整体煤气化联合循环发电
整体煤气化联合循环发电厂
整体煤气化联合循环发电厂整体煤气化联合循环发电厂（IGCC）是一种新型的高效清洁能源发电技术。
该技术以煤作为主要原料，通过将煤气化产生的气体经过处理后转换为燃料，再与空气混合进行燃烧，产生高温高压蒸汽驱动汽轮发电机发电，最终实现能量的转换和利用。
IGCC技术是目前世界上最先进、最清洁、最高效的煤化工技术。
整体煤气化联合循环发电厂的主要流程包括煤气化、气体清洗、煤气净化、燃烧、废气处理和发电等环节。
在煤气化环节，将煤炭在高温高压条件下进行气化反应，产生水煤气和一氧化碳等气体。
经过气体清洗和煤气净化处理后，再与空气混合进行燃烧。
在燃烧过程中，产生的高温高压蒸汽驱动汽轮发电机发电，实现能源的转换和利用。
相较于传统的火力发电技术，整体煤气化联合循环发电厂具有以下几方面的优势：一、高效节能：整体煤气化联合循环发电厂采用的是煤化工热效应循环利用技术，不仅能够充分利用煤炭资源，节约能源，而且在煤气化和燃烧两个环节中采用热力电力联合循环，可以将热能转换为电能，实现整个发电过程的高效利用。
二、环保清洁：整体煤气化联合循环发电厂是一种清洁能源发电技术，其废气排放标准比传统的火力发电技术低很多。
在煤气化和燃烧两个环节中，采用了先进的废气处理技术，可以有效净化废气，减少大气污染。
三、灵活性高：整体煤气化联合循环发电厂具有灵活性高的特点，可以根据市场需求进行灵活调整，实现生产的高效、规模化和个性化。
四、可持续发展：整体煤气化联合循环发电厂采用的是煤炭资源开发利用的新型技术。
在煤气化和净化两个环节中，采用了先进的节能、环保技术，能够持续发展，满足人们日益增长的能源需求。
总之，整体煤气化联合循环发电厂是一种高效能源利用的先进技术。
该技术不仅能够有效利用能源资源，同时也是一种环保清洁的能源发电技术。
因此，它的推广和应用将为全球范围内的能源供应和环境保护做出重要的贡献。
整体煤气化联合循环
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。
我国首座整体煤气化联合循环发电示范电站建成投产
的科研 、设计和制造等单位 ，建成投产 了 我国首座Ｉ Ｇ Ｃ Ｃ 示范电站 ．这标志着我 国掌 握 了Ｉ Ｇ Ｃ Ｃ 电站的关键技术 ，具备 了自主设 计 、建设 、调试和运行Ｉ Ｇ Ｃ Ｃ 电站的能力。 整体煤 气化联合循环发电 ｆ Ｊ ＧＣ Ｃ）
是 世界 公 认 的 清洁 、高 效煤 基 发 电主 要 技
科学家找到 “ 秘密武器”用于清除癌细胞 “ 帮凶”
历经３ 年多潜心 研究 ，上海医学院生 物医学研究院长江学者讲座教授管坤 良 乳酸。乳酸 “ 跑 出”细胞 外 会 制造 出
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我 国首座整体煤气化联合循环发电示范电站建成投产
４ 月９ 日召开 的 十一五 ８ ６ ３ 计 划重
大项 目 ” 以煤气 化 为 基础 的 多联产示 范 工 程 ”相 关 课 题验 收 会 消 息称 我 国在 整体 煤气化联合循环发电 （ Ｉ Ｇ Ｃ Ｃ）的核心技术 领 域 取 得 了重 要 进 展 ．华 能 集 团联 合 国 内
期 目标 。这一计划也是超级稻项 目的第四 期计划 。 据农 业部统计 ．２ Ｏ １ ２ 年全 国超级稻 推 广面积达 １ ２ １ 亿 亩 亩 增 产 ６ Ｏ 公斤 以 上 ．带 动全 国水 稻单产和 总产再 上新 台 阶。 “ 十一五 ”以来超级稻累计推广面积 达到６ ４ ３ ８ ４ 万亩 ，占同期水稻种植面积的 ２ １ ％ ．为我国水稻生产实现 “ 九连增 ”发 挥 了重要 作 用 这项计 划确定 的产量指 标为 ：长 江 上 游 和东 北 水稻 主 产 区一 季 稻 百亩 片 平均
酶Ａ”有至关重要的作用。雷群英介绍 人体细胞主要通过蛋 白质来执行各项复杂 任务 ．蛋 白质 被 乙酰 “ 武 装 ”起 来 后 才
整体煤气化联合循环_IGCC_发电技术_吕晶
○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
三、IGCC未来 IGCC未来
