IGCC的技术现状和发展趋势.docx

《IGCC的技术现状和发展趋势.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《IGCC的技术现状和发展趋势.docx（49页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1.1.1 IGCCC的技术术现状和和发展趋趋势整体煤气气化联合合循环（Inttegrrateed GGasiificcatiion Commbinned Cyccle），简称称IGCCC发电电技术是是将固体体煤气化化、净化化与燃气气蒸汽汽联合循循环发电电相结合合的一种种洁净煤煤发电技技术。IGCCC作为燃燃煤发电电或结合合多联产产，具有有效率高高、环境境友好等等诸多优优势，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是国家“十一五五”8663重大大项目“

2、2000MW级级IGCCC关键键技术研研究开发发与工业业示范”研究课课题的依依托项目目。按科科技部下下发的课课题立项项通知，本示范范工程装装机容量量为2000MWW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)。以开发和和建设2200MMW等级级的IGGCC发发电技术术为目标标，将IIGCCC发电系系统划分分成气化化岛、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。气化岛内内主要设设备包括括：空分分装置

3、、气化原原料制备备装置、气化炉炉、辐射射和对流流废锅、净化装装置等。燃机岛岛内主要要设备包包括：燃燃气轮机机和余热热锅炉等等。与IIGCCC相适应应的模块块配套岛岛内的主主要设备备包括：蒸汽轮轮机及配配套系统统等。在继承和和发展现现有单元元技术基基础上，特别是是继承十十五“8633”气化、合成气气燃机技技术，着着重解决决三个岛岛中的关关键技术术及关键键工艺，以形成成岛的模模块化技技术。在在此基础础上完成成系统的的整体配配置及参参数优化化，实现现IGCCC发电电机组的的可靠、经济运运行。2 IGCCC的技术术现状及及发展趋趋势2.1 IGCCC的技术术现状整体煤气气化联合合循环（Inttegrr

4、ateed GGasiificcatiion Commbinned Cyccle），简称称IGCCC发电电技术是是将固体体煤气化化、净化化与燃气气蒸汽汽联合循循环发电电相结合合的一种种洁净煤煤发电技技术。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，则适合合灰份较较低和固固有水分分较低的的煤。 具有有较高的的热效率率。IGGCC具具有联合合循环的的特点，因此具具有较高高的循环环热效率率。IGGCC的的热效率率已经达达到

5、433%，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。IGCCC技术术是在合合成气进进入燃气气轮机之之前进行行脱硫和和除尘。在脱硫硫装置中中，999%以上上的硫被被清除，并在硫硫回收装装置中以以元素硫硫的方式式得到回回收，回回收的硫硫可用于于生产化化工产品品。控制制NOXX的排放放是采用用N2气回注注或其他他方式，使NOOX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。由于IIGCCC电站的的热效率率高，与与同容量量常规火火力发电电厂相比比

6、可减少少耗煤量量，因此此可减少少对大气气中COO2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、合成甲甲醇、制制氢等，也可供供城市居居民生活活用气。IGCCC具有有的良好好的环境境指标，是作为为城市多多联供机机组的最最佳选择择之一。IGCCC发电机机组的热热效率已已达433%，有有望达到到50%，环保保性能是是几种发发电技术术中最好好的，可可以和天天然气联联合循环环相

7、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，尚无其其它商业业技术，IGCCC发电电技术是是可实现现CO22的近零零排放的的重要技技术。IGCCC结合多多联产综综合技术术，能够够生产甲甲醇等燃燃料或化化工原料料，发电电和多联联产的气气化共用用，便于于电网峰峰谷调整整负荷和和提高可可用率，降低发发电成本本。将IIGCCC和制氢氢及燃料料电池结结合起来来，还可可以解决决石油短短缺和交交通污染染等目前前我们面面临的严严重问题题。IGCCC作为燃燃煤发电电或结合合多联产产，具有有效率高高、环境境友好等等

8、诸多优优势，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IGGCC发发电机组组的原则则性系统统图见图图2-11。图2-11 典典型IGGCC发发电机组组的原则则性系统统图2.2 煤气化技技术的发发展2.2.1 煤气化技技术发展展的过程程 固定床床气化炉炉早期的煤煤气化技技术采用用固定床床，最有有代表性性的是119333年Luurgii Oiil，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 Limmiteed （Sassol）

