重磅丨高效清洁发电技术最新研究进展(超全)-第3页-北极星火力发电网

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整体煤气化联合循环(IGCC)发电技术发展趋势主要为四个方面：

1.改进IGCC主要部件和系统的性能、提高可用率、降低成本

(1)发展单机功率更大、燃气初温更高、热耗率更低的燃气轮机，以它为核心来优化配置IGCC的各系统。根据美国ATS (Advanced Turbine Systems)计划，目前世界上已经制造成功H型燃气轮机，燃气初温均为1427℃，单循环效率>40%，联合循环效率>60%。显然，把它们改烧合成煤气而组合成为IGCC时，IGCC的单机功率可以提高到500～550MW，供电效率有望达到50%，而比投资费用则能降低到1000～1200﹩/kW的水平。这种IGCC足以与目前最先进的超超临界参数的常规燃煤电站竞争。

(2)当采用H型燃气轮机来组成IGCC时，底循环汽轮机的主蒸汽参数就由目前的高压、超高压参数向亚临界或超临界参数方向发展。

(3)提高气化炉的性能、运行可用率和可靠性。目前IGCC电站的运行可用率在很大程度上取决于气化炉的可用率。在改善气化炉的性能方面应特别侧重于提高碳转化率和冷煤气效率。在改善运行可用率方面则应侧重于提高高温炉衬(砖)和喷嘴的使用寿命，合理地设计气化炉的排渣系统。此外，还应增强气化炉对煤种的适应性，探索不同煤种所宜选用的气化炉类型。目前已有业绩的Shell炉、GE-Texaco炉和Destec炉也仍需不断改进。

(4)目前，在IGCC站使用深冷法制氧设备，这种设备价格高，制氧能量高。为了降低电站的厂用电耗率，以便提高IGCC的供电效率，各国研究人员对高温离子膜(ITM)分离技术做了大量的研究。

(5)研究高温条件下的除灰脱硫方法，这是今后简化IGCC系统，提高IGCC性能并降低其比投资费用的一个重要方向。

(6)研究以空气为气化剂的气化炉以及与其相应的IGCC系统。

2.进行CO2捕集

与CO2分离、捕集、封存技术相结合，满足低碳经济发展对于电力行业的要求，提高IGCC系统应对温室气体排放控制的竞争力。

3.发展IGCC融合化工原料合成的煤基多联产IGCC电站

这种生产组合模式就是当今已被广泛使用的以“合成气园”为基础的多联产技术的生产概念。

4.集成多种先进技术

IGCC是由多种技术集成的系统，能够利用多种先进技术使之不断完善。煤气化技术、煤气净化技术、燃气轮机技术、汽轮机技术以及制氧技术等的发展都能为之发展提供有力的支撑。同时，IGCC工艺过程适合与其他技术进行集成，例如，燃料电池技术。

四、燃气轮机联合循环(NGCC)和分布式发电技术

目前，国外燃气轮机已从E、F级逐步向G/H级、J级方向发展，其联合循环发电效率已超过60%，我国在引进100余台以F级和E级为主的先进燃气轮机联合循环发电机组的基础上，结合自主研发，在燃气轮机设计、制造、燃烧等基础领域取得了明显进展，但相比发达国家仍存在巨大差距。大力发展燃气轮机设计、高温部件材料和制造、低污染稳定燃烧、高温部件修复、分布式能源系统优化集成等核心技术是我国NGCC和分布式发电技术的未来发展战略需求。

1.燃气轮机的设计技术

未来重型燃气轮机透平初温将达到1700℃，其简单循环和联合循环效率分别为43%和63%。为了满足先进燃气轮机高负荷、高效率的发展要求，非定常设计体系(四维)以及全维设计体系将被广泛采用。非定常设计技术可以实现更符合真实流动情况的非对称因素设计、针对周期性因素的设计与优化、新气动布局与流型设计。全维设计将同时考虑流道中叶片和其他部件真实三维流动情况以及非定常影响。

燃气轮机设计技术涉及面较广，涵盖了燃气轮机总体设计、压气机模化加减级、燃烧室设计、冷却系统设计和透平冷却叶片设计等技术。根据国外燃机技术的发展趋势和我国技术发展现状，我国应以提升设计能力、部件材料和制造技术为核心，坚持科学发展、需求牵引和继承创新的设计体系建设总体思路。建立国家重型燃气轮机试验基地，进行重型燃气轮机可靠性试验、不同燃料长寿命试验和大部件试验，逐步形成和完善重型燃气轮机设计、试验验证体系。结合国家重大专项，突破F级重型燃气轮机关键设计技术，形成一整套整机与部件的气动、结构、强度、燃烧、试验和测试系统专业的设计和试验规范，形成燃气轮机的工程设计与试验方法，建立和发展F级重型燃气轮机研发设计体系。同时要鼓励燃气轮机学科前沿的探索性、前瞻性课题的基础研究，力争在燃气轮机新概念、新方法、新技术的原始创新方面有所突破，实现G/H级重型燃气轮机的自主创新与全面发展。

原标题：重磅丨高效清洁发电技术最新研究进展

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