IGCC的技术现状和发展趋势hnc.docx

《IGCC的技术现状和发展趋势hnc.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hnc.docx（57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 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

17、用用总煤浆浆量的11020%进行冷冷激（该该点与SShelll、Preenfllo的循循环煤气气冷激不不同），此此处的反反应温度度约10040，出口口煤气进进火管锅锅炉回收收热量。熔熔渣自气气化炉第第一段中中部流下下，经水冷冷激固化化，形成渣渣水浆排排出。Desteec采用用水煤浆浆加料，该该点与TTexaaco相相同，具具有该种种进料形形态的优优缺点。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

18、次煤煤浆的灰灰渣与残残炭，否否则火管管锅炉难难以正常常工作。LGTI 19911992年的平均装置可用率为80%，比Texaco低。采用耐火砖为炉衬，其寿命已达到3年；喷嘴寿命为36个月。该两点与Eastman（TEC）的Texaco气化炉相比，占有优势。(3) SShelll气化化炉与Texaaco气气化技术术经历相相似，上上世纪550年代代初Shhelll开发渣渣油气化化成功，后后费时116年开开发成功功了干煤煤粉气化化技术，并并于19988年年用于BBugggenuum IIGCCC电站。目目前已处处于商业业运行阶阶段。单单炉日处处理煤220000吨，2550MWW，发电电效率为为43.

19、2%（LLHV）。Shelll气化炉炉壳体直直径约44.5mm，高约约30mm，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，借借助撞击击流以强强化热质质传递过过程，使使炉内横横截面气气速相对对趋于均均匀。炉炉衬为水水冷壁（Membrame Wall），总重500吨。炉壳与水冷管排之间有约0.5m间隙，作安装、检修用。煤气携带煤煤灰总量量的20030%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，出出气化炉炉，沿斜斜管道向向上进余余热锅炉炉。煤灰灰总量的的7080%以熔融

20、融态流入入气化炉炉底部，激激冷凝固固，自炉炉底排出出。粉煤由N22携带，密密相输送送进入喷喷嘴。工工艺氧（纯纯度为995%）与与蒸汽也也由喷嘴嘴进入，其其压力为为3.334.00MPaa。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Knnow-howw是：粉粉煤进料料速率的的精确测测量、喷喷嘴结构构、水冷冷壁结构构、以及及合成气气冷却器器结构。Shelll煤气化化技术有有如下优优点：采采用干煤煤粉进料料，氧耗耗比水煤煤浆低20%；碳转转

21、化率高高，可达达999%；调调节负荷荷方便，关关闭一对对喷嘴，负负荷则降降低500%；炉炉衬为水水冷壁，据据称其寿寿命为220年，喷喷嘴寿命命为1年。主要缺点：设备投投资大于于水煤浆浆气化技技术，估估计高220%；气化炉炉结构过过于复杂杂，加工工难度大大；工程程经验还还不够丰丰富，世世界上目目前只有有Bugggneeum的的示范装装置在运运转。(4) PPrennfloo气化炉炉Prenfflo取取自英文文Preessuurizzed Enttraiinedd-Fllow Gassifiicattionn 相关关字头。鉴鉴于Krruppp-Kooppeers（现现为Krruppp Uhhde）

22、曾曾与Shhelll合作，所所以两种种气化炉炉极为相相似。119788年两家家分手之之后，11986619992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）并并取得成成功。119922年西班班牙ELLCOGGAS（由由西班牙牙、法国国、葡萄萄牙的66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。Puerttolllanoo IGGCC 发电装装置为单单

23、炉，日日处理226000吨混合合燃料（煤煤与石油油焦各半半）烟煤煤粉要求求75%粒径小小于0.1mmm，含水水量为22%；褐褐煤粒径径也要求求75%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，氧浓度为95%，气化压力为2.6MPa，温度为1700。气化炉壳直径为5m，炉高45m，1997年12月19日第一次生产煤气，1998年6月备煤、气化、脱硫三单元连续运转198小时。Prenfflo与与Sheell气气化炉的的区别： Sheell气气化炉不不含辐射射锅炉（辐辐射锅炉炉位于煤煤气冷却却器上部部），而而Preenfllo则

