A. 除塵的方法有幾種其基本原理是什麼
除塵方法有種,原理如下:
一、機械式除塵設備
機械式除塵設備包括重力除塵設備、離心除塵設備和慣性除塵設備,下面以重力除塵設備為例簡介
重力除塵設備又分為碰撞式和回轉式,前者沿是氣流方向設一道或多道擋板,含塵氣體碰撞到擋板上使塵粒從氣體中分離出來。顯然,氣體在撞到擋板之前速度越高,碰撞後越低,則攜帶的粉塵越少,除塵效率越高。後者是使含塵氣體多次改變方向,在轉向過程中把粉塵分離出來。氣體轉向的曲率半徑越小。轉向速度越高,則除塵效率越高。
在實際應用中,慣性除塵設備一般放在多級除塵系統的第一級,用來分離顆粒較粗的粉塵。它特別適用於捕集粒徑大於10μm的乾燥粉塵.而不適宜於清除粘結性粉塵和纖維性粉塵。
二、洗滌式除塵設備
洗滌式除塵設備包括水浴式除塵設備、泡沫式除塵設備,文丘里管除塵設備、水
膜式除塵設備等,下面以水浴式為例簡介:
水浴式除塵設備工作原理是在除塵設備內水通過噴嘴噴成霧狀,當含塵煙氣通過霧狀空間時,因塵粒與液滴之間的碰撞、攔截和凝聚作用,塵粒隨液滴降落下來。
水浴式除塵設備優點:內設很小的縫隙和孔口,可以處理含塵濃度較高的煙氣而不會導致堵塞,而且過濾水可以循環使用,直至洗滌液中物質濃度達到相當高的濃度為止,簡化了水處理設施;缺點:設備體積較大,處理細粉塵的能力較低。所以該類型除塵器常用於處理粉塵徑大含煙濃度較高的煙氣
三、過濾式除塵設備
過濾式除塵設備除塵機理類似於口罩,是通過過濾材料對空氣中的飛灰顆粒進行機械攔
截來實現的,另先收到的飛灰顆粒在濾料表面形成了一層粘稠的穩定的灰層,稱為濾餅或慮床,它又起了很好的過濾作用。過濾元件可以由棉毛纖維、玻璃纖維或各種化學纖維經過紡織(或針刺)成濾料,再縫製成垂直懸掛的濾袋,不同場合要選用不同的濾料。在濾袋上收集到的粉塵通過周期性的機械抖動、過濾後的煙氣反吹或壓縮空氣的脈沖反吹等途徑使布袋變形而將灰清除。
四、靜電除塵設備
靜電除塵設備的工作原理是煙氣通過電除塵設備主體結構前的煙道時,使其煙塵帶正電荷,然後煙氣進入設置多層陰極板的電除塵設備通道。由於帶正電荷煙塵與陰極電板的相互吸附作用,使煙氣中的顆粒煙塵吸附在陰極上,定時打擊陰極板,使具有一定厚度的煙塵在自重和振動的雙重作用下跌落在電除塵設備結構下方的灰斗中,從而達到清除煙氣中的煙塵的目的。
電除塵設備
B. IGCC是什麼
IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)整體煤氣化聯合循環發電系統,是將煤氣化技術和高效的聯合循環相結合的先進動力系統。
IGCC由兩部分組成,即煤的氣化與凈化部分和燃氣──蒸汽聯合循環發電部分。第一部分的主要設備有氣化爐、空分裝置、煤氣凈化設備(包括硫的回收裝置);第二部分的主要設備有燃氣輪機發電系統、余熱鍋爐、蒸汽輪機發電系統。
IGCC的工藝過程如下:煤經氣化成為中低熱值煤氣,經過凈化,除去煤氣中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物,變為清潔的氣體燃料,然後送入燃氣輪機的燃燒室燃燒,加熱氣體工質以驅動燃氣透平做功,燃氣輪機排氣進入余熱鍋爐加熱給水,產生過熱蒸汽驅動蒸汽輪機做功。
IGCC電廠的優點
1、IGCC用水量較少
與同等規模的PC電廠相比,IGCC電廠用於冷卻用途的水量減少33%。這是由於IGCC電廠生產的約2/3電力都來自於燃氣輪機,1/3來自於汽輪發電機,而汽輪發電機才需要冷卻水。盡量減少用水需要,在美國一些用水量屬於重大選址難題的地區是一個顯著的優點。
2、IGCC生成的副產品
在採用高溫氣化技術時,原料所剩餘的灰渣以一種類似玻璃一樣的不會滲析的廢渣形式排出。這種廢渣可用於生產水泥或屋面瓦,或作為瀝青填縫料或集料。這種廢渣與絕大多數PC電廠所生成的底灰和飛灰不同,底灰和飛灰更容易滲析。而且,這種廢渣比飛灰更容易輸送、貯存和運輸。
C. igcc是什麼意思
整體煤氣化聯合循環發電系統integrated gasification combined cycle
D. 燃氣輪機聯合循環 發電,可減少環境污染嗎
1燃氣輪機聯合循環發電狀況和需求