（5）美国 ）美国Mesaba IGCC项目 项目 （6）加拿大 ）加拿大Alberta EPCOR IGCC＋CCS示范 ＋ 示范 项目 （7）英国 ）英国Centrica Teesside IGCC项目 项目
三、IGCC未来 IGCC未来
（8）英国 ）英国Powerfuel HatField IGCC项目 项目
（9）德国 ）德国RWE Zero－IGCC项目 － 项目
（10）韩国 ）韩国Taean IGCC NO.1示范项目 示范项目
三、IGCC未来 IGCC未来
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二、IGCC发展及现状 IGCC发展及现状
二、IGCC发展及现状 IGCC发展及现状
IGCC研究 开发 (70’S)
IGCC试验 验证3639%(80’S)
IGCC商业 示范4045%(90’S)
IGCC应用 与发展4550%(00’S)
二、IGCC发展及现状 IGCC发展及现状
四座大容量商业 示范电站
一、IGCC概述 IGCC概述
一、IGCC概述 IGCC概述
一、IGCC概述 IGCC概述
2、IGCC 工艺流程 、 煤的气化： 煤经气化成为中低热值煤气。 煤的气化： 煤经气化成为中低热值煤气。 煤气的净化：煤气经过净化，除去硫化物、 煤气的净化：煤气经过净化，除去硫化物、氮化 粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料。 物、粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料。 燃气轮机发电：送入燃气轮机的燃烧室燃烧， 燃气轮机发电：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。 热气体工质以驱动燃气轮机作功。 蒸汽轮机发电： 蒸汽轮机发电：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。 给水，产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机作功。
整体煤气化联合循环的基本思想
第一节整体煤气化联合循环的基本思想整体煤气化联合循环(Integerated Gasification Combined Cycle；简记为IGCC)是20世纪70年代石油危机时期西方国家开始发展的一项燃煤发电技术。
它的技术路线非常清晰，那就是：使煤在气化炉中气化成为中热值或低热值的煤气，然后通过处理，去除其中的灰分、含硫化合物、重金属等有害物质，代替天然气供到常规燃气一蒸汽联合循环中去，从而实现洁净燃煤发电。
IGCC发电系统示意图如图6—1所示。
整体煤气化联合循环中的“整体”一词有两层含义：(1)在这个系统中，气化炉所用的蒸汽和空气多数情况下都直接来自于系统内的汽轮机和燃气轮机。
反过来，气化过程中所产生的各种显热，都在系统适当的工艺环节中充分地利用，这样的系统是一个有机的整体；(2)系统流程及系统内各处的参数都要从机组整体性能最优的角度仔细考虑和设计。
图6—1 IGCC发电系统示意图显然，在IGCC发电系统中，燃气轮机、余热锅炉、汽轮机都是成熟的技术，所需要解决的只是煤的大规模气化和煤气的净化问题。
所以，就设备而言，气化炉和煤气净化系统的是整体煤气化联合循环发电技术的关键。
第二节煤的气化及气化炉一、气化原理众所周知，煤是由多种有机物和无机物}昆合组成的固体燃料。
煤中的可燃物质主要是碳，其次是氢。
要使煤气化，最理想地莫过于将其转化为以气态形式存在的c0、H2及碳氢化合物，如cH4等。
因此，对煤进行气化实质上主要是使煤中的C与02反应生成CO。
然而，实际中煤的气化过程远非如此简单。
尽管煤气化的历史已有200余年，但对其涉及到的某些问题至今也未完全研究清楚。
如果大致描述一下的话，煤的气化大体上是这样进行的：在缺氧的条件下，对煤进行加热，使其释放出所含的水分而干燥；随着温度的升高，原先以固态形式存在的碳氢化合物分子中的一些较弱的化学键被破坏，开始析出挥发分，生成煤焦油、油、酚和某些气相碳氢化合物；接下来，析出挥发分后的固定碳将与氧气、蒸汽和氢气发生反应生成CO、C02和cH4等气体。
IGCC
谢谢
Thanks for listening !
