华能天津IGCC电厂技术创新调查-第2页-北极星电力新闻网

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我国的IGCC走到了哪一步?

IGCC主要包括煤气化、空气分离、合成气净化及联合循环发电四部分。华能IGCC电厂的核心设备是 “两段式干煤粉加压气化炉”，用于将煤炭制备成以一氧化碳为主要成分(含量约60%)，氢气为次要成分(含量约25%)的燃料气体(合成气)，通过燃气/蒸汽联合循环机组并网发电，同时配备了将合成气在燃烧前进行除尘和脱硫的净化装置，使最终烟气污染物排放达到或优于天然气发电的水平。

“我们是在燃烧前对合成气进行净化、脱硫，而常规电厂是在燃烧后脱硫。”华能IGCC电厂党委副书记杨瑞方对记者说，该厂在电力行业首次采用高温陶瓷过滤器干法除尘技术，粉尘排放浓度小于0.6毫克/立方米;燃烧前脱硫效率达99.9%以上，二氧化硫排放浓度小于0.9毫克/立方米;采用低硝控制技术，氮氧化物排放浓度小于50毫克/立方米。

“气化炉的温度达到1400~1600摄氏度，煤转换为合成气的效率就高，有效成分就多，同时污染少，经过高温分解后，很多高污染的物质就不存在了，剩下的主要是小分子的氢气和一氧化碳。”张旭对记者说。

目前国内煤炭清洁发电技术有三种流派，一种是提高常规燃煤机组的效率，主要方法是提高主蒸汽的温度，增强做功能力，是一个独立的朗肯循环，比如超临界、超超临界;另外一种是燃气和蒸汽联合循环，任何循环的做功能力都取决于做功气体初温有多高，超超临界的主蒸汽温度在600多摄氏度，而燃气轮机做功的透平前温度是1400摄氏度左右;第三个流派就是IGCC，先把煤气化，然后推动燃机做功，同时配备汽轮机余热发电，也就是“用煤做原料的燃气电厂”。

按照卡诺循环原理，把热能转化为机械能的效率与两个热源的热力学温度有关，高温热源的温度愈高，低温热源的温度愈低，则卡诺循环的效率愈高。因此，提高热机的效率，需要提高高温热源的温度和降低低温热源的温度。低温热源通常是周围环境，降低环境的温度难度大、成本高，是不足取的办法。现代电厂尽量提高水蒸汽的温度，使用过热蒸汽推动汽轮机，正是基于这个道理。

而华能IGCC电厂在这方面明显具有优势，该厂燃气轮机的透平前温度能够达到1200摄氏度，综合发电效率能够达到43%，发电煤耗达到290克/千瓦时，并且还有进一步提升的空间：一是目前该厂机组容量小，采用的是E级燃机，燃机温度还不够高，如果采用目前国内已经普遍使用的F级甚至H级燃机，温度可以达到1400摄氏度甚至更高;二是目前国内电厂一般都是两台机组同时建设，在设备启停特别是空分系统用能上，可以实现互补，IGCC商业化运行后，将优先考虑两台机组同时运行，将空分装置的用能由电能转为蒸汽，能大大降低厂用电率，总体发电效率会大幅提高。

除了自主知识产权的干煤粉气化炉外，华能还开发了IGCC系统集成、整机调试等关键技术，并获得工程验证。该厂除我国尚不能制造的燃气轮机外，其他主要设备均采用国产设备。

IGCC能否大规模推广?

煤电清洁发展的路线有很多，IGCC如果要大规模复制，就必须要解决成本和技术的问题。制约IGCC技术推广的瓶颈主要在造价高、运行成本高和运行稳定性上。

IGCC机组造价高的问题，可以通过优化设计、主设备量产、提高标准化程度等方式解决，单位造价能够降至1万元以下。华能IGCC电厂总投资约36亿元，单位造价13800元/千瓦左右，远远高于常规燃煤机组。主要原因是首次设计制造，采用非标设备较多;单机建设，公共系统分摊费用较高;在国内没有成熟经验可供借鉴，调试费用较高。

从发电成本来看，华能IGCC电厂的电力生产模块与常规燃机电站相似。合成气制备模块经过进一步完善，接近设计指标后，其制气完全成本约为3元/立方米，与天然气价格相比具有明显优势，尤其在目前天然气严重短缺的形势下，优势更为突出。

从实际运行情况看，去年华能IGCC电厂全年只运行了1400小时，今年上半年进行了设备治理和9项深度调试后，机组累计运行已超过2200小时，最长连续运行时间达到30天，设备和系统运行可靠水平显著提高。

虽然IGCC电厂已经建好，但是技术还需要不停发展和完善。IGCC是一个工厂，工厂就要讲求经济效益;既然要进一步完善，就需要不断投入资金。这两个特点夹杂在一起，构成目前的IGCC。华能正在为完善技术、提高可靠性和经济性进行积极探索和尝试，以尽快达到可推广、可复制的目标。

IGCC还是绿色煤电计划第二、三阶段的基础。煤气化技术也是煤炭高效清洁利用的基础，合成气可以用于煤化工、煤制油和天然气。空分装置分离出来的氧气、氮气等气体除自用外，还可以供给其他企业。

那么，什么时候IGCC的潜力才能完全发挥出来呢?张旭认为，目前各大公司上马燃气电厂的动力主要在于国家对污染物排放的限制，如果将电厂放在同一个平台上竞争，不管是燃煤电厂，还是燃气电厂，都要执行严格的环保标准，都要付出相同的环保成本，那时IGCC的潜力才能完全发挥出来。

“同时，煤在世界范围内是储量最大、最便宜的一种能源，煤的清洁高效利用，IGCC是一种重要的战略技术储备，国外的技术储备就非常全，暂时不用的技术很多国家也要进行开发。”张旭对记者说。

原标题：IGCC向何处去？——华能天津IGCC电厂技术创新调查

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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