從20世紀80年代以來,隨著燃氣輪機及其聯合循環總能系統新概念的確立,材料科學、製造技術的進步特別是能源結構的變化及環境保護的要求,更加嚴格,燃氣輪機及其聯合循環機組在世界電力,系統中的地位發生了顯著變化,不僅可以用作緊急,備用電源和尖峰負荷,還被用來帶基本負荷和中間負荷。21世紀以來世界燃氣輪機進入了一個新的發展時期,我國燃氣輪機引進、開發和應用又進入了一個新的發展階段。燃氣輪機技術進步主要表現在:單機容量增大,熱效率提高與污染物排放量降低。目前全世界每年新增的裝機容量中,有l/3以上系採用燃氣—蒸汽聯合循環機組,而美國則接近l/2,日本則占火電的43%。據不完全統計,全世界現有燃油和燃天然氣的燃氣—蒸汽聯合循環發電機組的總容量己超過400 GW。當前燃氣輪機單機功率已
經超過300MW,簡單循環熱效率超過39%;聯合循環功率已經超過780 MW,聯合循環熱效率超過58. 5%,乾式低NOx燃燒技術已使燃用天然氣和蒸餾油時的NOx排放量分別低於25mg/kg和42mgkg,提高了燃氣輪機在能源與電力中的地位與作用。
從目前世界火力發電技術水平來看,提高火電廠效率和減少污染物的排放的方法,除帶脫硫、除塵裝置的超臨界發電技術(USC)、循環流化床(CFB)和增壓流化床聯合循環(PFBC)等外,燃天然氣、燃油及整體煤氣化等燃氣-蒸汽聯合循環是一個重要措施。據有關調研預測,未來10年我國對燃氣輪機總需求量達34 000 MW左右。中國已開始利用西氣東輸,東海、南海油氣,進口LNG(液化天然氣)和開發煤氣化等清潔能源。一批300 MW級燃氣—蒸汽聯合循環電廠已經建成或即將建成投產。可以說,隨著國產化率的提高,造價的減低,燃用天然氣和煤氣等大型燃氣—蒸汽聯合循環發電機組,必將成為中國電力工業一個重要組成部分。
2燃氣—蒸汽聯合循環總能系統概念
燃氣—蒸汽聯合循環是將兩個使用不同工質的獨立的動力循環,通過能量交換聯合在一起的循環,兼顧了燃氣輪機布雷登(Bragton)循環高溫加熱的優勢和汽輪機朗肯(Rankine)循環低溫排熱損失小的優勢,形成了總能系統設計新概念,匯集燃氣輪機的先進技術、余熱鍋爐和汽輪機發電的優勢,使聯合循環的效率提高。例如目前三壓鍋爐、亞臨界參數、再熱燃氣-蒸汽聯合循環發電效率大於60%。
常規燃氣—蒸汽聯合循環中的高溫熱源溫度(燃氣機初溫)高達1 100~1 300℃以上,遠遠高於一般蒸汽循環採用的主蒸汽溫度540~566℃,而燃氣—蒸汽聯合循環中的低溫冷源溫度(凝汽器溫度)29~33℃,遠遠低於一般燃氣簡單循環的排氣溫度450~640℃,也就是燃氣—蒸汽聯合循環從非常高的高溫熱源吸熱,向盡可能低溫的冷源放熱。因此聯合循環的熱效率比組成它的任何一個單獨循環的熱效率都要高得多。在聯合循環中,提高燃氣輪機效率ηgt比同等程度地提高余熱鍋爐效率ηHRSG和汽輪機效率ηSt對於改善聯合循環效率ηcc的效果更為明顯。因此在設計聯合循環時,首先應選擇功率和效率都能滿足要求的燃氣輪機作為設計出發點,然後再從整個聯合循環的效率和投資角度,來考慮余熱鍋爐和汽輪機系統和形式是否配置合理的問題。研究表明,在聯合循環中燃氣輪機效率取最大值,並不等於獲得最優化的聯合循環效率。當燃氣初溫一定時,高壓比的燃氣輪機排氣溫度較低,雖然燃氣輪機本身的效率比低壓比的燃氣輪機高,但余熱鍋爐的能量利用率、蒸汽參數和蒸汽循環效率都較低。而低壓比的燃氣輪機的排氣溫度較高,雖然燃氣輪機本身的效率比高壓比的燃氣輪機低,但蒸汽循環得以利用成熟的高溫高壓、亞臨界和再熱技術,取得蒸汽循環的高效率。當評價一台燃氣輪機對聯合循環是否合適時,不但要考慮其效率,還要考慮與其匹配的蒸汽循環的效率以及整體聯合循環的效率。簡單循環的燃氣輪機在一定的初溫條件下,都對應著一個最佳的壓比和排氣溫度。而聯合循環在一定的燃氣初溫條件下,也有一個效率最高的最佳壓比和排氣溫度。這個最佳壓比要比簡單循環的最佳壓比低得多,它與使簡單循環的燃氣輪機的比功達到最大值時的壓比非常接近;這個最佳排氣溫度要比簡單循環的最佳
排氣溫度高得多。因此要獲得聯合循環的最大效率,不能僅僅選擇高效率的燃氣輪機,還應選擇盡可能高的氣初溫和聯合循環的最佳壓比和排氣溫度。即既要兼顧到燃氣循環的效率,又要兼顧到蒸汽循環的效率,才能獲得聯合循環的最大效率。
3燃氣—蒸汽聯合循環發展趨勢
燃氣輪機及其聯合循環是一項多專業、高密集 型的高新技術,傳統的提高性能途徑是不斷地提高
