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1、高效、绿色发电技术高效、绿色发电技术硫硫资资源源化化脱脱硫硫高高效效发发电电超超(超超)临临界界机机组组联联合合循循环环多多联联产产煤煤炭炭加加工工与与转转化化流流化化床床FBC整整体体煤煤气气化化联联合合循循环环IGCC可可再再生生能能源源发发电电及及核核电电烟烟气气净净化化灰灰渣渣及及废废水水资资源源化化空空冷冷机机组组烟烟气气循循环环流流化化床床脱脱硫硫其其它它节节水水技技术术燃燃料料电电池池微微型型燃燃气气轮轮机机太太阳阳光光发发电电风风力力发发电电洁洁净净发发电电节节水水发发电电分分布布式式电电源源新新型型发发电电以以煤煤气气化化为为核核心心以以发发电电为为核核心心超临界、超超临界机
2、组超临界、超超临界机组-现实而先进的发电技术现实而先进的发电技术超临界点：超临界点：22.115MPa,374.1522.115MPa,374.15超临界机组（超临界机组（SCSC）：）：全世界已运行全世界已运行600600多台，一般主多台，一般主汽压力汽压力24MPa24MPa及以上及以上, ,主汽和再热汽温度主汽和再热汽温度540-560540-560 （效率比亚临界机组高约（效率比亚临界机组高约2%2%）超超临界机组（超超临界机组（USCUSC） ：全世界已运行全世界已运行6060多台，一多台，一般主汽压力般主汽压力25-28MPa25-28MPa及以上或主汽和再热汽温度及以上或主汽和再
3、热汽温度580580以上（效率比超临界机组高约以上（效率比超临界机组高约4%4%） 20032003年年-2010-2010年新建火电机组年新建火电机组4040为为SCSC机组；机组； 20102010年年-2020-2020年：年：600MW600MW及以上新建机组将全部建及以上新建机组将全部建 SCSC机组；新建火电机组一半以上为机组；新建火电机组一半以上为USCUSC； 美美国国前前苏苏联联日日本本中中国国第一台机组第一台机组投运年份投运年份1957195319671962最最大大单单机机容容量量，MW130012001050900装机情况装机情况1982年年166台台112898MW1
4、988年年222台台，占占火火电电机机组组容容量的量的51%94台台，占占火火电电机机组组容容量量的的61%投投 运运 10200 10200 MW,MW,占占火火电电机机组组 容容 量量 的的3.5%3.5%容量范围容量范围500MW以上以上300MW以上以上450MW以上以上300MW以上以上我国与主要国家超临界机组我国与主要国家超临界机组 燃气燃气- -蒸汽联合循环蒸汽联合循环燃气轮机的发展燃气轮机的发展l热力参数与单机容量逐步提高，达热力参数与单机容量逐步提高，达W200MW，热效率，热效率3541%；l可靠性可靠性9598.5%，可作为基本负荷电站；，可作为基本负荷电站；联合循环的现
5、实可行性联合循环的现实可行性l燃气轮机排气温度燃气轮机排气温度t4=400600 ；l大功率机组排气量大功率机组排气量300kg/s以上；以上；l利用排气能量加热蒸汽轮机给水利用排气能量加热蒸汽轮机给水( (取代锅炉取代锅炉) )，大大提高供电效率。大大提高供电效率。CombinedGas-VaporPowerCycles燃燃气气蒸蒸汽汽联联合合循循环环燃气蒸汽联合循环燃气蒸汽联合循环Ts燃气轮机循环燃气轮机循环蒸汽轮机循环蒸汽轮机循环燃气蒸汽联合循环燃气蒸汽联合循环法国法国GECAlsthom公司的联合循环电站公司的联合循环电站燃气轮机：燃气轮机：227.2MW蒸汽轮机：蒸汽轮机：128.3
6、MW燃料：天然气燃料：天然气热效率：热效率：54.5%重型燃机的技术性能与发展趋势重型燃机的技术性能与发展趋势过去过去5050年中世界重型年中世界重型GTGT技术持续发展，水平不断提高技术持续发展，水平不断提高1950s 2000s1950s 2000s透平工作温度透平工作温度 800 800 1300 1430-1500 1300 1430-1500 压气机压缩比压气机压缩比 6-8 6-8 3030单机功率单机功率 10MW 10MW 300MW300MWNONOX X 10ppm GH9H10ppm GH9H 320-340MW 320-340MWGTGT单循环效率单循环效率 20% 2
7、0% 38% 39.538% 39.5GTCCGTCC效率效率 58-60% 6058-60% 60当代先进燃气轮机及联合循环性能当代先进燃气轮机及联合循环性能 机型机型项目项目西屋西屋501-ATS501-ATSGE-MS7001HGE-MS7001HABB GT26ABB GT26西门子西门子KWUKWU燃气初温，燃气初温，15101510143014301260126011901190压压 比比28282323303016.616.6简单循环净出力简单循环净出力,MW,MW290290265265240240简单循环效率简单循环效率,%,%414138.538.53838联合循环净出力联