24、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。Prenfflo与与Sheell气气化炉的的相同点点：干粉煤加料料，氮为为载气的的密相输输送。四喷嘴对置置，煤气气沿气化化炉轴线线向上流流动，熔熔渣自炉炉底排出出。炉衬均采用用水冷壁壁，摈弃弃耐火砖砖方案。(5) GGSP与与Advvancced Coaal ggasiificcatiion Proocesss (ACGGP)GSP由原原东德的的燃料研研究所（German Fuel Institute）开发，炉型与Texaco激冷室气化炉酷似。采用干煤粉进料，198

25、2年在黑水泵市Laubag建设130MW商业装置，日处理720吨煤，炉衬采用水冷壁。据称喷嘴与水冷壁炉衬的寿命可达5年以上。ACGP为为南非AAmmooniaa, EExpllosiive Cheemiccal Inddusttry Limmiteed (AECCI)与与KBWW（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。技技术特点点是干粉粉煤进料料、常压压、方形形炉、水水冷壁炉炉衬，在在同一水水平面上上布置88个喷嘴嘴，煤气气向上流流动，熔熔渣由炉炉底排出出。 煤煤气化技技术的特特点2.2.2 我国煤气气化技术术的现状状及

26、发展展方向研究开发现现状中国自煤的的商业化化和社会会化迄今今已1000余年年，但没没有形成成能与国国际抗衡衡的商业业化自主主产权煤煤气化技技术。期期间不乏乏努力。近近四十年年来在原原国家科科委、计计委、教教委和各各工业部部的支持持下，在在研究与与开发、消消化引进进技术方方面进行行了大量量工作，有有代表性性的是：50年年代末到到80年年代初的的仿KT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

27、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）关关键技术术（含高高温净化化）”立项，有有十余个个单位参参加攻关关；19999年年科技部部立项“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。

28、“九五”期期间华东东理工大大学、鲁鲁南化肥肥厂、天天辰化学学工程公公司承担担了国家家重点科科技攻关关项目“新型（多多喷嘴对对置）水水煤浆气气化炉开开发”（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，被被专家评评为“填补国国内空白白”和“国际领领先”。结果果表明，中中试装置置的有效效气成分分达到83%，比相相同条件件下的TTexaaco生生产装置置高1.522个百分分点；碳碳转化率率98%，比TTexaaco高高233个百分分点；比比煤耗、比比氧耗均均比Teexacco降低低7%，显显示了良良好的商商业应用用前景。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

29、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）。 中中国科学学院山西西煤炭化化学研究究所在中中试的基基础上进进行了流流化床氧氧气/蒸蒸汽鼓风风制合成成气的工工业示范范装置开开发，烟烟煤处理理能力为为1000t/dd，常压压，目前前已投入入生产运运转，能能稳定灰灰熔聚操操作。工业运行情情况上世纪800年代末末以前，我我国的煤煤气化完完全依赖赖常压固固定床技技术，国国内有常常压固定定床气化化炉数百百台，配配套小型型

30、合成氨氨生产装装置及少少量甲醇醇和联醇醇装置，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800年代初初我国开开始引进进第二代代煤气化化技术，一一家引进进Lurrgi技技术，于于山西潞潞城建厂厂，气化化炉三开开一备；共有44家引进进Texxacoo水煤浆浆气化装装置，分分别建于于鲁南（三三台炉，单单炉日处处理4550吨煤煤，2.8MPPa）、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，44.0MMPa）、渭渭河（三三台炉，二二开一备备，单炉炉日处理理8200吨煤，66.5MMPa）、淮淮南（三三台炉，二二开一备备，单炉炉日处理理5000吨煤，44.0MMPa）。这