透平初溫、相應地增大壓氣機壓比和完善有關部件。20世紀50年代初,透平初溫(T3)只有600℃~700℃,靠耐熱材料性能的改善,平均每年上升約10℃; 60年代後,還藉助於空氣冷卻技術,T3平均每年提升20℃。從70年代開始,充分吸取先進的航空技術和傳統汽輪機新技術,沿著傳統的途徑不斷提高其性能,現已開發出一批「F、FA、FB、H」新型高透平初溫技術產品,它們代表著當今商業化的工業燃氣輪機的最高水平,T3=1 430℃,這也許是傳統的冷卻技術和材料所能達到透平初溫的極限,壓氣機壓比ε=10~30,簡單循環效率ηgt=36% ~40%,聯合循環效率ηcc=55% -60%。正在開發的新一代產品的主要特徵是採用蒸汽冷卻技術,高溫部件的材料仍以超級合金為主,燃氣透平殼體選用CrMO鋼,轉子軸、轉輪選用Inconel706,採用定向結晶,單
晶材料,Co-Cr-Al-Y噴塗等先進工藝,部分靜止部件採用陶瓷材料,初溫提高到T3=1 500℃~1 600℃。採用智能型微機控制系統,並更加重視環保。對未來燃氣輪機的構思將基於採用航空航天最新技術新材料,燃燒器處於或接近在理論燃燒空氣量條件下工作,T3將達1 600℃~1 800℃。現採用的熔點1 200℃、密度為8 g/cm3的葉片超級合金將被淘汰,新的高級料應是小密度(<5 g/cm3),有更好的綜合高溫性能,陶瓷材料是一種選擇。
4兩種循環的性能比較
在火電領域,燃氣—蒸汽聯合循環發電機組比常規的燃煤汽輪發電機組有更大的比較優勢。
( 1)燃氣輪機聯合循環的供電效率遠遠高於常規燃煤蒸汽輪機循環。現有聯合循環的效率已經超過58~60%。其熱效率之高,不僅遠遠超過常規燃煤蒸汽輪機電廠,甚至比超超臨界參數的燃煤蒸汽輪機機組的預期值(45. 2% ~47. 7%,未扣除脫硫值)還要優越。
(2)建設費用比燃煤汽輪機機組以及核電機組低。對於一座2 000MW電廠,汽輪發電機組、燃氣輪機發電機組、燃氣—蒸汽聯合循環機組單位投資分別約為6 000、2 122、6 530元/kW。
(3)可以按「分階段」建設方式建廠,資金利用最有效。建設周期短,只需5~10個月。
(4)用地、用水都比較少。
(5)單機容量大,啟、停快,運行靈活性好,適宜兩班制運行。提高燃氣輪機在總裝機容量中的比重,將會改善電網的運行狀況,為電網提供更加靈活的備用電源,增大調峰的靈活性。
(6)運行可靠性高,可用率高達85% ~95%,易於快速「黑啟動」,有助於改善電網運行的安全性。
( 7)採用天然氣或液體燃料時,一般污染物排放很少。在燃燒天然氣時,還可以大大地減少CO2的排放量。如果以燃料燃燒釋放的單位能量比較,並以燃油排放的CO2量為,l則煤和天然氣燃燒排放的CO2大致為1. 22和0. 67。
5燃氣—蒸汽聯合循環發展對策探討
雖然中國燃氣輪機發電始於20世紀50年代末期,但由於燃料政策的原因在很長時間內發展緩慢。目前我國燃氣輪機發電裝置設計、製造水平與國際上先進國家差距較大,裝機容量及運行管理水平與我國電網發展很不相稱。為促進我國燃氣輪機發電事業的快速健康發展,在此提出一些不成熟的建議,以拋磚引玉。
(1)科學定位,統籌規劃,完善政策。結合國家「十一五」發展規劃,應對燃氣輪機及其聯合循環發電裝備的發展進行科學定位,制定中國燃氣輪機及其聯合循環發電裝備的中、長期戰略發展規劃和近期安排,制定和完善燃氣輪機產業發展政策和燃料、電能、熱能價格等配套政策、法規,加大資金和科技投入。按照市場經濟規律,在已重點引進一批先進、成套的300MW級燃氣—蒸汽聯合循環示範工程的基礎上,兼顧大、中、小型先進、實用技術的引進,通過產、學、研結合和消化、吸收、再創新,迅速提高我國燃氣輪機及其聯合循環發電裝備的技術水平。
(2)嚴把引進設備技術質量關。實行機、電行業結合,先以市場換技術,提高進口機組的可靠性、綜合技術經濟性能和電廠設計優化水平,提高備品備件國產化率,降低維護費用。努力改變目前國內機、電行業分離,引進技術分散,重復引進,配套性差,甚至引進性能落後的設備和技術的局面。
(3)提高國家製造技術水平。在現有製造技術的基礎上,瞄準國外最先進的水平,有計劃的成套引進一批先進適用的機型、關鍵設計技術、軟體、關鍵製造工藝、控制保護系統及測試技術。在消化、吸收的基礎上,努力創新,不斷提高關鍵部件的國產化率和設計、製造、配套能力。盡快開發出運行可靠,性能價格比高,具有自主知識產權、成套的國產機組。建議在中西部(如:成都、武漢)建立燃氣輪機及其聯合循環機組研發中心及製造基地,將產品盡快推向國內外市場。天貓美國普衛欣提示:霧霾天氣出行記得做好防護。
