等离子气化联合循环发电系统-对外
气化联合循环发电工艺技术及应用
气化联合循环发电工艺技术及应用1 气化联合循环发电技术气化联合循环发电技术是一种能源利用率极高的发电系统，通过融合气化发电技术和普通循环发电技术，利用一台发电机组就可以实现“双重收益”。
气化发电是一种利用燃烧混合物推动汽轮发电机发电的发电工艺。
发电原料可以是柴油、液化石油气、煤及活性煤，产品气是高效清洁的洁净能源，有不错的热效应，外界可通过气化发电获取一定的能源。
普通循环发电技术，即燃煤发电技术，主要是利用燃料燃烧发放的热能，把汽蒸发装置中循环的水蒸气推动汽轮机转动，再将转动的能量转换成机械能，最后发电的一种工艺。
由于气化发电与普通循环发电技术特点不同，把它们融合在一起，利用一台发电机组即可实现温差驱动和负荷均衡，大大提高能源利用率。
这种联合循环发电技术又可称为烟气蒸汽循环发电技术。
2 工艺流程气化联合循环发电技术的基本流程如下：先将火电厂的烟气经过低温低压烟气除尘，深度脱硫后进入气化炉，在一定的温度下，将烟气经过燃气中转的加热条件转化成气化发电的燃料气，再由发电机组发电。
结果气9999水循环发电机中蒸汽的温度小于当前的发电气化炉温度，气体温度就剩余的低温低压的烟气也可以继续进入气化炉，进一步增加发电效率，有效提高烟气的能量利用率和发电系统整体的能源利用率。
3 应用前景气化联合循环发电技术，不仅有较高的能耗效率，还可以最大限度地减少浪费和污染，且发电成本较低，学习成本较低，易于大规模推广和应用。
它为可持续发展的现代能源市场提供了一种廉价，可靠，高效，高性能的新能源供应技术，可以为各类发电客户提供质量优良，性能稳定，经济性高的电力发电供应，从而更有效地满足全社会发展需求。
如何采用煤气化联合循环发电(IGCC)技术
作者： 魏庆波
作者机构： 安徽淮北国安电力有限公司
出版物刊名： 科技资讯
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摘要：整体煤气化联合循环(IGCC-IntegratedGasificationCombinedCycle)发电系统,是将煤气化技术和高效的联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-蒸汽联合循环发电部分。
第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备(包括硫的回收装置),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燃烧室燃烧,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-蒸汽联合循环发电系统与洁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,是一种有发展前景的洁净煤发电技术。
在目前技术水平下,IGCC发电的净效率可达43%～45%,今后可望达到更高。
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25mg/Nm3左右。
(目前国家二氧化硫为1200mg/Nm3),氮氧化物排放只有常规电站的15%￣20%,...。
论IGCC(整体煤气化联合循环发电)电厂的特点及发展历程
在我国，随着大容量火电机组的兴建和风电、光伏清洁能源的蓬勃发展，发展IGCC以提高环保效益的必要性已日趋下降。
（一）大容量火电机组的发电效率已能达到42%以上，与IGCC趋同，IGCC与传统煤电的效率竞争优势不复存在。
（二）大容量火电机组的粉尘排放已经达到10mg/Nm3以下，二氧化硫排放达到30mg/Nm3以下，氮氧化物排放达到50mg/Nm3以下，已全面赶超IGCC的排放水平。