9、就有997台LLurggi炉在在运行。该炉型型的生产产强度较较低，尚尚未出现现日处理理千吨煤煤级的商商业装置置，从煤煤种和粒粒度的适适用性、单系列列、大型型化、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。流化床气气化炉流化床气气化炉119222年始于于Winnkleer（德德国专利利43779700），此此后Hiigh Temmperratuure Winnkleer（HHTW）、UGass（Innstiitutte oof GGas Tecchnoologgy技术术）、KKRW（M.WW.Keellooyg技技术）等等技术相相继问世世。迄今今HTWW单炉最最大煤处处理容量量为72

10、20t/d；UUGaas为1120tt/d（建于上上海吴泾泾焦化厂厂，炉径径2.66m，气气化压力力0.66MPaa，19994年年11月月投运，至今尚尚未正常常运行）。从煤煤种和粒粒度的适适应性、生产强强度、大大型化等等方面看看，流化化床难与与气流床床抗争。KRWW已列入入美国DDepaartmmentt off Ennerggy （DOEE）Clleann Cooal Tecchnoologgy（CCCT）4，该气化化炉容量量为8993t/d，995MWW，发电电效率（HHVV）440.11%。人人们正期期待着其其验证结结果。气流床气气化炉从从工业业化装置置数量上上讲，气气流床气气化炉要要

11、比固定定床和流流化床气气化炉少少，但是是世界上上已商业业化的IInteegraatedd Gaasifficaatioon CCombbineedCCyclle TTechhnollogyy（IGGCC）大型（2500MW以以上）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。其代表表是以水水煤浆为为原料的的Texxacoo Deevellopmmentt Coorpoorattionn（Teexacco）、Glooball EGass（Deesteec）；以干粉粉煤为原原料的SShelll IInteernaatioonall Liimitted （Shhelll）、KKr

12、uppp-UUhdee（Prrenfflo）。近80年年来的煤煤气化技技术发展展史，特特别是近近十多年年来的大大容量IIGCCC电站示示范与商商业化运运行证明明，与固固定床、流化床床相比气气流床具具有较大大的煤种种与粒度度适应性性和更优优良的技技术性能能，是煤煤基大容容量、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）、降低氧氧耗、提提高煤气气显热回回收、目目前本领领域中国国际上研研究的热热点有：将水煤煤浆进料料改为液液体COO2煤浆浆进料；研究煤煤泵以取取代干粉粉煤锁斗斗加料；研究煤煤气化动动力学、停留时时间、气气化炉

13、最最佳高径径比设计计；采用用连续排排渣系统统取代锁锁斗式排排渣系统统；高温温脱硫、除尘技技术；先先进的耐耐火砖材材料；新新型过程程测量仪仪器；运运用数值值模拟方方法进行行气化炉炉的工程程放大；系统分分析与技技术集成成；采用用二段炉炉方案回回收煤气气显热等等。具体体情况如如下：(1) Texxacoo气化炉炉Texaaco 水煤浆浆最大商商业装置置是Taampaa Ellecttricc Coompaany (Taampaa)电站站，属于于DOEE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，日日处理煤煤20000吨，气化压压力为

14、22.8MMPa，氧纯度度为955%，煤煤浆浓度度68%，冷煤煤气效率率766%，净净功率2250MMW。辐辐射锅炉炉直径55.188m，高高30.5m，重9000吨。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。主要缺点点：褐煤煤的制浆浆浓度约约5961%；烟煤煤的制浆浆浓度为为6569%，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时40天天左右；该炉型型通过单单喷嘴

15、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，炉内流流型趋近近全返混混，有部部分物料料短路，使单程程碳转化化率仅为为955%。国内运行行经验表表明，TTexaaco气气化技术术的煤气气初步净净化系统统、灰水水处理系系统、经经常出现现带水、带灰、堵渣现现象。(2) Glooball E-Gass Innc(DDesttec) 气化化炉Desttec已已建设两两套商业业装置，都在美美国：LLouiisiaana Gassifiicattionn Teechnnoloogy, Innc. (LGGT1)（气化炉炉容量222000t/dd， 1160MMW， 2.88MPaa， 1