(4)加強關鍵高溫金屬材料的引進生產和科研攻關。目前燃氣輪機最高初溫達到1 500℃~1 600℃,國外直接採用最先進的航空、航天工業新材料。國外廠家一般不會轉讓最先進的製造技術,國內應軍民結合,產、學、研結合,組織聯合科技攻關,盡快實現關鍵材料國產化,以降低成本。
(5)加強燃氣—蒸汽聯合循環機組轉子結構動力學和振動分析、故障診斷和處理研究,特別是對單軸(即由壓氣機+燃氣透平+汽輪機+發電機串聯成一根單軸)大型機組的壓氣機喘振及軸承振動的快速診斷、處理。
(6)我國煤炭資源較豐富,為替代常規燃煤汽輪發電機組,目前燃煤的燃氣一蒸汽聯合循環技術已成熟。當採用9H型燃氣輪機組成IGCC聯合循環時,單機功率可提高到550MW,供電效率可增升到50% ~62%。國家應加速IGCC整體煤氣化燃氣—蒸汽聯合循環發電的步伐和燃煤潔凈發電機組的進程,以適應中國電力工業可持續發展的需要。
E. 廣東粵電華清煤氣化聯合循環發電有限公司
這個真不清楚了,因為這個公司成立之前俺就離開粵電了,不過問了原來的一些同事,華清應該是粵電與北京華清合作的一個IGCC發電試驗平台吧,科研不太沾邊、生產半吊子的性質(原話)。說實話北京華清應該是不如前一陣子上海成立的重型燃機公司呢,畢竟後者組成單位完全不對等。待遇一般(原話,具體多少也不知道)。未來重型燃機能有多大空間的突破很難說。
F. IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)的工作原理是什麼
IGCC是國內外公認的先進煤炭發電和綜合利用應用技術,效率高、最有希望實現零排放,能滿足各種嚴格的環保標准要求,耗水量少、易大型化、利於綜合利用煤炭資源,能同時生產甲醇、汽油、尿素、硫磺或硫酸以及灰渣建材等等;並且具有極大發展潛力。
IGCC作為「舊能源、新方法」,是將凈化燃煤的氣化技術和高效的聯合循環相結合的先進動力系統,可能逐步取代現有常規蒸汽電站,成為燃煤發電技術的一個主要發展方向。七十年代中後期,美國有關科技、企業界紛起響應,一時有全面開花之勢。
G. 請教各位大俠,有關於低溫煤氣化或低溫干餾的資料嗎
只有低溫干餾,沒有低溫煤氣化.
現在市場上可以見到的低溫干餾的技術和方法有大致四種(主要依照幹流的設備的不同):
外熱式直立爐:比如伍德爐
內外結合式直立爐:
氣體介質直立爐:比如魯奇爐
熱固載體爐。
其實有一種粱式豎爐,目前主要用於冶金活性石灰的煅燒,也是一種非常好的中低溫干餾設備。
它與其他技術和設備相比,產量非常大,工藝簡單,投資和成本都少。
H. igcc可研報告
IGCC
整體煤氣化聯合循環(IGCC-Integrated Gasification Combined Cycle)發電系統,是將煤氣化技術和高效的聯合循環相結合的先進動力系統。它由兩大部分組成,即煤的氣化與凈化部分和燃氣-蒸汽聯合循環發電部分。第一部分的主要設備有氣化爐、空分裝置、煤氣凈化設備(包括硫的回收裝置),第二部分的主要設備有燃氣輪機發電系統、余熱鍋爐、蒸汽輪機發電系統。IGCC的工藝過程如下:煤經氣化成為中低熱值煤氣,經過凈化,除去煤氣中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物,變為清潔的氣體燃料,然後送入燃氣輪機的燃燒室燃燒,加熱氣體工質以驅動燃氣透平作功,燃氣輪機排氣進入余熱鍋爐加熱給水,產生過熱蒸汽驅動蒸汽輪機作功。其原理圖見下圖
IGCC技術把高效的燃氣-蒸汽聯合循環發電系統與潔凈的煤氣化技術結合起來,既有高發電效率,又有極好的環保性能,是一種有發展前景的潔凈煤發電技術。在目前技術水平下,IGCC發電的凈效率可達43%~45%,今後可望達到更高。而污染物的排放量僅為常規燃煤電站的1/10,脫硫效率可達99%,二氧化硫排放在25mg/Nm3左右。(目前國家二氧化硫為1200mg/Nm3),氮氧化物排放只有常規電站的15%--20%,耗水只有常規電站的1/2-1/3,利於環境保護。
整體煤氣化聯合循環發電的分類及作用
由圖中可以看出IGCC整個系統大致可分為:煤的制備、煤的氣化、熱量的回收、煤氣的凈化和燃氣輪機及蒸汽輪機發電幾個部分。可能採用的煤的氣化爐有噴流床(entrained flow bed)、固定床(fixed bed)和流化床(fluidized bed)三種方案。在整個IGCC的設備和系統中,燃氣輪機、蒸汽輪機和余熱鍋爐的設備和系統均是已經商業化多年且十分成熟的產品,因此IGCC發電系統能夠最終商業化的關鍵是煤的氣化爐及煤氣的凈化系統。具體來說,對IGCC氣化爐及煤氣的凈化系統的要求是:
