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1、1.1.1 IGCC的的技术现现状和发发展趋势势整体煤气化化联合循循环（IInteegraatedd Gaasifficaatioon CCombbineed CCyclle），简简称IGGCC发发电技术术是将固固体煤气气化、净净化与燃燃气蒸蒸汽联合合循环发发电相结结合的一一种洁净净煤发电电技术。IGCC作作为燃煤煤发电或或结合多多联产，具具有效率率高、环环境友好好等诸多多优势，代代表未来来电力技技术的发发展方向向，成为为世界上上极有发发展前途途的一种种洁净煤煤发电技技术。1.1.2 “十一五”8633示范项项目-浙江半半山IGGCC发发电示范范工程本工程是国国家“十十一五”8863重重大项目
2、目“2000MWW级IGGCC关关键技术术研究开开发与工工业示范范”研究究课题的的依托项项目。按按科技部部下发的的课题立立项通知知，本示示范工程程装机容容量为2200MMW级，其其中，燃燃机采用用E级重重型燃机机，出力力约1221MW (年平平均工况况)，汽汽机采用用高压再再热汽轮轮机，出出力约1107MMW，整整套IGGCC发发电机组组的总出出力约2228MWW(年平平均工况况)。以开发和建建设2000MWW等级的的IGCCC发电电技术为为目标，将将IGCCC发电电系统划划分成气气化岛、燃燃机岛和和与IGGCC相相适应的的模块配配套岛三三个岛进进行研究究开发。气化岛内主主要设备备包括：空分装
3、装置、气气化原料料制备装装置、气气化炉、辐辐射和对对流废锅锅、净化化装置等等。燃机机岛内主主要设备备包括：燃气轮轮机和余余热锅炉炉等。与与IGCCC相适适应的模模块配套套岛内的的主要设设备包括括：蒸汽汽轮机及及配套系系统等。在继承和发发展现有有单元技技术基础础上，特特别是继继承十五五“8633”气化、合合成气燃燃机技术术，着重重解决三三个岛中中的关键键技术及及关键工工艺，以以形成岛岛的模块块化技术术。在此此基础上上完成系系统的整整体配置置及参数数优化，实实现IGGCC发发电机组组的可靠靠、经济济运行。2 IGCC的的技术现现状及发发展趋势势2.1 IGCC的的技术现现状整体煤气化化联合循循环（
4、IInteegraatedd Gaasifficaatioon CCombbineed CCyclle），简简称IGGCC发发电技术术是将固固体煤气气化、净净化与燃燃气蒸蒸汽联合合循环发发电相结结合的一一种洁净净煤发电电技术。其其技术特特点如下下所述： 燃料适适应性广广。IGGCC对对燃料的的适应性性主要取取决于所所采用的的气化炉炉型式及及给料方方式。对对于干粉粉加料系系统，可可以适合合从无烟烟煤到褐褐煤的所所有煤种种；对湿湿法加料料的气化化工艺，则则适合灰灰份较低低和固有有水分较较低的煤煤。 具有较较高的热热效率。IIGCCC具有联联合循环环的特点点，因此此具有较较高的循循环热效效率。IIG
5、CCC的热效效率已经经达到443%，正正在开发发热效率率超过550%的的IGCCC。 对环境境污染小小，废物物回收利利用的条条件好。IIGCCC技术是是在合成成气进入入燃气轮轮机之前前进行脱脱硫和除除尘。在在脱硫装装置中，999%以上上的硫被被清除，并并在硫回回收装置置中以元元素硫的的方式得得到回收收，回收收的硫可可用于生生产化工工产品。控控制NOOX的排放放是采用用N2气回注注或其他他方式，使使NOXX的排放放低于225pppm。IIGCCC的粉尘尘排放浓浓度一般般低于110mgg/Nmm3。气化化炉的排排渣可用用于筑路路、制砖砖等，进进行综合合利用。由由于IGGCC电电站的热热效率高高，与