16、19877年运行行）与Waabass Riiverr Cooal gassifiicattionn Coombiinedd Cyyclee RRe-ppoweerinng Proojecct (WabbashhRivver) （单炉炉容量225000t/dd，2655MW，2.88MPaa，净发发电效率率为388.9%（HHHV），19995年投投运。）。炉型型类似于于K-TT，分第第一段（水平段段）与第第二段（垂直段段），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S

17、Shelll、Preenfllo的循循环煤气气冷激不不同），此处的的反应温温度约110400，出口口煤气进进火管锅锅炉回收收热量。熔渣自自气化炉炉第一段段中部流流下，经水冷冷激固化化，形成渣渣水浆排排出。Desttec采采用水煤煤浆加料料，该点点与Teexacco相同同，具有有该种进进料形态态的优缺缺点。采采用水煤煤浆冷激激及其配配套的火火管锅炉炉是一种种技术进进步，冷冷煤气效效率高于于Texxacoo，但并并不完善善。主要要表现在在：二次次煤浆停停留时间间短，碳碳转化率率较低；设有一一个庞大大的分离离器，以以分离一一次煤气气中携带带灰渣与与二次煤煤浆的灰灰渣与残残炭，否否则火管管锅炉难难以正

18、常常工作。LGTTI1999119992年的的平均装装置可用用率为880%，比Teexacco低。采用耐耐火砖为为炉衬，其寿命命已达到到3年；喷喷嘴寿命命为36个月。该两点点与Eaastmman（TECC）的Texxacoo气化炉炉相比，占有优优势。(3) Sheell气气化炉与Texxacoo气化技技术经历历相似，上世纪纪50年代代初Shhelll开发渣渣油气化化成功，后费时时16年开开发成功功了干煤煤粉气化化技术，并于119888年用于于Bugggennum IGCCC电站站。目前前已处于于商业运运行阶段段。单炉炉日处理理煤20000吨吨，2550MWW，发电电效率为为43.2%（LHVV

19、）。Shelll气化化炉壳体体直径约约4.55m，高高约300m，4个喷嘴嘴位于炉炉子下部部同一水水平面上上，沿圆圆周均匀匀布置，借助撞撞击流以以强化热热质传递递过程，使炉内内横截面面气速相相对趋于于均匀。炉衬为为水冷壁壁（Meembrramee Waall），总重5000吨。炉壳与与水冷管管排之间间有约00.5mm间隙，作安装装、检修修用。煤气携带带煤灰总总量的22030%沿气化化炉轴线线向上运运动，在在接近炉炉顶处通通入循环环煤气激激冷，激激冷煤气气量约占占生成煤煤气量的的6080%，煤气气降温至至9000，熔渣渣凝固，出气化化炉，沿沿斜管道道向上进进余热锅锅炉。煤煤灰总量量的70080%

20、以熔融融态流入入气化炉炉底部，激冷凝凝固，自自炉底排排出。粉煤由NN2携带带，密相相输送进进入喷嘴嘴。工艺艺氧（纯纯度为995%）与蒸汽汽也由喷喷嘴进入入，其压压力为33.34.00MPaa。气化化温度为为1500017000，压力力为3.0MPPa。冷冷煤气效效率为81%；原料料煤热值值的113%转转化为蒸蒸汽；6%由设设备和出出冷却器器的煤气气显热损损失于大大气和冷冷却水。Shelll称其其Knoow-hhow是是：粉煤煤进料速速率的精精确测量量、喷嘴嘴结构、水冷壁壁结构、以及合合成气冷冷却器结结构。Shelll煤气气化技术术有如下下优点：采用干干煤粉进进料，氧氧耗比水水煤浆低低200%；