a) 氣化爐的產氣率、煤氣的熱值和壓力及溫度等參數能滿足設計的要求
b) 氣化爐有良好的負荷調節性能,能滿足發電廠對負荷調節的要求
c) 煤氣的成分、凈化程度等要能滿足燃氣輪機對負荷調節的要求
d) 具有良好的煤種適應性
e) 系統簡單,設備可靠,易於操作,維修方便,具有電廠長期、安全可靠運行所要求的可用率
f) 設備和系統的投資、運行成本低
1)噴流床氣化爐
噴流床是目前IGCC各示範工程中採用最多的一種氣化爐。它是一種高溫、高壓煤粉氣化爐,氣化爐的壓力為20-60bar,要求採用90%以上的顆粒小於100μm的煤粉,採用氧、富氧、空氣或水蒸氣作為氣化劑,當以氧為氣化劑時,氣化爐爐膛中心的火焰溫度可達2000℃。由於是高溫氣化,在產生的粗煤氣中不可能含有很多碳氫化合物、煤焦油和酚類物質,煤氣的主要成分是CO、H2、CO2和水蒸氣,離開氣化爐的熱煤氣溫度在1200-1400℃,往往高於灰的軟化溫度。為了防止熱煤氣中已軟化了的粘性飛灰在氣化爐下游設備(余熱鍋爐)粘結堵塞,將除塵後的冷煤氣增壓後再返送回煤氣爐的出口和熱煤氣混合,將熱煤氣的溫度降低到比灰的軟化溫度低50℃,然後,熱煤氣再經過氣化爐的余熱鍋爐(輻射和對流蒸汽發生順)產生飽和蒸汽,同時使熱煤氣的溫度降低到200℃左右,約50%的煤中灰分在氣化爐高溫爐膛中心變成液態渣,由爐底排出並通過集渣器送入渣池。
煤粉灰中的以飛灰的形式隨熱煤氣,幫煤氣須經除塵、洗滌脫硫處理,成為清潔的煤氣,再送往燃燒室。
噴流床氣化爐由於是煤粉高溫高壓氣化,因此煤種適應性廣,碳轉化率高,能達到99%以上。
當前在歐美各地IGCC示範廠所選用的噴流床氣化爐有:美國德士古和CE爐,荷蘭的Shell爐,德國的Prenflo爐。給煤方式有濕法水煤漿給煤(如德士古爐)和干法給煤(如 shell和Prenflo爐)。
由於噴流床氣化爐的單爐生產能力大,並且具有較高的效率,燃料適應性廣,因而在今後發展大容量高效率的IGCC電站中具有強有力的競爭地位。
2)流化床氣化爐
流化床氣化爐可以充分利用床內氣固兩相間的高強度的傳熱和傳質,使整個床層內溫度分布均勻,混合條件好,有利於氣化反應的進行。同時,可以利用流化床低溫燃燒,在燃燒和氣化過程中加入脫硫劑(石灰石或白雲石),將產生的大部分SO2和H2S脫除。由於流化床氣化爐內的反應溫度一般控制在850-1000℃,因此,它產生的焦油、烴、酚、苯和萘等大分子有機物基本上都能被裂解為簡單的雙原子或三原子氣體,煤氣的主要成本是CO和H2,CH4的含量一般少於2%。
當前,用於IGCC系統的流化床氣化爐有KRW爐,U-Gas爐和溫克勒爐等。
3)固定床氣化爐
固定床氣化爐是最早開發出的氣化爐,它和燃煤的層燃爐類似,爐子下部為爐排,用以支承上面的煤層。通常,煤從氣化爐的頂部加入,而氣化劑(氧或空氣和水蒸氣)則從爐子的下部供入,因而氣固間是逆向流動的。這種氣化爐和燃煤的層燃爐一樣,對煤的粒徑有一定的要求。
固定床氣化爐有兩種煤氣出口集團的設計。粗煤氣唯一出口位置設計在乾燥區上面煤層的頂部,稱為單段氣化爐,此時出口處煤氣的溫度為370-590℃,在這煤氣溫度下,氣的油和煤焦油等會發生裂解和聚合反應,從而生成彼一時質焦油和瀝青。同時高溫煤氣穿過煤層時產生的劇烈干餾會使煤發生爆裂,產生大量煤塵,並隨粗煤氣一起帶出氣化爐。因而這種單段氣化爐的粗煤氣質量是比較差的。另一種設計是,有兩個煤氣出口,除了在乾燥區上部的出口外,另一個則在氣化區的頂部,煤氣產量的一半從這個出口離開氣化爐。由於流經揮發分析出區和乾燥區的煤氣量只有單段爐的,有利於防止由於煤的爆裂而產生的大量煤塵,而且不會產生彼一時質焦油和瀝青。因此,兩段爐產生的粗煤氣的質量是比較好的。
用於IGCC系統的固定床氣化爐主要是魯奇爐,世界上最早的德國IGCC示範廠採用的就是魯奇固定床單段固態排渣氣化爐。這種氣化爐的最大缺點是,使用焦結性煤時,容易造成床體阻塞,使氣流不暢,煤氣質量不穩定。此外,由於煤在氣化爐內緩慢下移至變成灰渣需停留0.5-1個小時,因而單爐的氣化容量無法設計得很大。而且,排出的煤氣中還含有大量的瀝青、煤焦油和酚等,使煤氣的凈化處理過程十分復雜。為改善上述問題,強化煤的氣化過程,英國煤氣公司在固態排渣魯奇爐的基礎上,將其發展成液態排渣魯奇爐。液態排渣氣化爐由於其燃燒區的溫度較高,因而有利於提高煤的氧化速率和碳的轉化率,縮短煤在爐內的停留時間,對煤粒直徑的要墳比固態排渣爐寬。但顆粒尺寸小於6mm的要限制在10%以下。液態排渣氣化爐有以下特點:1)碳轉化率是三種氣化爐中最高的,排渣的物理熱損失大。2)相對安全可靠;3)煤氣生產能力有限,是三種爐型中能力最低的。