31、这四套装装置均用用于生产产合成气气，三套套制氨，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，）、金金陵石化化（Teexacco技术术），湖湖北双环环（Shhelll技术）、巴巴陵石化化洞庭氮氮肥厂（SShelll技术术）、柳柳州（SShelll技术术）、神神化集团团（Shhelll技术）。列列于表22-2表2-2 我国大大型加压压煤气化化工业装装置统计计工厂技术气化炉数量气化压力Mpa单炉煤量吨/d配套装置运转情况山西潞城Lurgii4开1备3.040030万吨合合成氨运转鲁南Texacco3开1备2.645010万吨

32、合合成氨20万吨甲甲醇运转渭河Texacco2开1备6.568030万吨合合成氨运转淮南Texacco2开1备4.050020万吨合合成氨运转上海吴泾Texacco3开1备4.050020万吨甲甲醇运转浩良河Texacco2开1备4.0500建设金陵Texacco2开1备4.045万吨合合成氨建设湖北双环Shelll1台3.01000建设洞庭Shelll1台3.0150030万吨合合成氨建设柳州Shelll1台3.01500建设神化Shelll可研德州国产多喷嘴嘴对置气气流床2开1备6.575030万吨合合成氨建设兖矿集团国产多喷嘴嘴对置气气流床2台4.0115024万吨甲甲醇建设近20年来来

33、我国共共引进113台TTexaaco气气化炉，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，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，国国内已运运行的大大型煤气气化装置置均为引引进技术术，而且且引进的的势头还还在继续续。国内内自主知知识产权权的新型型煤气化化示范装装置已在在建设之之中，一一旦成功功，将扭扭转我国国大型煤煤气化技技术长期期依赖进进口的局局面，为为发展我我国的洁洁净

34、煤技技术奠定定良好的的基础。煤气化技术术未来应应该向大大规模、高高效（单单炉处理理煤量在在30000吨/d以上上）的方向向发展，这这既是以以煤气化化为龙头头的大宗宗化学品品制备（合合成氨、甲甲醇、醋醋酸）技技术、整整体煤气气化联合合循环（IIGCCC）发电电技术、以以煤气化化为核心心的多联联产系统统和煤间间接液化化合成油油品等技技术进一一步发展展的要求求，也符符合现代代化工技技术向大大型化、单单系列发发展的总总体趋势势。2.3 燃机技术的的发展2.3.1 燃气蒸汽汽联合循循环技术术特点燃气轮机主主要是根根据布雷雷顿（BBRAYYTONN）循环环原理将将燃料的的化学能能通过透透平发发电机系系统转

35、换换为电能能。燃气气轮机技技术770从从上个世世纪200年代开开始进去去工业应应用以来来，已经经相当成成熟。单单循环燃燃气轮机机主要采采用：1) 先进的压气气机气动动设计。这这主要是是借助于于不断发发展的计计算机技技术的广广泛应用用以及先先进的航航空发动动机技术术（如三三维设计计等），因因而使得得发电机机组的设设计更为为合理。2) 叶片的冷却却技术。燃燃机叶片片一般采采用空心心结构，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。先先进燃机机还采用用新的蒸蒸汽冷却却技术，使使19995年美美国GEE公司推推出的MMS90001HH型燃机机的第一

36、一级喷嘴嘴进口燃燃气温度度达到114266。3) 耐热合金材材料的应应用。例例如采用用定向结结晶和单单晶高温温合金。在在5011G型燃燃机中就就采用了了定向结结晶合金金，在美美国ATTS计划划中F/G系列列燃机则则采用了了单晶铸铸造叶片片等技术术。4) 耐磨和热障障涂层。在在定向结结晶合金金叶片上上采用耐耐磨涂层层是一种种经济有有效的方方法，提提高了燃燃气透平平叶片在在高温小小运行的的可靠性性；另外外，先进进的陶瓷瓷热障涂涂层也是是降低叶叶片温度度的有效效方法。一般联合循循环都采采用以燃燃气轮机机带不补补燃的余余热锅炉炉后续汽汽轮机组组成联合合循环机机组。汽汽轮机一一般采用用阀门全全开状态态，

