整体煤气化联合循环发电

1、.：.；IGCC百科名片IGCCIntegrated Gasification Combined Cycle HYPERLINK baike.baidu/view/4366718.htm t _blank 整体煤气化结合循环发电系统，是将煤气化技术和高效的结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 HYPERLINK baike.baidu/view/9508.htm t _blank 燃气-蒸汽结合循环发电部分。目录 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 1#1 根本简介 HYPERLINK baike.

2、baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 2#2 原理 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 3#3 分类 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 4#4 喷流床气化炉 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 5#5 流化床气化炉 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 6#6 固定床气化炉 HYPERLINK baike.baidu/vi

3、ew/895710.html?tp=9_01 l 7#7 特点 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 7_1#7_1 IGCC电厂的优点 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 7_2#7_2 IGCC用水量较少 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 7_3#7_3 IGCC可以生成可利用的副产品 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 7_4#7_4 IGCC

4、遭到的限制 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8#8 开展妨碍 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8_1#8_1 IGCC开展的拦路虎 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8_2#8_2 建立IGCC电厂所面临的妨碍 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8_3#8_3 CO2捕集技术的负面影响 HYPERLINK baike.baidu/view

5、/895710.html?tp=9_01 l 8_4#8_4 碳捕集和封存的长期方案框架 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8_5#8_5 近期的技术创新 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8_6#8_6 法规妨碍 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8_7#8_7 税收抵免尚显缺乏 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8_8#8_8 IGCC消

6、费电力的比较本钱 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 9#9 前景 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 9_1#9_1 商用前景 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 9_2#9_2 未来前景 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 1 根本简介 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 2 原理 H

7、YPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 3 分类 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 4 喷流床气化炉 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 5 流化床气化炉 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 6 固定床气化炉 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 7 特点 HYPERLINK baike.bai

8、du/view/895710.html?tp=9_01 l 7_1 IGCC电厂的优点 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 7_2 IGCC用水量较少 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 7_3 IGCC可以生成可利用的副产品 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 7_4 IGCC遭到的限制 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8 开展妨碍 HYPER

9、LINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8_1 IGCC开展的拦路虎 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8_2 建立IGCC电厂所面临的妨碍 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8_3 CO2捕集技术的负面影响 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8_4 碳捕集和封存的长期方案框架 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?t

10、p=9_01 l 8_5 近期的技术创新 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8_6 法规妨碍 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8_7 税收抵免尚显缺乏 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 8_8 IGCC消费电力的比较本钱 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 9 前景 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html

11、?tp=9_01 l 9_1 商用前景 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 l 9_2 未来前景展开 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 编辑本段根本简介 HYPERLINK baike.baidu/image/b110e61946c10169dbb4bd4a o 查看图片 t _blank IGCC整体煤气化结合循环由两大部分组成，第一部分的主要设备有气化炉、空分安装、煤气净化设备包括硫的回收安装，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

12、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熄灭室熄灭，加热气体工质以驱动燃气轮机作功，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作功。其原理图见以下图: HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 编辑本段原理IGCC技术把高效的 HYPERLINK baike.baidu/view/9508.htm t _blank 燃气-蒸汽结合循环发电系统与干净的煤气化技术结合起来，既有高发电效率，又有极好的环保性能，是一种有开展前景的干净煤发电技术。在目

13、前技术程度下，IGCC发电的净效率可达43%45，今后可望到达更高。而污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10，脱硫效率可达99%，二氧化硫排放在25mgNm3左右。目前国家二氧化硫为1200mgNm3，氮氧化物排放只需常规电站的15%-20%，耗水只需常规电站的1/2-1/3，利于环境维护。 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 编辑本段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。能够采用的煤的气化炉有喷流床entrained flow bed、固定床fixe

14、d 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曾经商业化多年且非常成熟的产品，因此IGCC发电系统可以最终商业化的关键是煤的气化炉及煤气的净化系统。详细来说，对IGCC气化炉及煤气的净化系统的要求是： a) 气化炉的产气率、煤气的热值和压力及温度等参数能满足设计的要求 b) 气化炉有良好的负荷调理性能，能满足发电厂对负荷调理的要求 c) 煤气的成分、净化程度等要能满足燃气轮机对负荷调理的要求 d) 具有良好的煤种顺应性 e) 系统简单，设备可靠，易于操作，维修方便，具有电厂长期、平安可靠运转所要求的可用率 f)

