IGCC发电简介

IGCC发电简介

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。

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。

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。

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

IGCC电厂的优点

作为一家国际性的咨询、工程设计和运行企业，CH2M HILL公司的气化业务部副总裁Steve Jenkins表示，IGCC电厂较之利用煤粉（PC）的传统燃煤电厂有着多个众所周知的优点。

IGCC用水量较少。与同等规模的PC电厂相比，IGCC电厂用于冷却用途的水量减少33%。这是由于IGCC电厂生产的约2/3电力都来自于燃气轮机，1/3来自于汽轮发电机，而汽轮发电机才需要冷却水。尽量减少用水需要,在美国一些用水量属于重大选址难题的地区是一个显著的优点。

IGCC能够生成可利用的副产品。在采用高温气化技术时，原料所剩余的灰渣以一种类似玻璃一样的不会渗析的废渣形式排出。这种废渣可用于生产水泥或屋面瓦，或作为沥青填缝料或集料。这种废渣与绝大多数PC电厂所生成的底灰和飞灰不同，底灰和飞灰更容易渗析。而且，这种废渣比飞灰更容易输送、贮存和运输。

IGCC具有碳捕集优点。 虽然IGCC电厂（燃烧前）和PC电厂（燃烧后）都有可用的CO2捕集技术，但IGCC电厂可能具有优势，因为燃烧前CO2捕集所要求的技术已经成功地运用于煤气化（但不是IGCC）技术。目前，美国正对此项技术进行深入研究以便在IGCC电厂配置条件下达到更好的性能。此外，这些捕集技术当中的一些技术能在足够高的压力下生成浓缩的CO2气流，以满足压缩CO2在管道内输送时压缩机的要求，以便将CO2埋藏或用于提高石油采收率。但是，IGCC与PC电厂之间在CO2捕集的成本和性能方面仍然存在巨大的差异。