文档介绍：产业的对策及建议
牛刚
一、技术的特点

(整体煤气化联合循环)是当前国际上最重要的洁净煤应用技术之一。该技术是把煤气化和燃气-蒸汽联合循环发电系统有机集成的一种洁净煤发电技术,系统中,煤经过气化产生煤气(合成气),经净化处理的煤气燃烧后驱动燃气透平发电,利用高温排气在余热锅炉中产生的蒸汽驱动蒸汽轮机发电,详见图1。为了制备并净化煤气,系统中还配置有空分设备和煤气净化设备。
图1 系统示意图
与常规燃煤发电技术相比,技术具有以下特点:
(1)发电热效率高。采用燃气-蒸汽联合循环,目前净效率最高可达45%,而且随着装备技术的不断改进和系统集成水平的提高,发电效率还有较大提升空间,据预测,发电效率可提高到50%以上,2015年可望达到55-60%,将成为发电效率最高的燃煤发电技术。
(2)环保特性好。对污染物的处理是在高压、高浓度、小流量的煤气中进行的,因此净化效果好,处理费用低。系统的排尘量约为常规电厂布袋除尘后的1/3,脱硫率可达98%以上,排气中NOx含量低于200PPm。
(3)节约用水。机组的耗水量较常规燃煤电气少30-50%。
(4)原料范围广且可以实现多联产。除采用煤为气化原料外,还可利用石油焦、生物质燃料、垃圾等生产燃气,原料来源范围广。还可以与煤化工相结合设计成多联产系统,同时生产电、热、燃气和化工产品,具有延伸产业链、发展循环经济的技术优势。
(5)为燃煤技术处理CO2创造了条件。系统85%以上的CO2,为实现燃煤污染物的近零排放创造了条件。
技术也存在系统复杂、运行可靠性偏低、负荷适应性较差、单位容量投资费用高等问题,技术成熟性尚不及常规火力发电,技术仍处于商业化试验运行阶段。
二、技术的发展

技术的研究始于20世纪70年代,机组(克尔曼电厂),装机容量170MW,采用鲁奇固定床气化工艺和西门子V93型燃气轮机。
1984年,机组。该机组采用德士古液化床气化工艺和GE公司的7E型燃气轮机,净功率93MW。1984年到1989年,该机组对4种不同的煤种进行了系列试验,发电工艺的可行性。其污染物排放很少,因此被誉为当时“世界上最清洁的燃煤电厂”。
20世纪90年代,机组的效率提高到40%以上,技术的应用和发展,示范电厂,其中最有名的4座大型示范电厂情况如表1所示。
表1 20世纪90年代建成的4座示范电厂情况表
技术已走过概念验证和技术示范阶段,目前在国际上已进入大容量机组的商业化试验运行阶段。至2002年,电厂已超过20座。
随着煤气化技术及燃机技术的发展和进步,IGGC将朝着大容量、高效率、低排放的方向发展。气化炉的容量达到2500-3000t/d,采用G型或H型高性能大容量的燃气轮机联合循环,功率可达到400-600WM,联合循环效率超过55%,单位造价将进一步降低,技术竞争力将不断提高。
2003年2月,美国政府宣布了一项建设世界上最先进燃煤发电厂的Future Gen计划,该计划旨在达到煤炭在发电过程中提高循环效率,并且实现零排放的目标。Future Gen计划将投资10亿美元,用10年时间建设一座容量为275MW的电厂,它将煤的气化、煤气清洁、煤气中的H2和CO2分离、以氢为燃料的氢气轮机和蒸汽轮机联合循环技术以及渣、硫、H2和CO2的收集、利用