15、设备和系统的投资、运转本钱低 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 编辑本段喷流床气化炉喷流床是目前IGCC各示范工程中采用最多的一种气化炉。 HYPERLINK baike.baidu/image/f35ea009603fd0656b60fbba o 查看图片 t _blank IGCC它是一种高温、高压煤粉气化炉，气化炉的压力为20-60bar，要求采用90%以上的颗粒小于100m的煤粉，采用氧、富氧、空气或水蒸气作为气化剂，当以氧为气化剂时，气化炉炉膛中心的火焰温度可达2000。由于是高温气化，在产生的粗煤气中不能够含有很多碳氢化合

16、物、煤焦油和酚类物质，煤气的主要成分是CO、H2、CO2和水蒸气，分开气化炉的热煤气温度在1200-1400，往往高于灰的软化温度。为了防止热煤气中已软化了的粘性飞灰在气化炉下游设备余热锅炉粘结堵塞，将除尘后的冷煤气增压后再返送回煤气炉的出口和热煤气混合，将热煤气的温度降低到比灰的软化温度低50，然后，热煤气再经过气化炉的余热锅炉辐射和对流蒸汽发生顺产生饱和蒸汽，同时使热煤气的温度降低到200左右，约50%的煤中灰分在气化炉高温炉膛中心变成液态渣，由炉底排出并经过集渣器送入渣池。 煤粉灰中的以飞灰的方式随热煤气，帮煤气须经除尘、洗涤脱硫处置，成为清洁的煤气，再送往熄灭室。 喷流床气化炉由于是煤

17、粉高温高压气化，因此煤种顺应性广，碳转化率高，能到达99%以上。 当前在欧美各地IGCC示范厂所选用的喷流床气化炉有： HYPERLINK baike.baidu/view/2398.htm t _blank 美国德士古和CE炉， HYPERLINK baike.baidu/view/6323.htm t _blank 荷兰的Shell炉， HYPERLINK baike.baidu/view/3762.htm t _blank 德国的Prenflo炉。给煤方式有湿法 HYPERLINK baike.baidu/view/188300.htm t _blank 水煤浆给煤如德士古炉和干法给煤如

18、shell和Prenflo炉。 由于喷流床气化炉的单炉消费才干大，并且具有较高的效率，燃料顺应性广，因此在今后开展大容量高效率的IGCC电站中具有强有力的竞争位置。 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 编辑本段流化床气化炉流化床气化炉可以充分利用床内气固两相间的高强度的传热和传质，使整个床层内温度分布均匀，混合条件好，有利于气化反响的进展。同时，可以利用流化床低温熄灭，在熄灭和气化过程中参与脱硫剂石灰石或白云石，将产生的大部分SO2和H2S脱除。由于流化床气化炉内的反响温度普通控制在8501000，因此，它产生的焦油、烃、酚、苯和萘等大

19、分子有机物根本上都能被裂解为简单的双原子或三原子气体，煤气的主要成分是CO和H2，CH4的含量普通少于2%。 当前，用于IGCC系统的流化床气化炉有KRW炉，UGas炉和温克勒炉等。 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 编辑本段固定床气化炉固定床气化炉是最早开发出的气化炉，它和燃煤的层燃炉类似，炉子下部为炉排，用以支承上面的煤层。通常，煤从气化炉的顶部参与，而气化剂氧或空气和水蒸气那么从炉子的下部供入，因此气固间是逆向流动的。这种气化炉和燃煤的层燃炉一样，对煤的粒径有一定的要求。 HYPERLINK baike.baidu/image/

20、7748553697f2089ca3cc2bbb o 查看图片 t _blank IGCC固定床气化炉有两种煤气出口集团的设计。粗煤气独一出口位置设计在枯燥区上面煤层的顶部，称为单段气化炉，此时出口处煤气的温度为370590，在这煤气温度下，气的油和煤焦油等会发生裂解和聚合反响，从而生成彼一时质焦油和沥青。同时高温煤气穿过煤层时产生的猛烈干馏会使煤发生爆裂，产生大量煤尘，并随粗煤气一同带出气化炉。因此这种单段气化炉的粗煤气质量是比较差的。另一种设计是，有两个煤气出口，除了在枯燥区上部的出口外，另一个那么在气化区的顶部，煤气产量的一半从这个出口分开气化炉。由于流经挥发分析出区和枯燥区的煤气量只需

