[中学]整体煤气化联合循环发电(IGCC)项目简介.doc

整体煤气化联合循环发电(IGCC)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■■■・匚匚盲.QRE.匚n整体煤气化联合循环系统简图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 洁净煤发电技术在口前技术水平下，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岀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1GCC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、净化程度等耍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lOOpm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°Co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、C02和水蒸气，离开气化炉的热煤气温度在 1200-1400°C,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°C,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）产半饱和蒸汽，同时使热煤气的温度降低到200°C7r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 咼，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（石灰右或白 云石），将产生的人部分S02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°C,因此，它产生的焦油、桂、酚、苯和蔡等大分了 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°C,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 而心成彼-时质焦油和沥青同时高温煤气穿过煤层吋产牛的剧烈干惚会 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专业好文档精心整理欢迎下载。