6
IGCC发电技术
燃煤后的废物处理量最少，且可综合利用。脱硫后生成的元素可以出
售，有利于降低发电成本。灰和微量金属元素熔融冷却后形成珠状渣、 固化碱金属等有害物质，不仅大大减缓环境污染，而且可以用作水泥 的熟料。 能够利用多种先进技术使之不断完善。随着煤的气化技术，洁净技术， 燃气轮机技术和蒸汽轮机技术等的发展，都能为它的发展提供强有力 的技术支撑。 当天然气和油料枯竭时，是改造燃用这些燃料的燃气-蒸汽联合循环 的最佳方案，是现有燃煤电厂增容改造的主要途径之一。 IGCC的发展历程已由煤的气化应用向其他劣质燃料（燃油厂的重质残 油、石油焦和沥青、生物质、垃圾等）扩展，形成发电/工艺蒸汽/化 工产品的多联产无污染绿化综合企业。
IGCC发电技术
IGCC发电技术是基于煤的气化技术，煤气的 净化技术、高性能燃气轮机技术和燃气、蒸汽联 合循环及系统整体化技术等多种高技术的集成体。 IGCC先通过煤气化器将煤气化成中、低值合 成粗煤气；然后经净化系统将粗煤气除尘、脱硫、 除杂而净化成精煤气；再经燃气轮机燃烧室燃烧 产生热能并转化为有效功输出；还利用余热锅炉 回收燃气轮机排气产生的过热蒸汽，以驱动蒸汽 轮机再做功发电。
4
IGCC发电技术
IGCC发电技术原理图如下所示：
IGCC发电技术
IGCC发电的主要优点：
飞尘几乎为零，脱硫率达98%，脱氮率达90%，CO2由于效率高，其排
放量亦减少四分之一，能很好的适应环境指标日益要提高的要求，是 燃煤火电的主要发展方向之一。 高效率，且有继续提高效率的最大潜力。IGCC电站的高效率主要来自 联合循环发电，目前燃用天然气气轮机单循环效率已达39%～40%，而 联合循环的效率已达58%，最近可望提高至60%左右。 耗水量少。比常规汽轮机电站少耗水30%～50%，使之更适用于水源紧 缺的地区，特别是煤矿地区，建立坑口电站。 能综合利用煤炭资源，组成多联产系统。煤种适应性广与煤化工结合 成多联产系统，能同时生产电、热、燃料气和化工产品。如，易与生 产甲醇、醋酸、合成气、尿素等化工过程相结合，使煤炭得到综合利 用，有利于降低生产成本。
2
热电联产发电技术
减轻大气污染，改善环境
我国城市大气污染的主要原因是燃煤生成的二氧化硫气体 和煤烟粉尘。众多分散小型供热锅炉房，多集中于热口稠密区， 其危害严重。热电联产以大型的电站锅炉取代了许多小型供热 锅炉，大锅炉的除尘效率高，并配以较高的烟囱，从而大大减 轻了对城市的污染，使得生态环境大为改善。同时，由于热电 联产热效率高，节约能源，在对外供应相同电能和热能时，可 以减少燃煤量，从而减少了排放，减轻了大气污染。
1
热电联产发电技术
热电联产的主要优点：
节约能源
由于热电联产是采用做了功的蒸汽对外供热，这部分蒸汽冷源 损失完全被利用，它的抽汽供热量取代了分产供热的锅炉，因为热电 联产本身不仅可节约能源，并能燃用小型锅炉难以燃用的劣质煤，从 而节省大量优质煤让更需要的行业使用。 提高供热质量，改善劳动条件 热电联产是集中供热。供热设备集中、大型化，供热管网规模 大，供热设备容量大，用户热负荷的变化对供热系统的压力状况、水 力工况的波动影响小，再热质参数较分散供热时稳定，提高了供热质 量，保障了热产品的质量。同时因为供热设备大型化，易于实现机械 化、自动化，减轻了工人的繁重体力劳动，改善了劳动条件。
电厂节能技术
热电联产发电技术
热电分别能量生产简称热电分产，它是指以凝气式发 电厂对外供电，用工业锅炉或采暖锅炉等生产热能对热用 户提供热的功能方式。又称单一能量生产，即一种热力设 备只供应一种能量，电能或热能。分产发电时不可避免地 要放热给冷源，这部分地为热能完全没有利用。分产供热 的低品位热能，却是从高品位热能大幅度贬值转化而来的， 结果造成能源浪费。 热电联合能量生产简称热电联产或热化，它是将燃料 的化学能转化为高品位的热能用以发电，同时将已在供热 式汽轮机中做功后的低品位热能用以对外供热，提高了热 能利用率，使热电厂的热经济性大大提高，达到节能的目 的。
年份 供电效率 /% 投资成本 /（$/kW） 排放值（1b/106Btu） NOx SOx 粉尘
2000 2010
2020
45 52
60
1350 1150
1100
Hale Waihona Puke 0.08 0.070.06
0.20 0.17
0.15
0.02 0.015
0.01
10
煤粉及链条炉改造为CFB锅炉
100 100 100 100 100
单位造价（$/KW）
发电成本mills/(kW· h)
1160
48~57
1400
56~66
1300~1400
54~66
1400~1700
49~63 9
IGCC发电技术
美国能源部预测IGCC发电系统的技术水平、经济性和 排放值的当前水平及可达到的目标如下表所示：
7
IGCC发电技术
IGCC技术的发展已经过原理概念性开拓验证阶 段，并进入商业示范验证阶段。技术发展迅速，系统 净效率已提高到42%～45%，单机功率已达300MW等级， 正在由商业示范走向商业应用。与此同时，许多学者 从不同角度看到，煤气净化技术与高效联合循环，热 力系统相结合的IGCC洁净煤发电技术还有提高性质的 巨大潜力和降低造价提高经济效益的有效措施；同时 又在研究新循环、新技术及突破口。
8
IGCC发电技术
随着IGCC技术进一步发展，其单位造价会大幅度降低。下表列出了 几种不同发电方案的技术经济指标。
项目 常规 电站规模/MW 目前 2010 300~1300 PC 带FGD 1300 80~350 500 200~600 1000 PFBC IGCC
供电效率 /%
用水量比 环保性能 （排放量比）
目前
2010
36~38
100
34.5~36.5
100 6~12 18~90 2~5 120~200 107
36~39
40~50 70~80 5~10 17~48 2~4 95~600 98
40~46
50~54 50~70 1~5 17~32 2 50~95 95
SOx NOx 粉尘 固态废料 CO2