21、碳碳转化率率高，可可达999%；调节负负荷方便便，关闭闭一对喷喷嘴，负负荷则降降低500%；炉炉衬为水水冷壁，据称其其寿命为为20年，喷嘴寿寿命为11年。主要缺点点：设备备投资大大于水煤煤浆气化化技术，估计高高20%；气化化炉结构构过于复复杂，加加工难度度大；工工程经验验还不够够丰富，世界上上目前只只有Buuggnneumm的示范范装置在在运转。(4) Preenfllo气化化炉Prennfloo取自英英文Prresssuriizedd Enntraaineed-FFloww Gaasifficaatioon 相相关字头头。鉴于于Kruupp-Koppperrs（现现为Krruppp Uhhd

22、e）曾与SShelll合作作，所以以两种气气化炉极极为相似似。19978年年两家分分手之后后，1998619992年Kruupp-Koppperrs在德德国Fuursttenhhoussen建建成并运运转日处处理488吨加压压气化装装置（亦亦即Prrenfflo示示范厂）并取得得成功。19992年西西班牙EELCOOGASS（由西西班牙、法国、葡萄牙牙的6家能源源工程公公司组成成）采用用Preenfllo气化化技术在在西班牙牙Pueertoollaano建建设IGGCC电电站，这这也是PPrennfloo的第一一个商业业化装置置。Puerrtolllanno IIGCCC 发电电装置为为单炉，

23、日处理理26000吨混混合燃料料（煤与与石油焦焦各半）烟煤粉粉要求775%粒粒径小于于0.11mm，含水量量为2%；褐煤煤粒径也也要求775%小小于0.1mmm，但含含水量约约为6%；净发发电能力力为3000MWW，产煤煤气量为为18000000Nm33/h，氧浓度度为955%，气气化压力力为2.6MPPa，温温度为17000。气化化炉壳直直径为55m，炉炉高455m，19997年12月19日第第一次生生产煤气气，19998年年6月备煤煤、气化化、脱硫硫三单元元连续运运转1998小时时。Prennfloo与Sheell气气化炉的的区别：Shelll气化化炉不含含辐射锅锅炉（辐辐射锅炉炉位于煤煤

24、气冷却却器上部部），而而Preenfllo则将将二者连连为一体体。相应应的，PPrennfloo冷激循循环煤气气在气化化炉中下下部加入入，而SShelll炉则则在上部部加入。Prennfloo与Sheell气气化炉的的相同点点：干粉煤加加料，氮氮为载气气的密相相输送。四喷嘴对对置，煤煤气沿气气化炉轴轴线向上上流动，熔渣自自炉底排排出。炉衬均采采用水冷冷壁，摈摈弃耐火火砖方案案。(5)GGSP与与Advvancced Coaal ggasiificcatiion Proocesss (ACGGP)GSP由由原东德德的燃料料研究所所（Geermaan FFuell Innstiitutte）开开发

25、，炉炉型与TTexaaco激激冷室气气化炉酷酷似。采采用干煤煤粉进料料，19982年年在黑水水泵市LLaubbag建建设1330MWW商业装装置，日处理理7200吨煤，炉衬采采用水冷冷壁。据据称喷嘴嘴与水冷冷壁炉衬衬的寿命命可达55年以上上。ACGPP为南非非Ammmoniia, Expplossivee Chhemiicall Inndusstryy Liimitted (AEECI)与KBBW（Koppperrs与Babbcocck & Wiilcoox）气气化系统统公司合合作开发发，尚未未建商业业装置。技术特特点是干干粉煤进进料、常常压、方方形炉、水冷壁壁炉衬，在同一一水平面面上布置置8

26、个喷喷嘴，煤煤气向上上流动，熔渣由由炉底排排出。 煤气化化技术的的特点2.2.2 我国煤气气化技术术的现状状及发展展方向研究开发发现状中国自煤煤的商业业化和社社会化迄迄今已1100余余年，但但没有形形成能与与国际抗抗衡的商商业化自自主产权权煤气化化技术。期间不不乏努力力。近四四十年来来在原国国家科委委、计委委、教委委和各工工业部的的支持下下，在研研究与开开发、消消化引进进技术方方面进行行了大量量工作，有代表表性的是是：500年代末末到800年代初初的仿KKT气化化技术研研究与开开发，曾曾于600年代中中期和770年代代末期在在新疆芦芦草沟和和山东黄黄县建设设中试装装置，由由于基础础理论研研究不