8、合循环净出力,MW,MW426426400400396396359359联合循环效率联合循环效率,%,%6161606058.558.558.158.1注蒸汽燃气循环注蒸汽燃气循环( (陈式循环陈式循环) )SteamInjectionGas-turbine(STIG)整体煤气化联合循环整体煤气化联合循环(IGCC-IntegratedGasificationCombinedCycle)煤整体气化蒸汽燃气联合循环煤整体气化蒸汽燃气联合循环(IGCC)整体煤气化联合循环整体煤气化联合循环(IGCC)优点优点l热效率高，目前热效率高，目前4046%，预计可，预计可52%；l环保性能好，环保性能好，
9、SO2, NOx, CO2, 粉尘排放低，粉尘排放低，可燃用高硫煤；可燃用高硫煤；l可实现煤化工综合利用，生产硫、硫酸、甲可实现煤化工综合利用，生产硫、硫酸、甲醇、尿素等；醇、尿素等；l单机功率可达单机功率可达300400MW缺点缺点l目前煤气化和净化的热损失还偏大；目前煤气化和净化的热损失还偏大；l初期投资大。初期投资大。整体煤气化联合循环整体煤气化联合循环(IGCC)应用应用l目前已建成或拟建的目前已建成或拟建的IGCC电站电站10余座，余座，美国预测，美国预测，2030年年IGCC市场份额达市场份额达35%左右左右l如美国加州有一个电站，如美国加州有一个电站，“世界上最世界上最洁净的燃煤
10、火电站，脱硫洁净的燃煤火电站，脱硫98-99%，产，产生元素硫，排渣中主要是生元素硫，排渣中主要是Al、Si、Fe、Ca等无害元素，用于绝缘材料和筑路等无害元素，用于绝缘材料和筑路材料材料磁流体发电联合循环磁流体发电联合循环磁流体发电联合循环(MHD-CC)(Magnetohydrodynamics Combined Cycle)特点：特点：1、无运动机械，热转变为电不经机械能无运动机械，热转变为电不经机械能2、温度温度3000K，热效率可达，热效率可达60%3、污染小、种子（钾、铯化合物）有脱硫污染小、种子（钾、铯化合物）有脱硫作用作用4、目前实验室阶段目前实验室阶段整体煤气化燃料电池联合循
11、环整体煤气化燃料电池联合循环整体煤气化燃料电池联合循环 (IGFC-CC)Integrated Gasfication Fuel Cell Combined Cycle燃料电池：燃料电池： 燃料燃料+氧化剂氧化剂 化学能化学能 电能电能 电化学反应电化学反应分类：分类： 熔融碳酸盐型熔融碳酸盐型(MCFC) 磷酸盐型磷酸盐型 (PAFC) 固体氧化剂型固体氧化剂型(SOFC)特点：特点：高效高效60%、洁净、排放接近、洁净、排放接近0 目前试验室阶段目前试验室阶段以煤气化为核心的发电、煤化工以煤气化为核心的发电、煤化工综合能源利用系统综合能源利用系统21世纪能源工厂的预计指标：世纪能源工厂的预
12、计指标：l发电效率发电效率：燃煤：燃煤 60% （HHV），）， 天然气天然气 75% (LHV)l热电联产热电联产：热效率：热效率 85-90%l污染排放污染排放：粉：粉 尘和尘和SO2、NOx接近零排放接近零排放l温室气体温室气体：排放减少：排放减少50%，并，并100%分离分离l联产产品联产产品：合成气、：合成气、H2、煤化工产品等煤化工产品等“展望展望 21世纪世纪“ 能源系统能源系统高温高压高温高压气化炉气化炉变换制氢变换制氢氢气分离氢气分离高温高温燃料燃料电池电池煤煤煤气煤气高温高压高温高压热交换器热交换器氧气分离氧气分离空气空气先进循环先进循环SSO2电电热水热水CO2(去埋藏去
13、埋藏),污染物污染物(H2S,PM,碱金属碱金属)H2O2O2煤化工、电力、能源多联产煤化工、电力、能源多联产煤煤煤煤电力电力氢能氢能火箭燃料火箭燃料汽汽、柴柴、煤煤等洁净油品等洁净油品油煤浆系统油煤浆系统加氢系统加氢系统粗油粗油分离系统分离系统芳烃系统芳烃系统重整重整加氢系统加氢系统制氢系统制氢系统液氢系统液氢系统变换反应变换反应水煤浆系统水煤浆系统水煤浆系统水煤浆系统加压气化加压气化合成气净化合成气净化液相催化液相催化IGCC气体分离气体分离一碳化工系统一碳化工系统烯烃烯烃C=2、C=3、C=4配合高技术创配合高技术创新发展的高新新发展的高新技术产品技术产品各种石化产品各种石化产品及及深深加加工工的的各各种种精精细细化化工工及及专用化学品专用化学品甲醇甲醇,二甲醚二甲醚矿矿山山采采煤煤系系统统BTX,萘萘,蒽蒽等芳烃等芳烃分布式能源方式分布式能源方式 1、熟悉熟悉郎肯循环郎肯循环图示图示与与计算计算2、郎肯循环郎肯循环与与卡诺循环卡诺循环3、蒸汽参数蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响对朗肯循环热效率的影响4、再热再热、回热原理及计算回热原理及计算第第七七章章小小 结结 Summary第七章第七章 完完EndofChapterSeven