21、单段炉的，有利于防止由于煤的爆裂而产生的大量煤尘，而且不会产生彼一时质焦油和沥青。因此，两段炉产生的粗煤气的质量是比较好的。 用于IGCC系统的固定床气化炉主要是 HYPERLINK baike.baidu/view/1330797.htm t _blank 鲁奇炉，世界上最早的德国IGCC示范厂采用的就是鲁奇固定床单段固态排渣气化炉。这种气化炉的最大缺陷是，运用焦结性煤时，容易呵斥床体阻塞，使气流不畅，煤气质量不稳定。此外，由于煤在气化炉内缓慢下移至变成灰渣需停留0.5-1个小时，因此单炉的气化容量无法设计得很大。而且，排出的煤气中还含有大量的沥青、煤焦油和酚等，使煤气的净化处置过程非常复杂

22、。为改善上述问题，强化煤的气化过程， HYPERLINK baike.baidu/view/3565.htm t _blank 英国煤气公司在固态排渣鲁奇炉的根底上，将其开展成液态排渣鲁奇炉。液态排渣气化炉由于其熄灭区的温度较高，因此有利于提高煤的氧化速率和碳的转化率，缩短煤在炉内的停留时间，对煤粒直径的要坟比固态排渣炉宽。但颗粒尺寸小于6mm的要限制在10%以下。液态排渣气化炉有以下特点：1碳转化率是三种气化炉中最高的，排渣的物理热损失大。2相对平安可靠；3煤气消费才干有限，是三种炉型中才干最低的。 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01

23、 编辑本段特点IGCC电厂的优点作为一家国际性的咨询、工程设计和运转企业，CH2M HILL公司的气化业务部副总裁Steve Jenkins表示，IGCC电厂较之利用煤粉PC的传统燃煤电厂有着多个众所周知的优点。 IGCC用水量较少与同等规模的PC电厂相比，IGCC电厂用于冷却用途的水量减少33%。这是由于IGCC电厂消费的约2/3电力都于燃气轮机，1/3于汽轮发电机，而汽轮发电机才需求冷却水。尽量减少用水需求,在美国一些用水量属于艰苦选址难题的地域是一个显著的优点。 IGCC可以生成可利用的副产品在采用高温气化技术时，原料所剩余的灰渣以一种类似玻璃一样的不会渗析的废渣方式排出。这种废渣可用于

24、消费水泥或屋面瓦，或作为沥青填缝料或集料。这种废渣与绝大多数PC电厂所生成的底灰和飞灰不同，底灰和飞灰更容易渗析。而且，这种废渣比飞灰更容易保送、储存和运输。 IGCC具有碳捕集优点 虽然IGCC电厂熄灭前和PC电厂熄灭后都有可用的CO2捕集技术，但IGCC电厂能够具有优势，由于熄灭前CO2捕集所要求的技术曾经胜利地运用于煤气化但不是IGCC技术。目前，美国正对此项技术进展深化研讨以便在IGCC电厂配置条件下到达更好的性能。此外，这些捕集技术当中的一些技术能在足够高的压力下生成浓缩的CO2气流，以满足紧缩CO2在管道内保送时紧缩机的要求，以便将CO2埋藏或用于提高石油采收率。但是，IGCC与P

25、C电厂之间在CO2捕集的本钱和性能方面依然存在宏大的差别。 IGCC遭到的限制作为一家位于 HYPERLINK baike.baidu/view/36045.htm t _blank 芝加哥的咨询公司，Sargent & Lundy的总工程师David J. Stopek表示，在思索IGCC的优点时必需平衡思索其遭到的限制。 “比起传统PC电厂，IGCC电厂可以在以燃煤为根底的发电资产组合上向更低CO2脚印方向开展的转变中，提供一些优势。他这样评论道，“虽然这样说，但我们必需了解，与传统PC技术商用形状程度相比，IGCC依然是一项正在进化中的技术。由于IGCC的部署遭到了一些限制，所以每座电厂

26、都要求投入大量的工程设计和开发本钱。GE和其他公司在开发一种“规范电厂方面所做出的努力就是降低部署本钱。这些工程最初是由Duke Energy公司想象出来的，American Electric PowerAEP也在这方面做出了努力。但是，现实却是，AEP无法获得所在州监管机构对其将电厂置于电费根底中的同意，导致这些努力在一定程度上脱离了原来的进程。 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 编辑本段开展妨碍IGCC开展的拦路虎作为美国电力研讨院EPRI先进发电技术部的高级工程经理，Jeffrey N. Phillips指出了IGCC技术所面临