论IGCC（整体煤气化联合循环发电）电厂的特点及发展历程
摘要：整体煤气化联合循环（IGCC-Integrated Gasification Combined Cycle）发电技术是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。由于它采用了燃气-蒸汽联合循环，大大地提高了能源的综合利用率，实现了能的梯级利用，提高了整个发电系统的效率，更重要的是它较好地解决了常规燃煤电站固有的污染环境问题。但由于建设和运营成本较高，随着燃煤电站发电效率和环保效率的提升，特别是风光清洁能源在国内的蓬勃发展，IGCC在发电领域的竞争能力日趋下降。本文主要分析了IGCC电厂的特点和大容量燃煤电站及清洁能源对其的竞争影响，系统阐述了其发展历程，并探讨了IGCC的下一步发展方向。
（四）节水
IGCC的燃气轮机发电部分占总发电量的50％～60％，蒸汽轮机发电部分占40％～50％，因此IGCC电站的耗水量也只有常规火力发电厂的一半左右。
（五）可实现多联供
气化炉产生的煤气可用于发电及供热，以及用于制作合成氨、尿素等，也可供城市居民生活用气。
（六）负荷响应速率低
IGCC负荷响应速率受制于煤气化炉、空分的负荷响应速率以及系统流程过长、运行期间前后系统相互影响等因素，其负荷响应速率仅在1%/min左右，难以满足电网对负荷调度的要求。
等离子体气化技术
巴巴多斯垃圾能源化项目
•
Cahill Energy 同巴巴多斯政府签署了 协议在加勒比海地区建 设和运营 先进 的垃圾能源化设施
• • •
该工厂将采用西屋等离子技术,以及处 理废物和产生电力 该 工厂每天可以处 理多至 650 吨/天的 垃圾,将其转化成清洁可再生的电力. 该工厂可以满足巴巴多斯25%的 电力 需求,以及显著减少能源的费用
Richard Fish – 总裁 • 2009年加入Alter NRG; 2010年提为总裁 • 在加入Alter NRG以前曾担仸高级管理职务 • 26年的上市和私营企业中在全球业务发展，销售及市场推广的经验 • 专长于品牌建设，兼并收购，业务流程的整合和战略联盟 Kent Hicks – 首席技术官 • 2009年加入Alter NRG • 曾仸Synenco Energy公司下游运营的副总，Petro Canada 的 Fort Hills 油砂项目的总经理 • 擅长于包括气化在内的能源项目的建设，启动和运行 3
“ 我们非常高兴能启动中国的第一个商业化等离子气化 项目， 我们相信该项技术相比其它技术提供了最好的废物管理解决 方案，并且有着更好的 环 保性能。除了 毕节项 目， BGE 正在 中国积极继续 开发其他项 目。此外，该项目还 将为清洁煤的 应用提供一个 测试平台。我们认为，西屋等离子气化技 术将 在中国洁净煤应用领域有着显著的作用。” - Jeffery Hu, Principal , BGE
西屋等离子体气化
西屋等离子体气化技术
1. 商业化证明 2. 全球业界领导者 3. 财富500强的客户 4. 大量现有开发中的项目 5. 西屋的品牌
我们的重点 (100% 拥有) 我们的愿景
我们拥有业界领先的等离子气化技术，它通过将各种类型的废物和生物质 转化为高附加值的能源，提供如电力，乙醇，柴油或合成气等作为工业用途 的清洁和可再生能源的解决方案。 等离子系统已经运行了20年，而且自 2002年以来将废物转化为能源，我们的技术是经过商用化验证，比常规能源 技术具有更低的排放。
整体煤气化联合循环发电系统基本工艺过程
整体煤气化联合循环发电系统基本工艺过程整体煤气化联合循环发电系统（IGCC：Integrated Gasification Combined Cycle）是一种先进的洁净煤发电技术。
这项技术通过煤气化产生合成气（主要为一氧化碳和氢气），再利用这些气体推动燃气轮机和蒸汽轮机联合发电。
