潔凈煤發(fā)電技術(shù)的發(fā)展概況

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1、潔凈煤發(fā)電技術(shù)的發(fā)展概況第19卷第3期2003年5月電站系統(tǒng)工程PowerSystemEnglneeringV.01.19NO.3May,2003文章編號:1005.0o6x(2003)03-0044-01潔凈煤發(fā)電技術(shù)的發(fā)展概況IntroductionofCleanCoalCombustionTechnology哈爾濱電站工程有限責(zé)任公司胡騰霄」ilt紀(jì)70年代初期由中東戰(zhàn)爭引發(fā)的石油危機(jī)以及不斷惡化的環(huán)境污染問題,給世界帶來巨大影響和沖擊.西方主要工業(yè)國家從經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全的戰(zhàn)略角度考慮，推行能源多樣化的政策,并鼓勵發(fā)電行業(yè)燃料多樣化.根據(jù)

2、對世界能源結(jié)構(gòu)的分析,化石燃料屮煤的儲量大，價格低廉，供應(yīng)穩(wěn)定，但直接燃煤嚴(yán)重污染環(huán)境是一個不容忽視的問題.因此，各國政府在考慮利用儲量豐富的煤炭資源時，特別重視潔凈煤技術(shù)的研究與開發(fā)工作.各種形式的潔凈煤發(fā)電技術(shù)經(jīng)，?LrL十年的努力得到了很大發(fā)展.如整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)增壓流化床燃煤聯(lián)合循環(huán)(PFBCC),常壓流化床燃煤聯(lián)合循環(huán)(AFBCC),外燃式燃煤聯(lián)合循環(huán)(IFCC),直接燒煤粉(或水煤漿)聯(lián)合循環(huán)(DFPCCC),整體煤氣化燃料電池聯(lián)合循環(huán)(IGFCCC)以及磁流體發(fā)電聯(lián)合循壞(MHIN2C)等.但從大型化和商業(yè)化發(fā)展來看，

3、近期各國開發(fā)研究的重點主要放在IGCC上，投入人力物力最多，已建和在建的示范項目也占多數(shù).越來越多的實踐證明：IGCC是最有發(fā)展前景的潔凈煤發(fā)電技術(shù).美國，西歐，口本等國相繼提出并推行潔凈煤計劃【11.據(jù)統(tǒng)計，美國能源部口1986年開始實施潔凈煤計劃以來，經(jīng)過長達(dá)9年，在5倫競爭性的論證后，目前共選11>43個項目，項目投資超過70億元I,其中IGCC占的份額最大.目前中國政府計劃在山東上IGCC項目.整體煤氣化聯(lián)合循壞(IGCC-IntegratedGasificationCombinedCycle)發(fā)電技術(shù)是將煤氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合

4、的先進(jìn)動力系統(tǒng).它由兩大部分組成，即煤的氣化與凈化部分和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電部分?第一部分的主要設(shè)備有氣化爐，空分裝置,煤氣凈化設(shè)備(包括硫的冋收裝置)，第二部分的主要設(shè)備有燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng),余熱鍋爐，蒸汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng).IGCC的工藝過程如下:煤經(jīng)氣化成為屮低熱值煤氣，經(jīng)過凈化,除去煤氣中的硫化物，氮化物，粉塵等污染物,變?yōu)榍鍧嵉臍怏w燃料，然后送入燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室燃燒,加熱氣體工質(zhì)以驅(qū)動燃?xì)馔钙阶鞴Γ細(xì)廨啓C(jī)排氣進(jìn)入余熱鍋爐加熱給水，產(chǎn)生過熱蒸汽驅(qū)動蒸汽輪機(jī)作功.由于它采用燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán),大大地提高了能源的綜合利用率,實現(xiàn)了能的梯級利用，提

5、高了整個發(fā)電系統(tǒng)的效率，更重要的是它較好地解決了常規(guī)燃煤電站固有的污染環(huán)境問題.因此，世界各國紛紛建立了IGCC示范電站，截止1997年，全世界正在建設(shè)或計劃建設(shè)的IGCC工程達(dá)24項,總功率8200MW,正在評估論證的IGCC有16項，總功率7700MW.收稿日期:2002.11.07胡騰霄(1968-),男，工程師.工程技術(shù)部,150040至今,IGCC技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)過原理概念性開拓驗證階段，并進(jìn)入商業(yè)示范驗證階段.在走向商業(yè)化應(yīng)用的同時，許多學(xué)者乂在研究構(gòu)思新一代IGCC的框架和技術(shù)突破口.IGCC之所以受到重視,是因為它有以下幾個優(yōu)點：(

6、1)高效率提高效率的最大潛力.IGCC的高效率主要來自聯(lián)合循環(huán)，燃?xì)廛噥鰴C(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展又使有了提高效率的最大潛力?現(xiàn)在，燃用天然氣或油的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)凈效率已達(dá)到58%,本世紀(jì)初可望超過60%.隨著燃?xì)獬鯗氐倪M(jìn)一步提高JGCC的凈效率能達(dá)到50%或更高.(2)煤潔凈轉(zhuǎn)化與非直接燃煤技術(shù)使它有極好的環(huán)保性能.先將煤轉(zhuǎn)化為煤氣，凈化后燃燒，克服了由于煤的直接燃燒造成的環(huán)境污染問題，其NO和so2的排放遠(yuǎn)低于環(huán)境污染排放標(biāo)準(zhǔn),脫硫率>198%,除氮率可達(dá)90%.廢物處理量少,副產(chǎn)品還可銷售利用，能更好地適應(yīng)本世紀(jì)火電發(fā)展的需要.(3)耗水量少

7、,比常規(guī)汽輪機(jī)電站少30%?50%.這使它更有利于在水資源緊缺的地區(qū)發(fā)揮優(yōu)勢，也適于礦區(qū)建設(shè)坑口電站.(4)易大型化，單機(jī)功率可達(dá)到300?600MW以上.(5)能夠利用多種先進(jìn)技術(shù)使之不斷完善.1GCC是一個rh多種技術(shù)集成的系統(tǒng)，煤的氣化，凈化技術(shù)，燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)以及汽輪機(jī)技術(shù)等的發(fā)展都為它的發(fā)展提供了強有力的支撐.(6)能充分綜合利用煤炭資源.適用煤種廣，能和煤化工結(jié)合成多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，同時生產(chǎn)電，熱,燃料氣和化工產(chǎn)品.世界上第一座IGCC裝置是1972年在德國Lflnell市的Kellerman電廠,容量為170MW,采用五臺Lurgi固定床氣

8、化爐，配Siemens公司V93型74MW功率燃?xì)廨啓C(jī)等組成增壓鍋爐型聯(lián)合循環(huán).1972年投入試驗運行時曾遇到一?系列問題，經(jīng)過調(diào)試改進(jìn)