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2015-02-04 08:52来源:科技日报关键词:近零排放华能超超临界燃煤发电技术收藏点赞
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1月28日,中国石油经济技术研究院在京发布《2014年国内外油气行业发展报告》。报告显示,煤炭消费占一次能源消费比重虽比上年下降2.1个百分点,仍达到63.9%。
我国首座整体煤气化联合循环IGCC电站—华能天津IGCC电站
在日前举行的“2015中国煤炭高峰论坛”上,国家能源局煤炭司司长方君实指出,“十二五”期间, 随着经济发展的三期叠加,煤炭行业也走上了结构调整阵痛期。从2012年开始,煤炭价格持续下降,企业亏损面扩大,经济效益下滑,结构产能过剩,煤炭行业进入了相对困难时期。如何使煤炭行业脱困?恐怕实现煤炭能源清洁开发利用和近零排放,与可再生能源协同发展,才是未来中国能源与煤炭发展的唯一道路。
“华能集团煤基清洁能源国家重点实验室在绿色煤电技术、二氧化碳减排技术、700℃先进超超临界燃煤发电技术、煤的清洁燃烧技术等方面进行了长期自主研发,研究成果已在华能天津250兆瓦(MW)IGCC示范电站、华能北京热电有限公司3000吨/年二氧化碳捕集装置等项目中得到成功应用。”华能集团清洁能源技术研究院院长、实验室主任许世森在接受科技日报采访时介绍,如绿色煤电技术涵盖的大型高效煤气化技术、燃烧前CO2捕集与封存技术、燃料电池发电技术、系统集成技术等,实验室均开展了自主研究,为绿色煤电计划的实施提供了技术支持和经验积累。
首座IGCC电站实现绿色煤电
华能集团煤基清洁能源国家重点实验室研发的绿色煤电技术,是开发以煤气化制氢和氢能发电为主,并对二氧化碳进行分离处理的煤基清洁能源系统,可实现燃煤发电污染物和二氧化碳的近零排放。
据悉,当前世界上仅美国、欧盟、日本等少数国家和地区有能力进行绿色煤电技术的研究及示范。而我国在“九五”科技攻关、“十五”和“十一五”863计划的持续支持下,于2006年开始实施“绿色煤电计划”。
IGCC即整体煤气化联合循环发电系统,是把洁净的煤气化技术与高效的燃气循环发电系统结合起来。相对常规燃煤机组,IGCC电站技术可在能量转换的同时以较低代价实现二氧化碳的捕集。IGCC电站节水性能良好,比同容量同种冷却方式燃煤机组耗水量少1/3—1/2。IGCC技术还可与煤制天然气、煤制油、煤气化制氢、化学产品生产等过程结合组成多联产系统,根据市场需要进行调节,联产热、电、燃料、氢气及化工产品。
华能天津250MWIGCC示范电站是我国第一座IGCC示范电站,也是世界上为数不多的几座大型IGCC电站之一。电站关键设备的研制、设计和建设均由国内提供和完成,基本实现了IGCC电站技术的国产化。其中,实验室开发出的具有自主知识产权的2000t/d两段式干煤粉加压气化炉实现工业化。与现有气化技术相比,该气化炉具有煤种适应性好、转化效率高、耗氧量低、环保性能好、可靠性高的特点,达到了同类技术的国际先进水平。该气化炉后续还在煤化工项目中得到推广应用并出口美国,进入发达国家能源市场。
2014年,华能天津IGCC电站机组总发电量10.8亿千瓦时,累计运行时间5543小时。气化、净化、燃机和空分系统已基本达满负荷,全厂实现了长周期稳定运行。据测试,华能天津IGCC电站的实测硫排放与粉尘排放都小于1毫克/立方米,脱硫效率超过99.99%,氮氧化物排放在燃气轮机机组设计工况运行时小于50毫克/立方米,低于我国燃机排放限值。若辅助配合脱硝装置,氮氧化物排放可进一步控制在10毫克/立方米以下。另外,电站可实现将煤中的硫全部回收为副产品硫磺,不会形成二次污染。
“华能天津IGCC运行的可靠性和可用率均优于国外IGCC的水平。今后,实验室还将继续开展绿色煤电计划后续阶段的工作,重点研究大型IGCC机组、3000吨/天级干煤粉气化炉、熔融碳酸盐燃料电池发电系统等核心工艺和工程、运行以及控制技术,不断推动我国在绿色煤电领域的技术进步。”许世森说。
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