IGCC不仅效率高，而且排放低，尤其是硫、氮和颗粒物的排放远低于传统的燃煤电厂。
以下是IGCC系统的基本工艺过程的详细描述。
1. 煤的预处理首先，原煤经过破碎和筛分，去除其中的石块、金属等杂质，得到适当粒度的煤粉。
预处理还包括可能的煤干燥过程，以降低煤中的水分含量，提高后续气化过程的效率。
此外，为了提高气化效率和减少气化炉的结渣，有些IGCC电厂还会对煤进行预处理，如添加助熔剂或进行部分氧化。
2. 煤气化预处理后的煤粉与气化剂（通常是氧气、二氧化碳或水蒸气的混合物）在气化炉中高温（通常超过1300℃）下进行气化反应。
在气化过程中，煤中的碳与气化剂反应生成一氧化碳、氢气和少量甲烷等可燃气体，这些气体被称为合成气或煤气。
气化炉内还会产生一些熔渣，这些渣通过炉底的排渣系统排出。
3. 煤气净化从气化炉出来的粗煤气含有飞灰、未反应完全的碳、硫化物、氯化物等杂质。
这些杂质不仅影响后续燃气轮机的运行，还可能造成环境污染。
因此，需要对粗煤气进行净化处理。
净化过程通常包括除尘、脱硫、脱氯和可能的碳氢化合物调整等步骤。
净化后的煤气应满足燃气轮机对气体燃料的要求。
4. 燃气轮机发电净化后的煤气进入燃气轮机燃烧室，与压缩空气混合并燃烧，产生高温高压的燃气。
这些燃气推动燃气轮机的涡轮叶片旋转，进而带动发电机发电。
燃气轮机发电是IGCC系统中的第一个发电环节，其效率通常较高。
5. 余热回收与蒸汽轮机发电燃气轮机排出的烟气温度仍然很高，为了充分利用这部分热量，IGCC系统通常配备有余热回收装置，如余热锅炉。
在余热锅炉中，烟气将热量传递给水，产生高温高压的蒸汽。
等离子体气化发电
IMECH CAS
技术发展路线
始于航天、冶金—等离子体应用的基础及实践 九五——转为环保
首先基础性研究，包括等离子体技术本身
• 配合实验室实验，探出发展方向
小型设备——医废/电子/化学战剂/危废 中试/工业化设备（危废-规模小/腐蚀性强/环保难度大） 积累经验后，生活垃圾与生物质气化——示范工程 坚持基础研究配合，解决应用需求
H.Z. Sheng 29
IMECH CAS
等离子体处理废物—力学所10年
—针对有机/高含氯,技术难度大,规模较小
医疗垃圾-863 3吨/日的模拟医 疗废物处理系统, 该系统采用H2还 原气氛，消耗量 很小，尾气量也 很小，每小时仅 200-300Nm3。
PCBs
PCBs-中昊晨光
样品浓度（mg/kg） 废渣1号 一氯联苯 二氯联苯 三氯联苯 总多氯联苯 1.26 0.0217 ND 1.28 废渣2号 12.8 0.122 0.0131 12.9 检测限 （mg/kg） 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002
• 等离子体发生器、反应器内过程 • 尾气处理、玻璃体渣 • 前处理及系统优化，提高经济效益
H.Z. Sheng 27
IMECH CAS
高温冶金铌/钨/钼-环保好
三相交流（150 kW）
H.Z. Sheng
28
IMECH CAS
多种等离子体炬
热阴极
20 kW
120 kW
250 kW 大气压滑动弧 产生装置
表中：CO、NOx、SO2 是中科院生态中心为力学所试验测试的数据。 PCDD是参考美国Startech公司提供的数据，等离子体炉的PCDD排放 为美国焚烧炉排放新标准限制值的1/1250左右。
海外燃气电站EPC总承包项目风险管理研究
海外燃气电站EPC总承包项目风险管理研究发布时间：2021-01-22T03:08:09.984Z 来源：《防护工程》2020年29期作者：高海峰[导读] 协调各利益相关者之间的关系；项目管理周期长且涵盖范围广，大多数EPC合同的总成本是固定的。