27、透透以及材材料等原原因而终终止；770年代代起西北北化工研研究院研研究开发发水煤浆浆气化技技术并建建设了中中试装置置，为此此后4家家厂引进进Texxacoo水煤浆浆气化技技术提供供了丰富富的经验验；“九五”期间还还就“整体煤煤气化联联合循环环（IGGCC）关键技技术（含含高温净净化）”立项，有十余余个单位位参加攻攻关；119999年科技技部立项项“煤的热热解、气气化及高高温净化化过程的的基础研研究”正在进进行中；近200年来我我国共引引进133台Teexacco气化化炉，国国内配套套完成了了部分设设计、安安装与操操作，积积累了丰丰富的经经验。正正在建设设中的还还有浩良良河、金金陵石化化（栖霞霞

28、山化肥肥厂）两两套Teexacco装置置；此外外，洞氮氮、柳州州、应城城三套SShelll装置置正在建建设中。“九五”期间华华东理工工大学、鲁南化化肥厂、天辰化化学工程程公司承承担了国国家重点点科技攻攻关项目目“新型（多喷嘴嘴对置）水煤浆浆气化炉炉开发”（222吨煤/天装置置），该该项目已已通过有有关部门门组织的的鉴定和和验收，被专家家评为“填补国国内空白白”和“国际领领先”。结果果表明，中试装装置的有有效气成成分达到到833%，比比相同条条件下的的Texxacoo生产装装置高11.52个百百分点；碳转化化率98%，比TTexaaco高高233个百分分点；比比煤耗、比氧耗耗均比TTexaaco

29、降降低7%，显示示了良好好的商业业应用前前景。该该技术现现已授权权发明专专利“多喷喷嘴对置置式水煤煤浆或粉粉煤气化化炉及其其应用”。本成成果正在在兖矿鲁鲁南化肥肥厂建设设日处理理11550吨煤煤的新型型气化炉炉商业示示范装置置（4.0MPPa）和和山东华华鲁恒升升集团公公司建设设日处理理7500吨煤商商业装置置（6.5MPPa）。 中国科科学院山山西煤炭炭化学研研究所在在中试的的基础上上进行了了流化床床氧气/蒸汽鼓鼓风制合合成气的的工业示示范装置置开发，烟煤处处理能力力为1000t/d，常常压，目目前已投投入生产产运转，能稳定定灰熔聚聚操作。工业运行行情况上世纪880年代代末以前前，我国国的煤

30、气气化完全全依赖常常压固定定床技术术，国内内有常压压固定床床气化炉炉数百台台，配套套小型合合成氨生生产装置置及少量量甲醇和和联醇装装置，这这些气化化装置中中一部分分至今仍仍在运转转。上世纪880年代代初我国国开始引引进第二二代煤气气化技术术，一家家引进LLurggi技术术，于山山西潞城城建厂，气化炉炉三开一一备；共共有4家引进进Texxacoo水煤浆浆气化装装置，分分别建于于鲁南（三台炉炉，单炉炉日处理理4500吨煤，2.88MPaa）、上上海吴泾泾（四台台炉，三三开一备备，单炉炉日处理理5000吨煤，4.00MPaa）、渭渭河（三三台炉，二开一一备，单单炉日处处理8220吨煤煤，6.5MPP

31、a）、淮南（三台炉炉，二开开一备，单炉日日处理5500吨吨煤，44.0MMPa）。这四四套装置置均用于于生产合合成气，三套制制氨，一一套制甲甲醇。目目前正在在建设或或已完成成可研的的引进煤煤气化技技术有套套，分别别是浩良良河（TTexaaco技技术，）、金陵陵石化（Texxacoo技术），湖北北双环（Sheell技技术）、巴陵石石化洞庭庭氮肥厂厂（Shhelll技术）、柳州州（Shhelll技术）、神化化集团（Sheell技技术）。列于表表2-22表2-22 我国国大型加加压煤气气化工业业装置统统计工厂技术气化炉数量气化压力力Mpa单炉煤量量吨/d配套装置置运转情况况山西潞城城Lurggi4开