27、的一些艰苦实施挑战。 “对于没有采用CO2捕集的电厂来说，IGCC的建立本钱比PC电厂更昂贵。他说，“在天然气价钱目前处于4美圆/MMBtu范围内的条件下，很难选择IGCC而不是 HYPERLINK baike.baidu/view/4014912.htm t _blank 天然气结合循环技术。IGCC供应商需求提高本人相对于PC的本钱竞争力。 EPRI置信，有一种可以提高本钱竞争力的方法，就是集中精神搞好能最大程度减少工程前工程设计本钱的规范化设计。EPRI的CoalFleet For Tomorrow工程不断经过开展本人的CoalFleet IGCC用户设计根底规格UDBS来鼓励这方面的提

28、高，这个规格定义了电厂业主想要在IGCC电厂中看到的才干。 Jenkins列出了IGCC开展者目前所面临的一些其他挑战： 答应证上诉。环境利益集团提出的上诉甚至对IGCC电厂使工程难以继续进展。对于非公用事业公司工程来说，在答应证上诉期间，开展者有能够无法从投资者处获得继续开展工程的融资。当然，这也是这些利益集团熟练掌握战术。 HYPERLINK baike.baidu/image/9a1151c29e3ca374e5dd3b84 o 查看图片 t _blank IGCC本钱问题及公用事业公司管理委员会应对措施。由于IGCC电厂的电价高于PC电厂一样容量下，一些公用事业公司管理委员会在同意这些

29、添加的本钱方面显得犹疑不决，甚至在同意IGCC技术作为满足公共便利和必需证书的“电力需求要求选择方案时也是如此。 以适当的价钱获得意义艰苦的性能保函。由于美国只需两家以煤为根底的IGCC电厂，IGCC技术供应商并没有大量的阅历数据库来运用，这点就与PC电厂不同。因此，对于这些供应商来说，在性能和可用性以及相关联的金融债务方面，就存在着更大的潜在风险，而他们必需将这种性能不达标的潜在风险转化成附加的本钱。 Stopek还提出了在美国部署IGCC技术所要面临的另外两个妨碍： 经济衰退曾经压低了添加新根本负荷发电才干的动力。随着根本负荷需求在逐渐减少，天然气的供应才干上升而本钱下降。这些要素都使这些

30、公司置身事外，等待新温室气体GHG法规出台，从而消除它们目前在供应未来客户电力需求方面所面临的不确定性。 国会需求加快速度并在气候和能源立法方面采取行动，以终止正在严重减弱新电厂建立行动的投机行为。在制定新法律时，必需仔细权衡鼓励措施和/或惩罚措施的分布，以确保不会出现非方案内的后果。新法律必需以一种可以在减少GHG排放量的同时，尽量减轻对能源消费者的影响且不会扰乱整个经济的方式来重新塑造能源局面。国会在迎接这一挑战时，要面临精巧微妙的权衡难题。 IGCC可用性的挑战 “历史数据清楚地阐明，现有以煤为根底的IGCC电厂未在继续根底上到达85%的可用性。Jenkins说，“典型情况下，需求进展数

31、年的运转才干刚刚到达80%的可用性程度，有些甚至还未到达70%。但是，曾经出现了单气化炉系列系统。 他表示，经过利用运转数据以及所学习到的阅历教训，IGCC技术供应商们不断在实施加强型的设计概念以提升可用性，包括采用多气化炉系列。IGCC开展者向州和 HYPERLINK baike.baidu/view/349766.htm t _blank 联邦政府所提供的数据表示，双气化炉系列的设计方案估计可以到达约85%的可用性。增设一个备用第三系列有能够将整体IGCC可用性添加至约90%，虽然会付出相当多的附加本钱。 Phillips对于人们在抑制此项问题上所做的任务持乐观看法，“总体来说，以煤和石油

32、为根底的IGCC的可用性曾经随着时间的推移而提升了。他说，“第一代IGCC的可用性类似于第一代超临界PC电厂和核电厂的可用性。而这些技术目前都到达了85%左右至90%的可用性。在思索了其他阅历后，可以合理预测IGCC的可用性也会升高。 另外，他指出，一切的第一代IGCC的全部设备均以单系列设计为根底一台气化炉、一台燃气轮机，而EPRI的IGCC UDBS采用双系列系统。EPRI的分析师也指出，虽然在一座气化炉或燃气轮机停运时，负荷有所降低，但电厂依然可以延续运转，所以将带来更好的可用性。运转系列用于保管，可使另一系列设备坚持在暖机形状下，这样就使第二台气化炉或结合循环到达更快的启动时间，从而有