6、同同容量常常规火力力发电厂厂相比可可减少耗耗煤量，因因此可减减少对大大气中CCO2的排放放。 节水 ：IGGCC的的燃气轮轮机发电电部分占占总发电电量的660%左左右，蒸蒸汽轮机机发电部部分占440%左左右，因因此IGGCC电电站的耗耗水量也也只有常常规火力力发电厂厂的一半半左右。 可实现现多联产产与多联联供。气气化炉产产生的合合成气可可用于发发电、合合成氨、合合成甲醇醇、制氢氢等，也也可供城城市居民民生活用用气。IIGCCC具有的的良好的的环境指指标，是是作为城城市多联联供机组组的最佳佳选择之之一。IGCC发发电机组组的热效效率已达达43%，有望望达到550%，环环保性能能是几种种发电技技术
7、中最最好的，可可以和天天然气联联合循环环相比拟拟。在世世界范围围内，燃燃煤电站站排放的的SOXX、NOOX和粉尘尘造成的的污染问问题可以以通过现现有技术术进行解解决，CCO2减排的的问题，尚尚无其它它商业技技术，IIGCCC发电技技术是可可实现CCO2的近零零排放的的重要技技术。IGCC结结合多联联产综合合技术，能能够生产产甲醇等等燃料或或化工原原料，发发电和多多联产的的气化共共用，便便于电网网峰谷调调整负荷荷和提高高可用率率，降低低发电成成本。将将IGCCC和制制氢及燃燃料电池池结合起起来，还还可以解解决石油油短缺和和交通污污染等目目前我们们面临的的严重问问题。IGCC作作为燃煤煤发电或或结
8、合多多联产，具具有效率率高、环环境友好好等诸多多优势，代代表未来来电力技技术的发发展方向向，成为为世界上上极有发发展前途途的一种种洁净煤煤发电技技术。典型IGCCC发电电机组的的原则性性系统图图见图22-1。图2-1 典型型IGCCC发电电机组的的原则性性系统图图2.2 煤气化技术术的发展展2.2.1 煤气化技术术发展的的过程 固定床气气化炉早期的煤气气化技术术采用固固定床，最最有代表表性的是是19333年LLurggi OOil，GGas andd Chhemiicalls CComppanyy（Luurgii）开发发的加压压气化炉炉，几经经修改完完善，沿沿用至今今。南非非Sassol Li
9、mmiteed （SSasool）就就有977台Luurgii炉在运运行。该该炉型的的生产强强度较低低，尚未未出现日日处理千千吨煤级级的商业业装置，从从煤种和和粒度的的适用性性、单系系列、大大型化、高高强度等等指标加加以衡量量，该炉炉型有其其不足之之处。流化床气化化炉流化床气化化炉19922年年始于WWinkklerr（德国国专利44379970），此此后Hiigh Temmperratuure Winnkleer（HHTW）、UUGaas（IInsttituute of Gass Teechnnoloogy技技术）、KKRW（MM.W.Kellloyyg技术术）等技技术相继继问世。迄迄今HT
10、TW单炉炉最大煤煤处理容容量为7720tt/d；UGGas为为1200t/dd（建于于上海吴吴泾焦化化厂，炉炉径2.6m，气气化压力力0.66MPaa，19994年年11月月投运，至至今尚未未正常运运行）。从从煤种和和粒度的的适应性性、生产产强度、大大型化等等方面看看，流化化床难与与气流床床抗争。KKRW已已列入美美国Deeparrtmeent of Eneergyy （DDOE）CCleaan CCoall Teechnnoloogy（CCCT）4，该该气化炉炉容量为为8933t/dd，955MW，发发电效率率（HHHV）40.1%。人人们正期期待着其其验证结结果。气流床气化化炉从从工业化化
11、装置数数量上讲讲，气流流床气化化炉要比比固定床床和流化化床气化化炉少，但但是世界界上已商商业化的的Inttegrrateed GGasiificcatiion CommbinnedCyccle Tecchnoologgy（IIGCCC）大型型（2550MWW以上）电电站都是是采用气气流床煤煤气化炉炉，可见见其技术术上具有有优势。其其代表是是以水煤煤浆为原原料的TTexaaco Devveloopmeent Corrporratiion（TTexaaco）、GGlobbal EGGas（DDesttec）；以干粉粉煤为原原料的SShelll IInteernaatioonall Liimitte