32、1备备3.040030万吨吨合成氨氨运转鲁南Texaaco3开1备备2.645010万吨吨合成氨氨20万吨吨甲醇运转渭河Texaaco2开1备备6.568030万吨吨合成氨氨运转淮南Texaaco2开1备备4.050020万吨吨合成氨氨运转上海吴泾泾Texaaco3开1备备4.050020万吨吨甲醇运转浩良河Texaaco2开1备备4.0500建设金陵Texaaco2开1备备4.045万吨吨合成氨氨建设湖北双环环Shelll1台3.010000建设洞庭Shelll1台3.01500030万吨吨合成氨氨建设柳州Shelll1台3.015000建设神化Shelll可研德州国产多喷喷嘴对置置气流床床

33、2开1备备6.575030万吨吨合成氨氨建设兖矿集团团国产多喷喷嘴对置置气流床床2台4.01150024万吨吨甲醇建设近20年年来我国国共引进进13台台Texxacoo气化炉炉，国内内配套完完成了部部分设计计、安装装与操作作，积累累了丰富富的经验验。正在在建设中中的还有有浩良河河、金陵陵石化（栖霞山山化肥厂厂）两套套Texxacoo装置；此外，洞氮、柳州、应城三三套Shhelll装置正正在建设设中，神神化集团团准备引引进的SShelll装置置已完成成可研报报告。概括地讲讲，国内内已运行行的大型型煤气化化装置均均为引进进技术，而且引引进的势势头还在在继续。国内自自主知识识产权的的新型煤煤气化示示

34、范装置置已在建建设之中中，一旦旦成功，将扭转转我国大大型煤气气化技术术长期依依赖进口口的局面面，为发发展我国国的洁净净煤技术术奠定良良好的基基础。煤气化技技术未来来应该向向大规模模、高效效（单炉炉处理煤煤量在330000吨/dd以上）的方向向发展，这既是是以煤气气化为龙龙头的大大宗化学学品制备备（合成成氨、甲甲醇、醋醋酸）技技术、整整体煤气气化联合合循环（IGCCC）发发电技术术、以煤煤气化为为核心的的多联产产系统和和煤间接接液化合合成油品品等技术术进一步步发展的的要求，也符合合现代化化工技术术向大型型化、单单系列发发展的总总体趋势势。2.3 燃机技术术的发展展2.3.1 燃气蒸蒸汽联合合循环

35、技技术特点点燃气轮机机主要是是根据布布雷顿（BRAAYTOON）循循环原理理将燃料料的化学学能通过过透平发电机机系统转转换为电电能。燃燃气轮机机技术70从上个个世纪220年代代开始进进去工业业应用以以来，已已经相当当成熟。单循环环燃气轮轮机主要要采用：1) 先进的压压气机气气动设计计。这主主要是借借助于不不断发展展的计算算机技术术的广泛泛应用以以及先进进的航空空发动机机技术（如三维维设计等等），因因而使得得发电机机组的设设计更为为合理。2) 叶片的冷冷却技术术。燃机机叶片一一般采用用空心结结构，实实现叶片片内部对对流冷却却和叶片片表面气气膜冷却却相结合合，达到到降低叶叶片表面面温度的的目的。先

36、进燃燃机还采采用新的的蒸汽冷冷却技术术，使119955年美国国GE公公司推出出的MSS90001H型型燃机的的第一级级喷嘴进进口燃气气温度达达到14426。3) 耐热合金金材料的的应用。例如采采用定向向结晶和和单晶高高温合金金。在5501GG型燃机机中就采采用了定定向结晶晶合金，在美国国ATSS计划中中F/GG系列燃燃机则采采用了单单晶铸造造叶片等等技术。4) 耐磨和热热障涂层层。在定定向结晶晶合金叶叶片上采采用耐磨磨涂层是是一种经经济有效效的方法法，提高高了燃气气透平叶叶片在高高温小运运行的可可靠性；另外，先进的的陶瓷热热障涂层层也是降降低叶片片温度的的有效方方法。一般联合合循环都都采用以以