33、助于提升可用性。 建立IGCC电厂所面临的妨碍据Phillips表示，一项艰苦的难题是公用事业公司可以拿出拥有可靠本钱估算的详细设计方案之前，需求破费大量时间和费用。 “例如，Southern California Edison公司SCE最近从 HYPERLINK baike.baidu/view/189982.htm t _blank 加利福尼亚州PUC公共事业监管委员会获批263万美圆，用于一项“清洁氢气发电工程的可行性研讨，这将会是一个具备了CO2捕集和储存才干的IGCC工程。他说，“只需在这项研讨完成时，他们才会知道建立这样一座电厂需求耗资多少，以及此电厂的运转性能将会怎样。而这只不过

34、是“只看不买就需付出的不菲代价。 Stopek解释了寻求建造一座新PC电厂与一座将采用IGCC技术电厂对于公用事业公司的不同之处。他解释到，对于一家想要建立一座新PC电厂的电力公司来说，目前的惯例是先确定满足需求所要求的规模，然后对主要组成部分展开 HYPERLINK baike.baidu/view/64089.htm t _blank 竞争性招标，例如锅炉、汽机和排放控制安装等。招标者随后根据多年以来的设计阅历，以及详细的燃料、厂址和其他要求对详细规格做出回应，这些阅历于他们的设计可以满足一切排放要求，且目前已成为行业规范的可靠发电设备。 “但对于IGCC，情况就并非如此。这项技术的供应商

35、目前还不情愿按照传统的采购方式进展竞争。他说，“除非付费让他们开展本人的前期工程设计研讨任务，否那么供应商就不能提供本钱估算。要想制定出准确度到达10%的本钱估算，典型情况下要求约2000万美圆的本钱下执行大约30%的设计任务。Duke和AEP在开展技术审查后，选择它们以为可以为IGCC设备提供“最好的产品和价钱的公司，然后再以此公司为独一来源的根底上继续开展工程。 CO2捕集技术的负面影响“美国能源部DOE和EPRI最近展开的详细研讨清楚地阐明，在IGCC电厂中增设CO2捕集设备对电厂效率和净输出功率以及资金本钱上都有着艰苦影响。Jenkins说。 这些研讨阐明，向运用烟煤的IGCC电厂添加

36、CO2捕集系统将会带来以下影响： 以美圆/净千瓦功率计的资金本钱上升32%； 电力本钱添加40%； 净输出功率降低15%； 效率降低22%，或8%10%。 Jenkins说，这对性能和本钱的影响是显著的。对于净输出功率来讲，一座600MW的纯IGCC基准电厂，这种降幅约为100MW。呵斥降幅的主要缘由是CO2捕集设备所需求的额外内部功率；在CO2捕集系统内而不是在汽机发电部分运用蒸汽；以及CO2紧缩机所需求的额外功率。他强调说，许多人不了解的是这些“失去的100MW必需随后由其他发电机组来弥补，而这些机组现实上在CO2和其他污染物的排放率更高。 Stopek赞同Jenkins有关这些优点的看法

37、，并提供了一些其他深化见解。“在现有IGCC电厂上添加CO2捕集才干的挑战必需在工程开展的早期阶段进展讨论。他说，“业主必需了解将合成气从CO和H2的混合物转化成以H2为主的气体时，将导致电厂降额运转，这种降额可以经过确保可以气化更多的燃料而在设计期间予以补偿。业主必需情愿接受这样的本钱。假设不情愿，那么业主必需情愿接受降额运转的现实。这种决策与仅仅在燃煤电厂内添加更多的升压风机，以顺应烟气脱硫系统的压力下降的决策有着本质上的不同。 据Stopeck说，气化炉和下游系统必需在设计上可以处置多余的燃料高达15%以上。由于有更多的灰分和硫分产生，所以一切支持性的贮罐、泵和设备必需在设计上留有充足的

38、裕量以处置这种未来的流量。经过提高设计压力有能够提供一些容量，但随之而来的是整个设计必需得到仔细审查以确定能否可以适用于新的压力。 碳捕集和封存的长期方案框架“首先，我们需求证明大规模大于每年100万t的CO2地下封存可以是一项用于封存电厂所捕集到CO2的可靠和长期的备选方案，而且还需求制定用于管辖封存需求的法规。 Phillips说，“在满足这些条件之前，要想让配备碳捕集和封存CCS手段的商业工程获得融资是非常困难的。但是，假设IGCC位于油田附近，那么可以将捕集的CO2出卖，用于提高石油采收率EOR，这就是Mississippi Power正在提议的做法。EOR运用中，一切涵盖CO2保送和

