi on is the m ain resou rce of the life cycle em issi on of the system ,and the om issi on of the em issi on of som e m ino r p rocesses is feasib le .F igs 2,talbe 3and refs 9.Ke y w o rds :environ m en tal engineering science ;IGCC ;CO 2;life cycle assess m en t 2000年,我国二氧化碳排放达30.5亿t ,仅次于美国,居世界第二位。

煤气化联合循环发电技术浅析摘要：本文浅要分析了整体煤气化联合循环发电的关键技术，并简单展望了整体煤气化联合循环发电技术的发展前景。

关键词：关键技术联合循环降低成本整体煤气化联合循环（IGCC-IntegratedGasificationCombinedCycle）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。

由于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。

一、影响IGCC系统性能的关键技术从理论上IGCC整个系统大致可分为三个相对独立的部分：煤气制备子系统、联合循环子系统和空气分离子系统。

这三个子系统的技术均有成熟技术，但是第一台IGCC电站---美国的冷水电站直到1987年才开始成功运转。

这主要是因为IGCC技术投资成本过高，影响系统性能的关键技术尚不过关等因素。

下面详细介绍一下三个子系统中的关键技术及其发展现状。

1、煤气制备子系统与常规的燃气蒸汽联合循环相比，IGCC系统所不同的是煤气制备子系统，即煤的气化和净化系统及其附属设备。

因此，能量转换效率高的灵活气化技术和合适的粗煤气净化技术是IGCC系统技术的关键。

煤的气化床的形式有四种基本的气化炉装置：喷流床气化炉（如芬兰的Shell炉）、流化床气化炉（如美国的KRW炉）、固定床气化炉（如英国的BG/L炉）和熔融床气化炉（如ATGAS炉）这四种气化工艺都能在不同的IGCC系统中找到各自的适用场合。

整体煤气化联合循环发电（IGCC）目录一、整体煤气化联合循环的工作过程…………………………二、整体煤气化联合循环的特点………………………………三、整体煤气化联合循环的发展………………………………四、在整体煤气化联合循环的主要设备………………………五、整体煤气化联合循环的发展趋势…………………………六、对我国发展IGCC技术的若干启示………………………一、整体煤气化联合循环的工作过程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：二、整体煤气化联合循环的特点IGCC（整体煤气化联合循环）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。

该技术以煤为燃料，通过气化炉将煤转变为煤气，经过除尘、脱硫等净化工艺，使之成为洁净的煤气供给燃气轮机燃烧做功，燃气轮机排气余热经余热锅炉加热给水产生过热蒸汽，带动蒸汽轮机发电，从而实现了煤气化燃气蒸汽联合循环发电过程。

IGCC发电技术把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，具有高效率、清洁、节水、燃料适应性广，易于实现多联产等优点，符合二十一世纪发电技术的发展方向。

1、IGCC将煤气化和高效的联合循环相结合，实现了能量的梯级利用，提高了采用燃煤技术的发电效率。

整体气化联合循环发电（IGCC）多联产工程技术及经济分析作者：岳华来源：《科技与企业》2013年第18期【摘要】本文主要介绍了IGCC及IGCC多联产技术。

以某一项目为例，配置传统锅炉与采用IGCC多联产技术在环保、投资和经济方面进行详细的对比，得出后者具有重大的环保价值，从技术上已具备了工业化应用的基础条件，但投资较大，需要政府制定激励机制，才能见到大规模IGCC多联产项目出现。

1、IGCC整体煤气化联合循环发电系统（Integrated Gasification Combined Cycle简称IGCC），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。

第一部分主要包括气化炉、空分装置、煤气净化设备（包括硫回收装置）；第二部分主要包括燃气轮机发电系统、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，然后进入燃气轮机的燃烧室燃烧，加热气体工质以驱动燃气透平做功，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机做功。

在目前技术水平下，IGCC发电的净效率可达48%，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，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。

图1为典型的IGCC发电流程简图。

2、IGCC多联产IGCC及多联产技术以煤气化为基础，把化工产品生产和煤气化发电整合在一起，不仅继承了IGCC的环保优势，又避免了其经济性差的缺点，是改善基于煤气化的煤炭综合利用技术的重要途径。

原始的IGCC并没有多联产技术，国内目前提及的多联产，主要技术背景为：石油价格高涨，让煤变油（CTL，即coal to liquid）具有计算上的经济效益，而CTL的一般工艺也是煤经过气化，到合成气，再经过费托合成C5左右的燃料油，这种做法的最大优点是具有极低的S、N污染物，并且具有很高的辛烷值。