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新能源——关注IGCC(煤气发电)  

2016-02-25 15:24:18|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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开启煤气发电新时代

煤不仅可以清洁发电,还可以大规模生产液体燃料和化学品?听上去难以想象,但在2009年国家科学技术进步奖中,高效洁净煤制甲醇与联合循环集成系统的研发和示范工程将这两方面完美地结合在了一起。这一获奖成果是我国IGCC领域涵盖从基础研究、技术研发、试验验证到工程示范的首次完整结合,开创了国内IGCC研发与示范的先河。

IGCC技术的高效节能引领煤气发电进入了环保清洁的新时代,在我国掀起了一股发展IGCC项目的热潮。据2010中国IGCC多联产峰会官方网站的统计,目前中国在华北、华东和华南地区已经拥有12IGCC发电及多联产项目。200976,中国首座自主开发、设计、制造并建设的IGCC示范工程项目华能天津IGCC示范电站在天津临港工业区正式开工,投产之后,按年利用5000小时计算,每年发电量将达12亿kwh

实现近零排放梦想

洁净的空气,明朗的天空,污染物排放近乎为零,能源利用低碳环保……几乎每一个人都曾在心中构筑过这样一个绿色世界的梦想。然而,基础能源能耗高、污染重是一个不争的事实。如何将梦想变为现实,实现煤电的绿色发展?这不仅是电力工业面临的重要课题,更关系到我国资源节约型和环境友好型社会的建设。从我国能源结构的理想特性出发,绿色煤电计划应运而生。

所谓绿色煤电,就是以整体煤气化联合循环(IGCC)和碳捕集与封存(CCS)技术为基础,以联合循环发电为主,并对污染物进行回收,对二氧化碳进行分离、利用或封存的新型煤炭发电技术。在开发近零排放的燃煤电厂、发展中国洁净煤技术的道路上,IGCC是决定成败的关键。

为此,我国众多煤电企业持续不断地进行科技创新,华能集团在煤电技术改革中当起了排头兵。我们从2006年开始,就重点进行2000/天级两段式干煤粉加压气化炉的工业化、实用化设计,验证大型高温煤气净化技术和大型电热化多联供的系统集成技术。华能集团总经理苏文斌告诉记者,去年5月,华能绿色煤电天津IGCC示范电站工程正式获批,计划于2011年建成,届时,我国将出现第一台25万千瓦等级的整体煤气化燃气蒸汽联合循环(IGCC)发电机组。项目建成后,效率将比目前最先进的火力发电技术提高三分之一,并实现二氧化碳和污染物的近零排放。

建设具有自主知识产权的IGCC电站只是实现绿色煤电计划的第一步。专家告诉记者,技术的成熟必将带动产业的规模化发展,实施绿色煤电示范项目便成了题中之义。

促进不同产业融合发展

在中科院工程热物理所的走廊里,挂着大大小小的IGCC设备装置的图片,一幅IGCC联产路线图更是吸引了记者注意。肖云汉副所长向记者介绍:今年要自主研发、示范一座油电联产示范系统;2011年至少新建成一座200MWIGCC示范系统,示范改造一座燃油联合循环机组为IGCC电厂;2015年至少建成三座不同类型的规模为400MW级的IGCC联产典型商业示范系统,实现近零排放氢电联产系统的中试;到2020年形成完整的IGCC联产重大技术装备和成套,实现联产系统的推广和近零排放氢电联产系统的工业示范。

要实现IGCC全面多联产,我们依然任重而道远。面对IGCC的未来,肖云汉和众多科研专家一起,提出了六个一计划。一是建设一座电站:建成我国第一座250MW等级的IGCC示范电站,成为国内最清洁环保的煤基电站;二是成熟一项技术:不断探索、总结、完善IGCC技术,总结出一套建设、管理、运营IGCC电厂的经验,努力实现大规模商业化推广;三是提升一个行业:促进发电行业技术升级和产业升级,实现煤电的绿色发展;四是催生一个产业:带动清洁电力行业发展的同时,促进相关制造产业发展,实现气化炉、空分装置、余热锅炉和蒸汽轮发电机组四大主机实现100%国产化;五是培养一批人才:培养我国本土的IGCC建设、运营人才,为未来的进一步发展做好人才储备;六是打造一个亮点:站在低碳清洁高效能源的制高点,IGCC作为排头兵,将使我国在清洁能源的发展上拥有更大话语权和竞争力。

IGCC未来的发展方向已经明确,专家们相信,它一定能够担负起运用高科技,联合多产业,开辟新道路的使命,推动我国能源利用实现可持续发展。

解释

IGCCIntegrated Gasification Combined Cycle整体煤气化联合循环发电系统,是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成,即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。

IGCCIntegrated Gasification Combined Cycle)即整体煤气化联合循环发电系统,是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。IGCC由两部分组成,即煤的气化与净化部分和燃气──蒸汽联合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备(包括硫的回收装置);第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。IGCC的工艺过程如下:煤经气化成为中低热值煤气,经过净化,除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物,变为清洁的气体燃料,然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧,加热气体工质以驱动燃气透平做功,燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水,产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机做功。

工艺流程

IGCC(整体煤气化燃气-蒸汽联合循环发电)主要工艺流程是,煤在氮气的带动下进入气化炉,与空分系统送出的纯氧在气化炉内燃烧反应,生成合成气(有效成分主要为COH2),经除尘、水洗、脱硫等净化处理后,到燃气轮机做功发电,燃气轮机的高温排气进入余热锅炉加热给水,产生过热蒸汽驱动汽轮机发电分类

由图中可以看出IGCC整个系统大致可分为:煤的制备、煤的气化、热量的回收、煤气的净化和燃气轮机及蒸汽轮机发电几个部分。可能采用的煤的气化炉有气流床(entrained flow bed)、固定床(fixed bed)和流化床(fluidized bed)三种方案。在整个IGCC的设备和系统中,燃气轮机、蒸汽轮机和余热锅炉的设备和系统均是已经商业化多年且十分成熟的产品,因此IGCC发电系统能够最终商业化的关键是煤的气化炉及煤气的净化系统

 

投资分析:

IGCC系统各环节设备商来说,气化炉部分的上市公司有华光股份、海陆重工、东方电气、科达机电等,燃气轮机有东方电气、上海电气,空分炉方面则有天科股份。

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