39、储存的法规和义务都曾经确立。 Stopek对Phillips的评论进展了延展。他强调，对于温室气体控制的需求就像一台向立法行动快速碾压的蒸汽压路机。但是，用于永远封存CO2的技术必需得到验证，而验证就需求破费时间。整个行业都在以一种有方案性的方式迅速展开行动。 “就在5月上旬，我参与了一个在Pittsburgh举行的有关CCS的会议，并很高兴地看到全国各地的高级人才都在关注这些问题。他说，“但是，每一个步骤都必需采用合用逻辑次序进展，而验证也要破费时间。立法方面的事务也很复杂，保险风险也是真实存在的。我置信这些问题都能得到处理，关键在于随着CCS要求的到位，特别是封存部分，一切的问题都能得到应

40、对。而且，同时建立一个构造良好的监测和监管体系也很重要，而这个体系需求经过测试和验证。这些都要破费时间、费用和努力。我置信，当前政府认识到了这一点，并正在投入资源以实现这一使命。真正的问题是，这些结果可以及时提供以做出及时的决策吗？ 近期的技术创新Jenkins指出了IGCC技术的一系列新进展： 更为高效的高温气体颗粒物脱除系统； 熄灭温度更高的燃气轮机； 设计用于熄灭高氢气浓度合成气的燃气轮机用于配备CO2捕集设备的IGCC电厂； 任务寿命远长于之前开发的气化炉“熄灭器； 以DOE所资助的最新研讨和开发成果为根底，开展出的先进“配方耐火资料； 采用专利启动燃料进展的无硫启动程序； 可以在更高

41、压力下运转的更大气化炉用于提高效率； 采用活性炭床来脱除汞； 合成气湿化及稀释气体的加强运用，如空气分别安装的氮气，以降低燃气轮机的熄灭温度，从而减少NOx的生成量； 可以更好耐受腐蚀性环境的制造资料； 经过运用粉河谷煤种到达更好的性能； 将燃气轮机紧缩机与空气分别安装部分集成减少整体电厂的内部负荷。 Stopek对IGCC制造厂商的未来技术目的做出了评论。“每家设备供应商都在开展对本人技术的可靠性和可维护性分析任务，找出一些可以加强可用性、延伸维护周期及消灭方案外停运的方法。Stopek说，“但是，由于缺乏一种向公众开放的、类似于 HYPERLINK baike.baidu/view/595

42、143.htm t _blank 北美电力可靠性公司的GADS发电可用性数据系统数据库的集中报告功能，导致客户缺乏信息透明度，使客户必需信任供货商或依赖于担保。 Jenkins还评论了一些IGCC制造厂商正在试图实现的新技术突破： 经过运用加强型热回收系数到达更高的效率。 经过采用更为先进的制造资料更能耐受腐蚀的合金、气化炉耐火资料，优化备用设备、备用气化炉及合成气清洁系列的利用，到达更高的可用性。 “现有IGCC电厂中的几千项阅历，都非常好地记录在了EPRI的CoalFleet IGCC UDBS指南中，而且目前正在由制造厂商参与到新建IGCC电厂的设计当中。他说。 法规妨碍“AEP在本人所

43、提议的西 HYPERLINK baike.baidu/view/190100.htm t _blank 弗吉尼亚州IGCC工程上的阅历是非常有益的。Phillips说，“在这个工程获得西弗吉尼亚州同意后，还需求获得弗吉尼亚州的同意，由于这个电厂将向弗吉尼亚州的一些地域提供电力。弗吉尼亚州公用效力委员会回绝了这项建议，由于IGCC电厂比传统燃煤电厂的本钱更为昂贵，他们以为IGCC从CCS方面带来的能够利益是价值有限的。他们觉得不能一定地知道任何详细的将会用于碳捕集和封存的现有技术，而且AEP没有提出任何曾经实施了CCS的商业发电设备。这阐明了需求对法规制定者就CCS技术展开教育。 Stopek也

44、关注着这些影响到美国公用事业公司的法规难题。他说，在过去数十年间，法规框架的缺失导致了我们目前看到的行业内的麻木景象。如今，新建燃煤发电容量的资金要求是如此庞大，导致许多公司及其融资机构都无法接受与未来CCS法规走向判别失误所带来的风险。 “由于气化技术产品替代才干从本质上更加通用，例如可以用于消费合成天然气SNG，所以人们对气化技术更感兴趣。他说，“熄灭天然气或煤基SNG的燃气轮机可以在选址时更加接近电力需求地域，从而防止了新建输电设备的本钱，虽然此项本钱也是无法防止的。现有燃用液体和气体燃料CT发电厂将体验到更高的需求，而新燃气轮机的添加比煤电或核电来讲要快得多。进一步讲，CT的添加可以更

