整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)(IGCC —Integrated Gasification Combined Cycle)是一種將煤氣化技術(shù)、煤氣凈化技術(shù)與高效的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)相結(jié)合的先進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng),它在獲得高循環(huán)發(fā)電效率的同時(shí),又解決了燃煤污染排放控制的問題,是未來發(fā)展煤基發(fā)電近零排放(CO2的近零排放)——即“綠色煤電”的核心技術(shù)之一。
一、“IGCC”簡(jiǎn)述
世界上IGCC技術(shù)的研發(fā)始于20世紀(jì)70年代石油危機(jī)時(shí)期,主要目標(biāo)是用煤轉(zhuǎn)化的燃料來取代日益短缺、價(jià)格上漲的石油和天然氣,開發(fā)出效率更高、更清潔的燃煤發(fā)電技術(shù),其核心技術(shù)是大型煤氣化技術(shù)。
二、“IGCC”技術(shù)的基本原理
整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)的技術(shù)原理是:向氣化爐中噴入煤粉(或水煤漿)、水蒸氣和來自空氣分離器的富氧氣化劑,在一定壓力的條件下產(chǎn)生中低熱值的合成粗煤氣(CO+H2),然后經(jīng)凈化系統(tǒng)將粗煤氣中的灰分和含硫雜質(zhì)(主要是COS和H2S)除去,凈化煤氣作為燃料在燃燒室點(diǎn)燃,生成的高溫高壓燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)中膨脹做功,發(fā)電并驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。壓氣機(jī)輸出的壓縮空氣一部分進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室作為燃燒所需空氣,一部分經(jīng)空氣分離器制得富氧氣體。燃?xì)廨啓C(jī)的排氣進(jìn)入低循環(huán),在余熱鍋爐內(nèi)將給水加熱成蒸汽,并送入蒸汽輪機(jī)內(nèi)做功發(fā)電。從整體上說,一套完整的IGCC系統(tǒng)應(yīng)該包括三大部分:
(1)氣化部分,包括氣化爐、進(jìn)料系統(tǒng)、粗煤氣顯熱回收系統(tǒng)和凈化系統(tǒng);
(2)動(dòng)力部分,包括燃用清潔煤氣的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組;
(3)空分部分,在需要純氧作氣化劑時(shí)的深凍制氧空氣分離系統(tǒng)。
三、“IGCC”廢熱鍋爐技術(shù)特點(diǎn)
在IGCC發(fā)電系統(tǒng)中,為提高整套機(jī)組的循環(huán)效率,必須對(duì)顯熱進(jìn)行利用。輻射式廢鍋和對(duì)流式廢鍋分別用于回收高溫段和中溫段的顯熱,是顯熱回收利用中的關(guān)鍵設(shè)備。我國(guó)在IGCC系統(tǒng)中廢熱鍋爐的設(shè)計(jì)技術(shù)上雖然有部分引進(jìn)和自主研發(fā),但沒有形成可供工程應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。國(guó)外對(duì)廢熱鍋爐的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)沒有公開的資料可以參考,其運(yùn)行方面也存在著很多問題,所以我國(guó)IGCC電站廢熱鍋爐的設(shè)計(jì)制造需要通過自主創(chuàng)新,依靠已有氣化爐和廢熱鍋爐的設(shè)計(jì)與制造經(jīng)驗(yàn),開展相應(yīng)的研究工作。
和一般的鍋爐設(shè)備相比,IGCC廢熱鍋爐的合成氣壓力更高,但溫度水平相當(dāng)。和化工余熱鍋爐相比,IGCC廢熱鍋爐的合成氣溫度更高,且氣流中粉塵含量較高。IGCC廢熱鍋爐的制造要同時(shí)保證設(shè)備能夠在高溫、加壓和高粉塵濃度的氣體環(huán)境中可靠運(yùn)行,制造工藝水平要求非常高,總體來說IGCC輻射廢鍋和對(duì)流廢鍋設(shè)計(jì)和制造難點(diǎn)在于將鍋爐與壓力容器結(jié)合在一起,高溫高壓,煙氣品質(zhì)差,灰量大。
三、哈鍋的優(yōu)勢(shì)
哈鍋具備設(shè)計(jì)制造大型電站鍋爐以及石化容器的能力,在同行業(yè)中電站鍋爐和石化容器的制造業(yè)績(jī)優(yōu)勢(shì)明顯,對(duì)IGCC輻射廢鍋和對(duì)流廢鍋的研發(fā)工作具有較強(qiáng)的推動(dòng)作用。