37、燃气轮轮机带不不补燃的的余热锅锅炉后续续汽轮机机组成联联合循环环机组。汽轮机机一般采采用阀门门全开状状态，随随余热锅锅炉滑压压运行。汽轮机机动静部部件间隙隙一般也也设计较较大以适适应快速速起停的的要求。余热锅锅炉一般般采用多多压设计计。整个个余热锅锅炉多压压设计系系统具有有较低的的热惯性性，使余余热锅炉炉能够适适应燃气气轮机快快速启停停和快速速加减负负荷的动动态特性性要求。由于综综合了燃燃气轮机机、汽轮轮机和余余热锅炉炉的特点点，燃气气蒸汽汽联合循循环机组组具有以以下特点点：1) 机组效率率高。亚亚临界、超临界界火电机机组效率率为400左右右，燃气气轮机单单循环效效率也仅仅为377左右右，但联

38、联合循环环机组效效率可达达50以上，目前最最新技术术的燃气气蒸汽汽联合循循环机组组的效率率已经达达到600。2) 投资少，建设周周期短。由于燃燃机设备备体积小小，布置置紧凑，制造厂厂家一般般采用集集装箱式式的设备备组装结结构发货货到现场场，因此此现场安安装方便便，并且且机组系系统简单单，辅助助设备少少，能够够在较小小的场地地、在较较短的时时间内安安装完成成，使机机组很快快地投入入运行。3) 运行灵活活性好。燃气轮轮机发电电机组启启动快，自动化化程度高高，调峰峰性能特特别突出出，燃气气轮机一一般仅110多分分钟便可可并入电电网参与与负荷调调节。虽虽然采用用联合循循环后调调峰特性性下降一一些，但但

39、还是好好于常规规火电机机组地启启动性能能，半小小时左右右就可在在电网中中发挥调调峰作用用。4) 环保指标标好。燃燃气轮机机主要燃燃料为天天然气和和低合成成气，此此类气属属于清洁洁能源，对环境境污染少少，机组组排放NNOX低。即即使是燃燃油的机机组，其其排放相相对常规规火电机机组也是是相当低低的。系统可靠靠性高。联合循循环机组组系统简简单，整整体系统统维修方方便，机机组辅机机少，维维修工作作量小。设备数数量的减减少有利利于机组组可靠性性的提高高。2.3.2 燃气轮机机的发展展及主要要产品从19339年瑞瑞士推出出了世界界上第一一台发电电用燃气气轮机后后，燃机机在发电电领域得得到了广广泛应用用。2

40、00世纪990年代代以来，由于联联合循环环技术的的成熟，燃机在在发电领领域中得得到了迅迅速发展展，至今今已成为为发电设设备的重重要组成成部分。20世世纪世界界燃气-蒸汽联联合循环环的发展展大致经经历了55个阶段段：1) 60年代代开始建建设燃气气-蒸汽汽联合循循环电厂厂，但当当时燃机机初温较较低，联联合循环环效率也也较低，只有335左左右。2) 70年代代燃机初初温提高高到10000左右，联合循循环效率率达到44045，已接接近甚至至超过大大型汽轮轮发电机机组的效效率。3) 80年代代1000MW等等级的燃燃机投入入运行，燃机初初温达到到11000112888，排气气温度达达到50006600

41、,这使使得联合合循环效效率超过过50.4) 90年代代至今,这是燃燃气轮机机的全面面发展阶阶段。由由于联合合循环具具有明显显的优越越性，大大功率高高效率的的燃机不不断出现现，燃机机初温达达到了113000，单燃燃机效率率就可达达36388。单单机燃机机容量2200MMW以上上的机组组已经投投入正常常商业运运行，而而且成为为目前各各大燃机机制造商商研究和和发展的的主力机机组。特特别是近近几年来来，燃机机的初温温已经达达到了115000，从而而使燃气气轮机的的发展进进入一个个新时代代。例如如，日本本三菱公公司开发发的具有有15000初温的的5011G燃机机已经于于20001年投投入运行行。5) 9