45、好地符合以后数十年间更新能源发电设备不断添加的趋势。对SNG的利用将提供对天然气价钱的更大确定性并作为对市场上价钱投机行为的一个保值手段。当然，这是一项需求权衡许多要素的非常复杂的战略决策。 Jenkins还指出了CO2减排法规的潜在影响。IGCC技术依然需求在采用两个系列的诸如600MW650MW的示范电厂规模下运转，以证明本人经过采用上文所述设计改良之后的性能和可用性，并且无需添加CO2捕集设备“这样的重负，他强调说。 “很重要的一点，是这些头一批的示范电厂可以在不配备任何CO2捕集设备的情况，并在合理的时期内运转。他说，“从某种意义上说，IGCC技术需求这个不会走路就会跑的时机。另外，处

46、置空气答应证上诉方面的问题，也将推迟这些机组的建立和运转。不幸的是，有些原先支持IGCC技术的环境利益集团如今正在反对这项技术。 税收抵免尚显缺乏Phillips指出，截至2021年5月，只需一家获得了2005能源政策法案EPAct税收抵免的IGCC工程正在建立中，即Duke Edwardsport电厂。 他提到了几个其他IGCC工程的目前形状： Mississippi Power有一项在 HYPERLINK baike.baidu/view/190056.htm t _blank 密西西比州建立一座IGCC电厂的工程建议书待批，这个工程将在州公用效力委员会同意后很快投入建立。 TECO En

47、ergy的Polk 6 IGCC工程获得了税收抵免，但是却由于本钱和法规方面的不确定性而暂停了。 Hydrogen Energy的Carson工程已得到了税收抵免，但却堕入选址姿态当中。目前，公司正就位于加利福尼亚州Central Valley的一个厂址重新进展工程设计。 据Phillips说，联邦政府有能够对其他IGCC工程授予税收抵免，但是在宣布了头一批得到抵免的接受者后，由于对纳税者严密方面的关注，政府决议不再宣布后续决议。 Jenkins指出，虽然这些税收抵免是有协助 的，但并缺乏以单独作为可以推进这些工程进展的鼓励措施。 “例如，几个IGCC工程曾经被授予了1.35亿美圆的税收抵免。

48、他说，“但是在总装机本钱为23亿美圆的情况下，这些税收抵免仅占总工程本钱的约5%，而且也没有提供可以提早向这些工程融资的实真实在的现金。只需税收抵免、贷款担保及由州和联邦政府机构直接结合起来资助，才干添加加强工程经济性和推开工程更快进展所需求的大量资金。 IGCC消费电力的比较本钱Phillips预测，未来假设对新建燃煤电厂有某种程度的CO2捕集和封存的强迫要求，那么这样的法规将缩窄并有能够弥合IGCC与PC之间的电力本钱差距。EPRI也正在察看有能够让IGCC更加具有竞争力的技术改良。 “在这样创新中，有能够提供最大改良的是采用更大型、更高熄灭温度的G级和H级燃气轮机来取代F级燃气轮机。他说

49、，这种级别的燃气轮机将为IGCC带来两个优势：一是更大的规格将从经济规模方面提供节约效果；二是更高的效率会降低燃料本钱，而且还能降低必需进展捕集的CO2的数量按每磅CO2/MWh计算。 对于IGCC技术将变得更加具有竞争力的观念，Jenkins表示乐观。随着方案内IGCC电厂获得运转阅历，而运转阅历又将引导下一批IGCC电厂的效率和可用性到达继续不断地加强。另外，IGCC电厂有能够利用更高百分比的低本钱原料，例如焦炭，从而进一步降低发电本钱。 HYPERLINK baike.baidu/view/895710.html?tp=9_01 编辑本段前景商用前景假设抑制一系列技术、融资和法规妨碍，利

50、用整体气化结合循环IGCC技术发电就会成为美国公用事业公司的一项重要任务。 2021年5月， HYPERLINK baike.baidu/view/66226.htm t _blank POWER杂志采访了两家大型咨询公司和一家全国性电力研讨组织的三位代表性专家。从添加 HYPERLINK baike.baidu/view/362190.htm t _blank CO2捕集技术所遇到的问题，到燃煤电厂对税收抵免的影响，这三位专家同我们分享了他们对于IGCC技术的深化洞察。他们讨论了当前和未来IGCC技术的开展，并就该技术何时有能够在美国投入商用进展了预测。 虽然越来越多的人将IGCC技术视做为