相關資料:
http://news.sina.com.cn/c/2008-01-11/02236733s.shtml
世界最大IGCC電站通過可研審查
http://www.chinapower.com.cn/article/1063/art1063798.asp
中電投廊坊IGCC熱電廠工程可研報告審查會紀要印發
http://www.china-cdt.com/news/datangnews/796685.html
大唐深圳IGCC項目可研報告審查會議在深圳召開
僅供參考,請自借鑒
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I. 煤氣化聯合循環發電 IGCC 和 燃氣蒸汽聯合循環發電CCPP 區別是什麼
1燃氣輪機聯合循環發電狀況和需求從20世紀80年代以來,隨著燃氣輪機及其聯合循環總能系統新概念的確立,材料科學、製造技術的進步特別是能源結構的變化及環境保護的要求,更加嚴格,燃氣輪機及其聯合循環機組在世界電力,系統中的地位發生了顯著變化,不僅可以用作緊急,備用電源和尖峰負荷,還被用來帶基本負荷和中間負荷。21世紀以來世界燃氣輪機進入了一個新的發展時期,我國燃氣輪機引進、開發和應用又進入了一個新的發展階段。燃氣輪機技術進步主要表現在:單機容量增大,熱效率提高與污染物排放量降低。目前全世界每年新增的裝機容量中,有l/3以上系採用燃氣—蒸汽聯合循環機組,而美國則接近l/2,日本則占火電的43%。據不完全統計,全世界現有燃油和燃天然氣的燃氣—蒸汽聯合循環發電機組的總容量己超過400 GW。當前燃氣輪機單機功率已經超過300MW,簡單循環熱效率超過39%;聯合循環功率已經超過780 MW,聯合循環熱效率超過58. 5%,乾式低NOx燃燒技術已使燃用天然氣和蒸餾油時的NOx排放量分別低於25mg/kg和42mgkg,提高了燃氣輪機在能源與電力中的地位與作用。從目前世界火力發電技術水平來看,提高火電廠效率和減少污染物的排放的方法,除帶脫硫、除塵裝置的超臨界發電技術(USC)、循環流化床(CFB)和增壓流化床聯合循環(PFBC)等外,燃天然氣、燃油及整體煤氣化等燃氣-蒸汽聯合循環是一個重要措施。據有關調研預測,未來10年我國對燃氣輪機總需求量達34 000 MW左右。中國已開始利用西氣東輸,東海、南海油氣,進口LNG(液化天然氣)和開發煤氣化等清潔能源。一批300 MW級燃氣—蒸汽聯合循環電廠已經建成或即將建成投產。可以說,隨著國產化率的提高,造價的減低,燃用天然氣和煤氣等大型燃氣—蒸汽聯合循環發電機組,必將成為中國電力工業一個重要組成部分。2燃氣—蒸汽聯合循環總能系統概念燃氣—蒸汽聯合循環是將兩個使用不同工質的獨立的動力循環,通過能量交換聯合在一起的循環,兼顧了燃氣輪機布雷登(Bragton)循環高溫加熱的優勢和汽輪機朗肯(Rankine)循環低溫排熱損失小的優勢,形成了總能系統設計新概念,匯集燃氣輪機的先進技術、余熱鍋爐和汽輪機發電的優勢,使聯合循環的效率提高。例如目前三壓鍋爐、亞臨界參數、再熱燃氣-蒸汽聯合循環發電效率大於60%。常規燃氣—蒸汽聯合循環中的高溫熱源溫度(燃氣機初溫)高達1 100~1 300℃以上,遠遠高於一般蒸汽循環採用的主蒸汽溫度540~566℃,而燃氣—蒸汽聯合循環中的低溫冷源溫度(凝汽器溫度)29~33℃,遠遠低於一般燃氣簡單循環的排氣溫度450~640℃,也就是燃氣—蒸汽聯合循環從非常高的高溫熱源吸熱,向盡可能低溫的冷源放熱。因此聯合循環的熱效率比組成它的任何一個單獨循環的熱效率都要高得多。在聯合循環中,提高燃氣輪機效率ηgt比同等程度地提高余熱鍋爐效率ηHRSG和汽輪機效率ηSt對於改善聯合循環效率ηcc的效果更為明顯。因此在設計聯合循環時,首先應選擇功率和效率都能滿足要求的燃氣輪機作為設計出發點,然後再從整個聯合循環的效率和投資角度,來考慮余熱鍋爐和汽輪機系統和形式是否配置合理的問題。研究表明,在聯合循環中燃氣輪機效率取最大值,並不等於獲得最優化的聯合循環效率。