42、0年代代以来，西方各各国大力力发展低低合成气气燃机，即在原原机上进进行喷嘴嘴和通流流部分的的改造，以适应应IGCCC技术术的应用用。这方方面以GGE（坦坦帕）和和西门子子（比赫赫钠姆）为代表表。目前世界界上主要要燃机制制造厂家家有1000多家家。根据据1000MW以以上燃机机的主要要性能数数据分析析，可以以将目前前燃气-蒸汽联联合循环环机组分分为3个个技术层层次。即即：1) 普及机组组。以GGE公司司E系列列为代表表的1000MWW（11101190MMW）等等级机组组,包括括SIEEMENNS/WWH公司司的E系系列、SSIEMMENSS公司的的2A系系列和AABB公公司的GGT133等机组

43、组。这些些机组在在国际上上已经较较普及，目前在在我国也也已有110多台台投入发发电运行行。2) 主力机组组。以GGE公司司F系列列为代表表的2000MWW（20002260MMW）等等级机组组，包括括SIEEMENNS/WWH公司司的F系系列、SSIEMMENSS公司的的3A系系列、AABB公公司的GGT266等机组组。这些些都是目目前国际际上发电电燃机的的主力机机组， 我国目目前有110多个个电厂在在应用。3) 发展机组组。以GGE公司司G/HH系列为为代表的的3000MW（3000MW以以上）等等级机组组，包括括SIEEMENNS/WWH公司司的G、H系列列等机组组。这些些机组代代表了目目

44、前国际际燃机的的最先进进水平，也是燃燃机的发发展方向向。特别别是H系系列机组组，在美美国国家家能源部部资助的的先进燃燃机透平平系统计计划（AATS）中也使使用了该该系列机机组。随着大型型先进燃燃机技术术的发展展和应用用，燃气气-蒸汽汽联合循循环机组组的容量量和效率率得到了了较大的发展展。表22-3列列出了目目前典型型的大容容量燃气气-蒸汽汽联合循循环机组组的种类类、出力力和效率率。由表表可见，目前单单套燃气气-蒸汽汽联合循循环机组组的容量量已经达达到4880MWW，效率率达到了了60%。表2-33 主主要大型型联合循循环机组组性能63700联合循环环机型采用燃机机出力/MMW效率/%KA266

45、-1GT266393.058.55S1099APG90001FFA390.856.77S1099HPG90001HH480.060.00MPCPPI（MM5011G）M5011G371.158.55 MPCCPI（M7001G）M7011G484.458.22GUD IS V944.3AAV94.3A385.557.112.3.3 我国燃气气轮机发发电技术术现状与与展望我国的燃燃机技术术研发也也是比较较早的，特别是是航空发发动机所所使用的的燃气轮轮机，电电厂燃气气轮机的的研制也也始于上上世纪550年代代。但由由于国家家经济状状况及燃燃料政策策等缘故故使其一一直发展展较慢。我国燃燃机研发发历程可

46、可以分为为4个阶阶段：1) 20世纪纪60年年代我国国开始研研究和引引进技术术生产几几MW的的燃气轮轮机，770年代代末800年代初初原水电电部引进进10套套MS550000系列、单机容容量为220MWW级的燃燃机并投投入运行行。这可可谓是我我国燃机机发展的的第1和和第2阶阶段。在在此基础础上，由由国家重重点投资资的南京京汽轮机机厂采用用引进技技术使我我国具有有了生产产MS550000、MSS60000系列列燃机的的能力。天然气气发电在在我国尚尚处于起起步阶段段，建议议国家通通过税收收政策给给予必要要的扶持持。2) 从80年年代开始始，随着着我国改改革开放放、经济济迅速发发展的需需要，燃燃气轮机机发电得得到了较较大发展展。尤其其在广东东省，先先后建成成了华能能汕头燃燃机电厂厂和深圳圳月亮湾湾、珠海海洪湾等等一批燃燃机蒸蒸汽联合合循环电电厂。这这可谓是是我国燃燃机发展展的第33阶段。3) 90年代代是我国国燃机发发电的第第4阶段段。燃机机发电不不仅在机机组容量量上大幅幅增加，而且机机组性能能水平也也不断提提高。以以深圳、上海、浙江等等地引进进的GEE公司的的PG990000E系列列10台台燃机为为例，单单机容量量已达1123MMW，效效率达到到33%。4) 随着国家家“西气东东输”工程的的建设，我国引引进一批批目前国国际上作作