51、美国提供丰裕电力的强劲潜力，但此项技术依然不得不抑制一系列艰苦挑战。正如其称号所示，IGCC发电系统结合了两种不同的技术，即于化工行业的煤气化技术以及于电力行业的结合循环发电技术。IGCC电厂可以利用衍生自诸如 HYPERLINK baike.baidu/view/23985.htm t _blank 煤、 HYPERLINK baike.baidu/view/465250.htm t _blank 焦炭等各种来源的合成气及 HYPERLINK baike.baidu/view/1585.htm t _blank 生物气作为燃料。 未来前景POWER杂志请这三位专家运用本人的智慧预测一下，从短

52、期和长期来看IGCC技术投入适用距我们还有多长时间？ “目前，美国只需一座IGCC电厂正在建立，而另一座待定，另外两台IGCC正在运转当中。在这种情况下，很明显IGCC技术在短期内只会在发电领域发扬很小的作用。Phillips说，“而其作用能否会在未来扩展，在很大程度上取决于供应商降低发电容量本钱的才干，以便让本人的技术具备与其他备选技术竞争的实力。 Jenkins更情愿对IGCC的长期前景做出明晰明确的预测。“短期之内不会有太大变化，但是一旦有少数几台方案内机组投入运转几年后，而且CO2排放限制或减排方面的情况更加确定时，IGCC该当成为燃煤发电的一项可行选择方案。头一批IGCC电厂方案于2

53、0212021年期间开场运转，IGCC加强特征的下一批电厂有能够在20212020年期间投入运转。 Stopek对这项技术的未来也表示乐观。他说，一旦GHG法律制定完成，经济恢复走上正轨，公用事业公司将可以更好地满足本人添加发电容量和替代容量的需求。在要求变得愈加明晰的同时，假设政府在CO2排放方面采取激进的姿态，他预期全部新建燃煤电厂中至少有一半将以气化技术为根底。但是，他不以为一切发电容量都将成为IGCC。他置信，首先会有一波进展煤炭气化以消费合成天然气的浪潮，这些电厂将在同一块厂址内安装天然气结合循环安装或简单地将天然气供至管道。这种开展将回应可以满足早期CO2限制条件的燃气发电容量不断

54、增长的需求。 “到了2020年，假设看到IGCC配备了熄灭氢气的发动机，我不会感到诧异。 Stopek说，“从整体上看这样做更加高效并将提供更低的碳脚印。朝着IGCC技术开展方向努力35年以后，这项技术将令人可喜地到达大规模部署的成就。整体煤气化结合循环发电目录 HYPERLINK baike.baidu/view/4366718.html?tp=3_01 l 1#1 简介 HYPERLINK baike.baidu/view/4366718.html?tp=3_01 l 2#2 分类及作用 HYPERLINK baike.baidu/view/4366718.html?tp=3_01 l 3

55、#3 气化炉及煤气的净化系统的要求 HYPERLINK baike.baidu/view/4366718.html?tp=3_01 编辑本段简介整体煤气化结合循环IGCC-IntegratedGasificationCombinedCycle发电系统，是将煤气化技术和高效的结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-蒸汽结合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、 HYPERLINK baike.baidu/view/1037662.htm t _blank 空分安装、 HYPERLINK baike.baidu/view/3847530.htm t _bla

56、nk 煤气净化设备包括硫的回收安装，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熄灭室熄灭，加热气体工质以驱动燃气透平作功，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作功。 IGCC技术把高效的燃气-蒸汽结合循环发电系统与干净的煤气化技术结合起来，既有高发电效率，又有极好的环保性能，是一种有开展前景的干净煤发电技术。在目前技术程度下，IGCC发电的净效率可达43%45，今后可望到达更高。而污染物的排放量仅为常规燃煤电站

57、的1/10，脱硫效率可达99%，二氧化硫排放在25mgNm3左右。目前国家二氧化硫为1200mgNm3，氮氧化物排放只需常规电站的15%-20%，耗水只需常规电站的1/2-1/3，利于环境维护。 HYPERLINK baike.baidu/view/4366718.html?tp=3_01 编辑本段分类及作用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。能够采用的煤的气化炉有喷流床entrainedflowbed、固定床fixedbed和流化床fluidizedbed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曾经商业化多年且非常成熟的产品，因此IGCC发电系统可以最终商业化的关键是煤的气化炉及煤气的净化系统。详细来说，对 HYPERLINK baike.baidu/view/4366718.html?tp=3_01 编辑本段气化炉及煤气的净化系统的要求a)气化炉的产气率、煤气的热