當燃氣初溫一定時,高壓比的燃氣輪機排氣溫度較低,雖然燃氣輪機本身的效率比低壓比的燃氣輪機高,但余熱鍋爐的能量利用率、蒸汽參數和蒸汽循環效率都較低。而低壓比的燃氣輪機的排氣溫度較高,雖然燃氣輪機本身的效率比高壓比的燃氣輪機低,但蒸汽循環得以利用成熟的高溫高壓、亞臨界和再熱技術,取得蒸汽循環的高效率。當評價一台燃氣輪機對聯合循環是否合適時,不但要考慮其效率,還要考慮與其匹配的蒸汽循環的效率以及整體聯合循環的效率。簡單循環的燃氣輪機在一定的初溫條件下,都對應著一個最佳的壓比和排氣溫度。而聯合循環在一定的燃氣初溫條件下,也有一個效率最高的最佳壓比和排氣溫度。這個最佳壓比要比簡單循環的最佳壓比低得多,它與使簡單循環的燃氣輪機的比功達到最大值時的壓比非常接近;這個最佳排氣溫度要比簡單循環的最佳排氣溫度高得多。因此要獲得聯合循環的最大效率,不能僅僅選擇高效率的燃氣輪機,還應選擇盡可能高的氣初溫和聯合循環的最佳壓比和排氣溫度。即既要兼顧到燃氣循環的效率,又要兼顧到蒸汽循環的效率,才能獲得聯合循環的最大效率。3燃氣—蒸汽聯合循環發展趨勢燃氣輪機及其聯合循環是一項多專業、高密集 型的高新技術,傳統的提高性能途徑是不斷地提高透平初溫、相應地增大壓氣機壓比和完善有關部件。20世紀50年代初,透平初溫(T3)只有600℃~700℃,靠耐熱材料性能的改善,平均每年上升約10℃; 60年代後,還藉助於空氣冷卻技術,T3平均每年提升20℃。從70年代開始,充分吸取先進的航空技術和傳統汽輪機新技術,沿著傳統的途徑不斷提高其性能,現已開發出一批「F、FA、FB、H」新型高透平初溫技術產品,它們代表著當今商業化的工業燃氣輪機的最高水平,T3=1 430℃,這也許是傳統的冷卻技術和材料所能達到透平初溫的極限,壓氣機壓比ε=10~30,簡單循環效率ηgt=36% ~40%,聯合循環效率ηcc=55% -60%。正在開發的新一代產品的主要特徵是採用蒸汽冷卻技術,高溫部件的材料仍以超級合金為主,燃氣透平殼體選用CrMO鋼,轉子軸、轉輪選用Inconel706,採用定向結晶,單晶材料,Co-Cr-Al-Y噴塗等先進工藝,部分靜止部件採用陶瓷材料,初溫提高到T3=1 500℃~1 600℃。採用智能型微機控制系統,並更加重視環保。對未來燃氣輪機的構思將基於採用航空航天最新技術新材料,燃燒器處於或接近在理論燃燒空氣量條件下工作,T3將達1 600℃~1 800℃。現採用的熔點1 200℃、密度為8 g/cm3的葉片超級合金將被淘汰,新的高級料應是小密度(<5 g/cm3),有更好的綜合高溫性能,陶瓷材料是一種選擇。4兩種循環的性能比較在火電領域,燃氣—蒸汽聯合循環發電機組比常規的燃煤汽輪發電機組有更大的比較優勢。( 1)燃氣輪機聯合循環的供電效率遠遠高於常規燃煤蒸汽輪機循環。現有聯合循環的效率已經超過58~60%。其熱效率之高,不僅遠遠超過常規燃煤蒸汽輪機電廠,甚至比超超臨界參數的燃煤蒸汽輪機機組的預期值(45. 2% ~47. 7%,未扣除脫硫值)還要優越。(2)建設費用比燃煤汽輪機機組以及核電機組低。對於一座2 000MW電廠,汽輪發電機組、燃氣輪機發電機組、燃氣—蒸汽聯合循環機組單位投資分別約為6 000、2 122、6 530元/kW。(3)可以按「分階段」建設方式建廠,資金利用最有效。建設周期短,只需5~10個月。(4)用地、用水都比較少。(5)單機容量大,啟、停快,運行靈活性好,適宜兩班制運行。提高燃氣輪機在總裝機容量中的比重,將會改善電網的運行狀況,為電網提供更加靈活的備用電源,增大調峰的靈活性。(6)運行可靠性高,可用率高達85% ~95%,易於快速「黑啟動」,有助於改善電網運行的安全性。( 7)採用天然氣或液體燃料時,一般污染物排放很少。在燃燒天然氣時,還可以大大地減少CO2的排放量。如果以燃料燃燒釋放的單位能量比較,並以燃油排放的CO2量為,l則煤和天然氣燃燒排放的CO2大致為1. 22和0. 67。5燃氣—蒸汽聯合循環發展對策探討雖然中國燃氣輪機發電始於20世紀50年代末期,但由於燃料政策的原因在很長時間內發展緩慢。目前我國燃氣輪機發電裝置設計、製造水平與國際上先進國家差距較大,裝機容量及運行管理水平與我國電網發展很不相稱。為促進我國燃氣輪機發電事業的快速健康發展,在此提出一些不成熟的建議,以拋磚引玉。(1)科學定位,統籌規劃,完善政策。