整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)(IGCC —Integrated Gasification Combined Cycle)是一種將煤氣化技術(shù)、煤氣凈化技術(shù)與高效的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)相結(jié)合的先進動力系統(tǒng),它在獲得高循環(huán)發(fā)電效率的同時,又解決了燃煤污染排放控制的問題,是未來發(fā)展煤基發(fā)電近零排放(CO2的近零排放)——即“綠色煤電”的核心技術(shù)之一。
一、“IGCC”簡述
世界上IGCC技術(shù)的研發(fā)始于20世紀70年代石油危機時期,主要目標是用煤轉(zhuǎn)化的燃料來取代日益短缺、價格上漲的石油和天然氣,開發(fā)出效率更高、更清潔的燃煤發(fā)電技術(shù),其核心技術(shù)是大型煤氣化技術(shù)。
二、“IGCC”技術(shù)的基本原理
整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)的技術(shù)原理是:向氣化爐中噴入煤粉(或水煤漿)、水蒸氣和來自空氣分離器的富氧氣化劑,在一定壓力的條件下產(chǎn)生中低熱值的合成粗煤氣(CO+H2),然后經(jīng)凈化系統(tǒng)將粗煤氣中的灰分和含硫雜質(zhì)(主要是COS和H2S)除去,凈化煤氣作為燃料在燃燒室點燃,生成的高溫高壓燃氣進入燃氣輪機中膨脹做功,發(fā)電并驅(qū)動壓縮機。壓氣機輸出的壓縮空氣一部分進入燃氣輪機燃燒室作為燃燒所需空氣,一部分經(jīng)空氣分離器制得富氧氣體。燃氣輪機的排氣進入低循環(huán),在余熱鍋爐內(nèi)將給水加熱成蒸汽,并送入蒸汽輪機內(nèi)做功發(fā)電。從整體上說,一套完整的IGCC系統(tǒng)應該包括三大部分:
(1)氣化部分,包括氣化爐、進料系統(tǒng)、粗煤氣顯熱回收系統(tǒng)和凈化系統(tǒng);
(2)動力部分,包括燃用清潔煤氣的燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組;
(3)空分部分,在需要純氧作氣化劑時的深凍制氧空氣分離系統(tǒng)。
三、“IGCC”廢熱鍋爐技術(shù)特點
在IGCC發(fā)電系統(tǒng)中,為提高整套機組的循環(huán)效率,必須對顯熱進行利用。輻射式廢鍋和對流式廢鍋分別用于回收高溫段和中溫段的顯熱,是顯熱回收利用中的關(guān)鍵設(shè)備。我國在IGCC系統(tǒng)中廢熱鍋爐的設(shè)計技術(shù)上雖然有部分引進和自主研發(fā),但沒有形成可供工程應用的系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)。國外對廢熱鍋爐的設(shè)計和制造技術(shù)沒有公開的資料可以參考,其運行方面也存在著很多問題,所以我國IGCC電站廢熱鍋爐的設(shè)計制造需要通過自主創(chuàng)新,依靠已有氣化爐和廢熱鍋爐的設(shè)計與制造經(jīng)驗,開展相應的研究工作。
和一般的鍋爐設(shè)備相比,IGCC廢熱鍋爐的合成氣壓力更高,但溫度水平相當。和化工余熱鍋爐相比,IGCC廢熱鍋爐的合成氣溫度更高,且氣流中粉塵含量較高。IGCC廢熱鍋爐的制造要同時保證設(shè)備能夠在高溫、加壓和高粉塵濃度的氣體環(huán)境中可靠運行,制造工藝水平要求非常高,總體來說IGCC輻射廢鍋和對流廢鍋設(shè)計和制造難點在于將鍋爐與壓力容器結(jié)合在一起,高溫高壓,煙氣品質(zhì)差,灰量大。
三、哈鍋的優(yōu)勢
哈鍋具備設(shè)計制造大型電站鍋爐以及石化容器的能力,在同行業(yè)中電站鍋爐和石化容器的制造業(yè)績優(yōu)勢明顯,對IGCC輻射廢鍋和對流廢鍋的研發(fā)工作具有較強的推動作用。