37、随余余热锅炉炉滑压运运行。汽汽轮机动动静部件件间隙一一般也设设计较大大以适应应快速起起停的要要求。余余热锅炉炉一般采采用多压压设计。整整个余热热锅炉多多压设计计系统具具有较低低的热惯惯性，使使余热锅锅炉能够够适应燃燃气轮机机快速启启停和快快速加减减负荷的的动态特特性要求求。由于于综合了了燃气轮轮机、汽汽轮机和和余热锅锅炉的特特点，燃燃气蒸蒸汽联合合循环机机组具有有以下特特点：1) 机组效率高高。亚临临界、超超临界火火电机组组效率为为40左右，燃燃气轮机机单循环环效率也也仅为337左左右，但但联合循循环机组组效率可可达500以上上，目前前最新技技术的燃燃气蒸蒸汽联合合循环机机组的效效率已经经达到

38、660。2) 投资少，建建设周期期短。由由于燃机机设备体体积小，布布置紧凑凑，制造造厂家一一般采用用集装箱箱式的设设备组装装结构发发货到现现场，因因此现场场安装方方便，并并且机组组系统简简单，辅辅助设备备少，能能够在较较小的场场地、在在较短的的时间内内安装完完成，使使机组很很快地投投入运行行。3) 运行灵活性性好。燃燃气轮机机发电机机组启动动快，自自动化程程度高，调调峰性能能特别突突出，燃燃气轮机机一般仅仅10多多分钟便便可并入入电网参参与负荷荷调节。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

39、) 环保指标好好。燃气气轮机主主要燃料料为天然然气和低低合成气气，此类类气属于于清洁能能源，对对环境污污染少，机机组排放放NOXX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。系统可靠性性高。联联合循环环机组系系统简单单，整体体系统维维修方便便，机组组辅机少少，维修修工作量量小。设设备数量量的减少少有利于于机组可可靠性的的提高。2.3.2 燃气轮机的的发展及及主要产产品从19399年瑞士士推出了了世界上上第一台台发电用用燃气轮轮机后，燃燃机在发发电领域域得到了了广泛应应用。220世纪纪90年年代以来来，由于于联合循循环技术术的成熟熟，燃机机在发电电领域中中得到了了

40、迅速发发展，至至今已成成为发电电设备的的重要组组成部分分。200世纪世世界燃气气-蒸汽汽联合循循环的发发展大致致经历了了5个阶阶段：1) 60年代开开始建设设燃气-蒸汽联联合循环环电厂，但但当时燃燃机初温温较低，联联合循环环效率也也较低，只只有355左右右。2) 70年代燃燃机初温温提高到到10000左右，联联合循环环效率达达到400445，已已接近甚甚至超过过大型汽汽轮发电电机组的的效率。3) 80年代1100MMW等级级的燃机机投入运运行，燃燃机初温温达到11100012288，排气气温度达达到50006600,这使使得联合合循环效效率超过过50.4) 90年代至至今,这这是燃气气轮机的的

41、全面发发展阶段段。由于于联合循循环具有有明显的的优越性性，大功功率高效效率的燃燃机不断断出现，燃燃机初温温达到了了13000，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) 90年代以以来，西西方各国国大力发发展低合合成气燃燃机，即即在原机机上进行行喷嘴和

