除。目前,在
IGCC 中使用的粗煤气净化系统有“常温湿法的净化系统”和“高温干法的净化
系统
”。
(三)制氧空气分离设备
为了提高气化炉的单炉产气率并获得高热值煤气,要求供给气化炉纯氧或高浓度富氧
气化剂,需设置制氧空分设备及系统。空分设备主要包含
O2 制备和 N2 制备装置。
制氧技术可以分成两大类:低温制氧,常温制氧。前者主要是基于深冷法制氧,一般需
把空气冷却到
-172
℃左右才进入制氧过程,目前占整个制氧市场的 85%。深冷的空分设备
比较成熟,但是投资比较高,尤其是耗能太大。常温制氧方法目前还不具备大规模提供高纯
度氧气的能力。目前正在研究使液
N2 和液 O2,先增压后气化和基于离子转移膜技术等低能
耗、低投资的新型空分制氧技术,这将有效降低
IGCC 电站厂用电率,提高净效率。
(四)燃气轮机
IGCC 是以燃气轮机为主的联合循环,其热功转换利用的核心部件是燃气轮机,加入
系统的全部或大部分热量先在高温区段借助燃气轮机实现高效热功转换、输出有效功,然后
充分回收燃气轮机排热产生蒸汽,再在中、低温区段通过汽轮机实现热功转换、输出有效功。
燃气轮机性能的提高是发展
IGCC 的前提。
IGCC 电站中使用的燃气轮机由于其所用燃料的变化、同系统其他设备整合的要求,与
简单循环、天然气燃气
-蒸汽联合循环中使用的燃气轮机有很大区别。因而需要在原有天然气
燃气
-蒸汽联合循环机组的基础上进行改造,甚至重新设计:(1)提高燃气轮机初温、热效率
和单机容量并降低其投资费用;
(2)改烧合成煤气,使同一台机组有混烧或单独燃烧多种燃
料的问题;
(3)燃气透平与压气机工质流量的匹配问题;(4)燃气轮机功率增大极限的控制问
题;
(5)改进燃气透平叶高温热障涂层的材料与运行状态的监护。
(五)余热锅炉—蒸汽轮机
性能先进的
IGCC 离不开高效率的蒸汽底循环。余热锅炉和蒸汽轮机系统不可避免要与
煤气化、净化系统等进行质量、能量交换,因此
IGCC 蒸汽系统的联结、匹配与优化要比一般
的联合循环复杂得多,也重要得多。为了充分吸收各子系统的余热、废热,目前
IGCC 系统
中一般根据燃气轮机排气温度选择蒸汽循环流程。当燃气轮机排气温度
T4 低于 538
℃时,
不采用再热循环方案;当高于
580
℃时,采用多压再热方案。
四、结语
当前,我国将解决节能环保问题提到了前所未有的高度。与超临界等较为成熟的洁净煤
发电技术比较,
IGCC 是可预见的发电效率最高的洁净煤技术,尤其在控制 CO2 排放方面
该技术具有较为明显的优势。随着化石燃料的日益紧缺,国际燃料价格的不断上涨,节能环
保要求越来越严格,我国发展高效清洁的
IGCC 燃煤发电技术势在必行。IGCC 发电在我国
发展的首要障碍是其造价较高,投资水平比常规电站高
15%-20%;另一个障碍是在气化炉
等核心工艺上国外有关公司的技术垄断。因此,目前亟待制订支持电价,保证电站盈利能力;
需要国家在关键技术研发领域提供足够的资金支持
IGCC 发电系统关键技术的研究,确保
早日获得相关技术的自主知识产权,打破技术垄断。同时,对于国家
IGCC 示范工程,应该
研究在税收、设备进口关税等环节给予扶植,以通过示范工程的启动,全面推动我国
IGCC
发电技术的发展。
参考文献
[1]焦树建.IGCC 技术发展的回顾与展望[J].电力建设,2009.
[2]徐彤,王新雷.促进 IGCC 发电技术在我国发展的建议[J].中国能源,2010.
[3]屈伟平.洁净煤发电的 CCS 和 IGCC 联产技术[J].上海电气技术,2010.