12、d （Shhelll）、KKruppp-UUhdee（Prrenfflo）。近80年来来的煤气气化技术术发展史史，特别别是近十十多年来来的大容容量IGGCC电电站示范范与商业业化运行行证明，与与固定床床、流化化床相比比气流床床具有较较大的煤煤种与粒粒度适应应性和更更优良的的技术性性能，是是煤基大大容量、高高效、洁洁净、运运行可靠靠的燃气气与合成成气制备备装置的的首选技技术。为为提高冷冷煤气效效率（用用于IGGCC发发电）、降降低氧耗耗、提高高煤气显显热回收收、目前前本领域域中国际际上研究究的热点点有：将将水煤浆浆进料改改为液体体CO22煤浆进进料；研研究煤泵泵以取代代干粉煤煤锁斗加加料；研研究
13、煤气气化动力力学、停停留时间间、气化化炉最佳佳高径比比设计；采用连连续排渣渣系统取取代锁斗斗式排渣渣系统；高温脱脱硫、除除尘技术术；先进进的耐火火砖材料料；新型型过程测测量仪器器；运用用数值模模拟方法法进行气气化炉的的工程放放大；系系统分析析与技术术集成；采用二二段炉方方案回收收煤气显显热等。具具体情况况如下：(1) TTexaaco气气化炉Texacco 水水煤浆最最大商业业装置是是Tammpa Eleectrric Commpanny (Tammpa)电站，属属于DOOE的CCTT-3，19889年立立项，119966年7月投运运，122月宣布布进入验验证运行行。该装装置为单单炉，日日处理
14、煤煤20000吨，气气化压力力为2.8MPPa，氧氧纯度为为95%，煤浆浆浓度668%，冷冷煤气效效率776%，净净功率2250MMW。辐辐射锅炉炉直径55.188m，高高30.5m，重重9000吨。 主主要优点点：水煤煤浆制备备输送与与计量控控制简单单、安全全、可靠靠；装置置的开车车率可达达85%90%（有备备用炉时时）；设设备国产产化率高高，投资资较干煤煤粉原料料低。主要缺点：褐煤的的制浆浓浓度约559661%；烟煤的的制浆浓浓度为66569%，冷煤煤气效率率比干煤煤粉进料料低56个个百分点点左右；喷嘴约约2个月更更换一次次，费时时466小时；国产耐耐火砖寿寿命约一一年，更更换耐火火砖费时
15、时40天天左右；该炉型型通过单单喷嘴受受限射流流实现混混合，但但喷嘴与与出渣口口在同一一炉体轴轴线上，炉炉内流型型趋近全全返混，有有部分物物料短路路，使单单程碳转转化率仅仅为995%。国内运行经经验表明明，Teexacco气化化技术的的煤气初初步净化化系统、灰灰水处理理系统、经经常出现现带水、带带灰、堵堵渣现象象。(2) GGlobbal EE-Gaas IInc(Desstecc) 气气化炉Desteec已建建设两套套商业装装置，都都在美国国：Loouissianna GGasiificcatiion Tecchnoologgy, Incc. (LGTT1)（气化炉炉容量222000t/dd
16、， 1160MMW， 2.88MPaa， 119877年运行行）与Waabass Riiverr Cooal gassifiicattionn Coombiinedd Cyyclee RRe-ppoweerinng Proojecct (Wabbashh Rivver) （单炉炉容量225000t/dd，2655MW，2.88MPaa，净发发电效率率为388.9%（HHHV），119955年投运运。）。炉型型类似于于K-TT，分第第一段（水水平段）与与第二段段（垂直直段），在在第一段段中，两两个喷嘴嘴呈1880度对对置，最最高反应应温度约约14000。为提提高冷煤煤气效率率，在第第二段中中，采用用总煤浆浆量的11020%进行冷冷激（该该点与SSh