二、我国发展IGCC的必要性
1. 能源结构以煤为主
我国能源消费结构特点， 原油 造成了环境污染严重、 22.71% 能源效率低等多方面问题。
天然气 水电 2.82% 7.35%
煤炭 67.12%
2003年中国能源消费结构
中国一次能源结构
1% 6% 25%
能源消费结构源于我国能源 资源的自然条件和开发利用 水平。
为气化炉提供氧气 为输煤系统/燃气 轮机提供氮气
制氧空分系统技术已经成熟。 空分系统同整个电站的整合，以及如何降低空分系统造价，降 低空分系统能耗是需要进一步研究的问题。
三、IGCC系统中的主要设备 4、燃气轮机
燃气轮机主要是利用燃 料的燃烧，把化学能转 变成热能，燃烧后的高 温高压气体膨胀做功驱 动透平运转，从而带动 电机发电。 701F航改机 MS7001F
排气
西门子燃气轮机系列
西门子主要燃气轮机产品
燃气轮机型号 电网频率，Hz 进气温度，℃ 压比 排气流量，kg/s 排气温度，℃ 燃气轮机功率，MW 燃气轮机效率，% 联合循环效率，% SGT-1000F SGT6-2000E SGT6-4000F SGT5-2000E SGT5-3000E SGT5-4000F 50/60 1190 16.2 192 571 69 36.5 54.0 60 1060 11.0 360 544 109 34.0 51.9 60 1230 16.9 457 582 185 38.8 57.7 50 1060 11.1 519 540 159 34.5 52.3 50 1161 14.0 532 573 190 36.4 55.6 50 1230 16.9 659 582 268 39.0 57.7
整体煤气化联合循环发电系统基本工艺过程
整体煤气化联合循环发电系统基本工艺过程整体煤气化联合循环发电系统（IGCC：Integrated Gasification Combined Cycle）是一种先进的洁净煤发电技术。
这项技术通过煤气化产生合成气（主要为一氧化碳和氢气），再利用这些气体推动燃气轮机和蒸汽轮机联合发电。
IGCC不仅效率高，而且排放低，尤其是硫、氮和颗粒物的排放远低于传统的燃煤电厂。
以下是IGCC系统的基本工艺过程的详细描述。
1. 煤的预处理首先，原煤经过破碎和筛分，去除其中的石块、金属等杂质，得到适当粒度的煤粉。
预处理还包括可能的煤干燥过程，以降低煤中的水分含量，提高后续气化过程的效率。
此外，为了提高气化效率和减少气化炉的结渣，有些IGCC电厂还会对煤进行预处理，如添加助熔剂或进行部分氧化。
2. 煤气化预处理后的煤粉与气化剂（通常是氧气、二氧化碳或水蒸气的混合物）在气化炉中高温（通常超过1300℃）下进行气化反应。
在气化过程中，煤中的碳与气化剂反应生成一氧化碳、氢气和少量甲烷等可燃气体，这些气体被称为合成气或煤气。
气化炉内还会产生一些熔渣，这些渣通过炉底的排渣系统排出。
3. 煤气净化从气化炉出来的粗煤气含有飞灰、未反应完全的碳、硫化物、氯化物等杂质。
这些杂质不仅影响后续燃气轮机的运行，还可能造成环境污染。
因此，需要对粗煤气进行净化处理。
净化过程通常包括除尘、脱硫、脱氯和可能的碳氢化合物调整等步骤。
净化后的煤气应满足燃气轮机对气体燃料的要求。
4. 燃气轮机发电净化后的煤气进入燃气轮机燃烧室，与压缩空气混合并燃烧，产生高温高压的燃气。
这些燃气推动燃气轮机的涡轮叶片旋转，进而带动发电机发电。
燃气轮机发电是IGCC系统中的第一个发电环节，其效率通常较高。
5. 余热回收与蒸汽轮机发电燃气轮机排出的烟气温度仍然很高，为了充分利用这部分热量，IGCC系统通常配备有余热回收装置，如余热锅炉。
在余热锅炉中，烟气将热量传递给水，产生高温高压的蒸汽。
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整体煤气化联合循环发电
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℃，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）产生饱和蒸汽，同时使热煤气的温度降低到200℃左右，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，碳转化率高，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，并且具有较高的效率，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。
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（石灰石或白云石），将产生的大部分SO2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℃，因此，它产生的焦油、烃、酚、苯和萘等大分子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。
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℃，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，从而生成彼一时质焦油和沥青。
同时高温煤气穿过煤层时产生的剧烈干馏会使煤发生爆裂，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。
用于IGCC系统的固定床气化炉主要是鲁奇炉，世界上最早的德国IGCC示范厂采用的
就是鲁奇固定床单段固态排渣气化炉。
这种气化炉的最大缺点是，使用焦结性煤时，容易造成床体阻塞，使气流不畅，煤气质量不稳定。
此外，由于煤在气化炉内缓慢下移至变成灰渣需停留0.5-1个小时，因而单炉的气化容量无法设计得很大。
而且，排出的煤气中还含有大量的沥青、煤焦油和酚等，使煤气的净化处理过程十分复杂。
为改善上述问题，强化煤的气化过程，英国煤气公司在固态排渣鲁奇炉的基础上，将其发展成液态排渣鲁奇炉。
液态排渣气化炉由于其燃烧区的温度较高，因而有利于提高煤的氧化速率和碳的转化率，缩短煤在炉内的停留时间，对煤粒直径的要坟比固态排渣炉宽。
但颗粒尺寸小于6mm的要限制在10%以下。
液态排渣气化炉有以下特点：1）碳转化率是三种气化炉中最高的，排渣的物理热损失大。
2）相对安全可靠；3）煤气生产能力有限，是三种炉型中能力最低的。