結合國家「十一五」發展規劃,應對燃氣輪機及其聯合循環發電裝備的發展進行科學定位,制定中國燃氣輪機及其聯合循環發電裝備的中、長期戰略發展規劃和近期安排,制定和完善燃氣輪機產業發展政策和燃料、電能、熱能價格等配套政策、法規,加大資金和科技投入。按照市場經濟規律,在已重點引進一批先進、成套的300MW級燃氣—蒸汽聯合循環示範工程的基礎上,兼顧大、中、小型先進、實用技術的引進,通過產、學、研結合和消化、吸收、再創新,迅速提高我國燃氣輪機及其聯合循環發電裝備的技術水平。(2)嚴把引進設備技術質量關。實行機、電行業結合,先以市場換技術,提高進口機組的可靠性、綜合技術經濟性能和電廠設計優化水平,提高備品備件國產化率,降低維護費用。努力改變目前國內機、電行業分離,引進技術分散,重復引進,配套性差,甚至引進性能落後的設備和技術的局面。(3)提高國家製造技術水平。在現有製造技術的基礎上,瞄準國外最先進的水平,有計劃的成套引進一批先進適用的機型、關鍵設計技術、軟體、關鍵製造工藝、控制保護系統及測試技術。在消化、吸收的基礎上,努力創新,不斷提高關鍵部件的國產化率和設計、製造、配套能力。盡快開發出運行可靠,性能價格比高,具有自主知識產權、成套的國產機組。建議在中西部(如:成都、武漢)建立燃氣輪機及其聯合循環機組研發中心及製造基地,將產品盡快推向國內外市場。(4)加強關鍵高溫金屬材料的引進生產和科研攻關。目前燃氣輪機最高初溫達到1 500℃~1 600℃,國外直接採用最先進的航空、航天工業新材料。國外廠家一般不會轉讓最先進的製造技術,國內應軍民結合,產、學、研結合,組織聯合科技攻關,盡快實現關鍵材料國產化,以降低成本。(5)加強燃氣—蒸汽聯合循環機組轉子結構動力學和振動分析、故障診斷和處理研究,特別是對單軸(即由壓氣機+燃氣透平+汽輪機+發電機串聯成一根單軸)大型機組的壓氣機喘振及軸承振動的快速診斷、處理。(6)我國煤炭資源較豐富,為替代常規燃煤汽輪發電機組,目前燃煤的燃氣一蒸汽聯合循環技術已成熟。當採用9H型燃氣輪機組成IGCC聯合循環時,單機功率可提高到550MW,供電效率可增升到50% ~62%。國家應加速IGCC整體煤氣化燃氣—蒸汽聯合循環發電的步伐和燃煤潔凈發電機組的進程,以適應中國電力工業可持續發展的需要。
J. 綠色煤電的特點
完全的自主知識產權是華能「綠色煤電」技術的一個重要特點。據蘇文斌介紹,公司「除了國內不能製造的燃機採用聯合供貨的方式外,其他設備全部在國內采購和製造,具有完全的自主知識產權。」
IGCC和常規電廠發電有何不同?
IGCC示範工程不是簡單地將煤送入鍋爐燃燒,利用蒸汽拖動蒸汽輪機帶動發電機發電,而是把煤氣化和燃氣-蒸汽聯合循環發電集成的一種潔凈煤發電技術。在IGCC系統中,煤經過氣化產生合成氣(主要成分為一氧化碳等),經除塵、水洗、脫硫等凈化處理後,凈煤氣到燃氣輪機燃燒驅動燃氣輪機發電,燃機的高溫排氣在余熱鍋爐中產生蒸汽,驅動汽輪機發電。在常規電廠發電中,由於沒有IGCC,諸如陶瓷過濾器和濕法洗滌除塵這樣的高效控制煙塵濃度的環節都無法有效進行。
-IGCC與常規燃煤電廠
排污水平相比好在哪裡?
IGCC的IG部分(整體煤氣化),其最大的特點是在煤氣燃燒前就將污染物排除。煤在氣化爐中生成粗煤氣,實現99%以上的污染物脫除效率,還能比較容易地使氮氧化合物排放控制在較低水平。毛巍給出了一組對比數據,與常規燃煤電廠污染物排放水平對比,常規燃煤電廠煙塵濃度的控制要求不大於每立方米30毫克,一般控制在每立方米20毫克;而採用陶瓷過濾器和濕法洗滌除塵技術的IGCC系統,煙塵濃度每立方米將小於1毫克,只是傳統煙塵濃度的1/30。至於氮氧化合物這種形成酸雨的主要成分,常規燃煤電廠通常要求控制在每立方米450毫克以內;而IGCC系統則能使NOX排放濃度控制在每立方米52.0毫克以內,大大減少了形成酸雨的「原料」數量。
-IGCC具有哪些優勢?
由於IGCC系統設有硫回收裝置,回收產品為單質硫,不再產生二次污染。談到IGCC項目的優勢,毛巍自豪地說:「除了正常發電,該系統還能實現多聯產和副產品的綜合利用。氣化爐出來的煤氣,除了用於供給燃氣輪機發電外,還可以用於化工產品(如合成胺、甲醇、二甲醚等)的生產。以氣化爐排除的灰渣為例,就能『變廢為寶』成為良好的建築材料,被脫出的單質硫也可以被回收(回收率接近99.8%,硫化物的排放濃度小於1.4毫克/立方米,僅為常規燃煤電廠控制要求的近1/100),這些都便於整個系統綜合利用效率的提高。」