42、和通流部部分的改改造，以以适应IIGCCC技术的的应用。这这方面以以GE（坦坦帕）和和西门子子（比赫赫钠姆）为为代表。目前世界上上主要燃燃机制造造厂家有有1000多家。根根据1000MWW以上燃燃机的主主要性能能数据分分析，可可以将目目前燃气气-蒸汽汽联合循循环机组组分为33个技术术层次。即即：1) 普及机组。以以GE公公司E系系列为代代表的1100MMW（11101900MW）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等机组组。这些些机组在在国际上上已经较较普及，目目前在我我国也已已有100多台投投入发

43、电电运行。2) 主力机组。以以GE公公司F系系列为代代表的2200MMW（22002600MW）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。以以GE公公司G/H系列列为代表表的3000MWW（3000MWW以上）等等级机组组，包括括SIEEMENNS/WWH公司司的G、HH系列等等机组。这这些机组组代表了了目前国国际燃机机的最先先进水平平，也是是燃机的的发展方方向。特特别是HH系列机机组，在在

44、美国国国家能源源部资助助的先进进燃机透透平系统统计划（AATS）中中也使用用了该系系列机组组。随着大型先先进燃机机技术的的发展和和应用，燃燃气-蒸蒸汽联合合循环机机组的容容量和效效率得到到了较大的发展。表表2-33列出了了目前典典型的大大容量燃燃气-蒸蒸汽联合合循环机机组的种种类、出出力和效效率。由由表可见见，目前前单套燃燃气-蒸蒸汽联合合循环机机组的容容量已经经达到4480MMW，效效率达到到了600%。表2-3 主要要大型联联合循环环机组性性能66370联合循环机机型采用燃机出力/MWW效率/%KA26-1GT26393.0058.5S109AAPG90001FAA390.8856.7S1

45、09HHPG90001H480.0060.0MPCPII（M5501GG）M501GG371.1158.5 MPCPPI（MM7011G）M701GG484.4458.2GUD IIS VV94.3AV94.33A385.5557.12.3.3 我国燃气轮轮机发电电技术现现状与展展望我国的燃机机技术研研发也是是比较早早的，特特别是航航空发动动机所使使用的燃燃气轮机机，电厂厂燃气轮轮机的研研制也始始于上世世纪500年代。但但由于国国家经济济状况及及燃料政政策等缘缘故使其其一直发发展较慢慢。我国国燃机研研发历程程可以分分为4个个阶段：1) 20世纪660年代代我国开开始研究究和引进进技术生生产几M

46、MW的燃燃气轮机机，700年代末末80年年代初原原水电部部引进110套MMS50000系系列、单单机容量量为200MW级级的燃机机并投入入运行。这这可谓是是我国燃燃机发展展的第11和第22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。天然气发电在我国尚处于起步阶段，建议国家通过税收政策给予必要的扶持。2) 从80年代代开始，随随着我国国改革开开放、经经济迅速速发展的的需要，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

47、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年代是是我国燃燃机发电电的第44阶段。燃燃机发电电不仅在在机组容容量上大大幅增加加，而且且机组性性能水平平也不断断提高。以以深圳、上上海、浙浙江等地地引进的的GE公公司的PPG90000EE系列110台燃燃机为例例，单机机容量已已达1223MWW，效率率达到333%。4) 随着国家“西气东东输”工程的的建设，我我国引进进一批目目前国际际上作为为主力机机组的FF级燃机机，总装装机容量量达80000MMW，并并都已投投入商业业运行。目前我国燃燃机发电电技术的的发展主主要是采采用中外外合资、合合作和引引进技术术消化吸吸收方式式，基本本目标是是形成国国产燃机机生产能能力，掌掌握E级级特别是是F级燃燃机的制制造技术术。由此此可见，FF级的主主力燃机机机组将将是我国国未来燃燃气蒸蒸汽联合合循环发发电技术术的主要要发展方方向。2.4 IGCC的的技术特特点及比比较2.4.1 技术特点及及工艺组组成国外典型IIGCCC电站分分析这四个典型型的IGGCC电电站分别别是美国国的Wa