中国石化集团胜利油田电力分公司山东东营 257000摘要：本文在研究国外 epc 项目风险管理理论的基础上，以巴基斯坦吉航1263MW燃气联合循环电站项目风险管理案例研究的主要内容为基础，对燃气-蒸汽联合循环发电厂国外 epc 项目的风险进行了研究，对风险识别、风险评价和风险应对进行了研究，以期为提高国外epc 项目的风险管理能力和国际竞争力做出贡献。
关键词：海外 EPC 项目，巴基斯坦吉航1263MW电站项目，1海外 EPC 项目风险管理概述1.1 EPC项目管理概述EPC项目是总承包设计，采购，建造的模型，是指承包商根据合同执行项目的所有设计，采购和施工，并提供设备齐全的设施，工程施工结束移交钥匙进行操作。
因此，在20世纪末，国际咨询工程师联合会（FIDIC）专门发布了设计，采购与建造（EPC）/交钥匙工程合同模型合同模型来解决EPC项目。
它是目前使用最广泛的一种。
在EPC项目模式下，EPC总承包商负责设计，采购设备和材料，并在EPC合同规定的范围内执行项目。
同时，他应负责向业主提供有关项目准备时间和项目质量的报告。
需要成本和安全性问题。
在这种类型的跨国项目中，所有者不参与与项目建设相关的许多问题。
他只需要监督项目的预期效果，他可以执行的功能是为项目的运营标准制定标准，还可以分析总承包商提供的合同。
假定根据合同支付合同付款的文件和义务的履行。
因此，EPC项目的主要特征是：根据既定合同的内容，明确计划相应的职责；业主必须控制项目的总体实施；总承包商必须直接监督和管理项目实施过程的每个部分。
项目工作，协调各利益相关者之间的关系；项目管理周期长且涵盖范围广，大多数EPC合同的总成本是固定的。
燃气蒸汽联合循环发电技术应用及运行控制_概述说明
燃气蒸汽联合循环发电技术应用及运行控制概述说明1. 引言1.1 概述随着全球能源需求的增加和环境问题的日益突出，燃气蒸汽联合循环发电技术作为一种高效、清洁的能源转换方式逐渐受到广泛关注。
该技术将燃气轮机与蒸汽循环系统有效地结合起来，通过充分利用废热产生额外的电能，并将二氧化碳等排放物减少到最低限度。
1.2 文章结构本文主要对燃气蒸汽联合循环发电技术进行综述和分析，并重点从概述、应用案例和运行控制三个方面进行详细阐述。
首先，我们将介绍该技术的基本原理、组成部分和工作过程，以便读者对其有一个全面的了解。
然后，我们将通过具体案例进行分析，以展示燃气蒸汽联合循环发电技术在实际应用中的效果和优势。
最后，我们将重点讨论该技术在运行控制方面的要点，包括控制参数与性能优化、安全运行控制策略以及故障诊断与维护管理等方面。
1.3 目的本文的目的是全面介绍燃气蒸汽联合循环发电技术，并深入探讨其在实际应用中的效果和运行控制要点。
通过对该技术的详细介绍和案例分析，我们旨在提供给读者一个清晰而全面的了解，并为相关领域的工程师、研究人员和决策者提供参考，促进该技术在能源转换领域的广泛应用与推广。
此外，我们还将展望未来燃气蒸汽联合循环发电技术的发展方向，以期为后续研究和创新提供启示。
2. 燃气蒸汽联合循环发电技术概述2.1 基本原理燃气蒸汽联合循环发电技术是一种高效能的发电方式，它结合了燃气轮机和蒸汽轮机的优点。
基本原理是通过燃料在燃气轮机中进行燃烧，产生高温高压的燃气。
然后，这些高温高压的燃气会被传递到蒸汽锅炉中，在锅炉内部与水接触产生蒸汽。
最后，该蒸汽经过管道输送至蒸汽轮机中驱动发电机转动，将化学能转化为电能。
2.2 组成部分燃气蒸汽联合循环发电系统主要由以下几个组成部分构成：- 燃气轮机：负责将燃料的化学能转换为动力能。
- 蒸汽锅炉：通过与高温高压的燃气进行换热，将水加热为蒸汽。
- 蒸汽轮机：将输入的蒸汽能量转化为旋转力，驱动发电机产生电能。
煤洁净技术简介
对洁净煤技术的认识李岩西安科技大学化学与化工学院化学工程与工艺1302班在写这份报告之前，请允许我浪费一点笔墨谈一下上周老师课的感受。
周老师讲课很有特色，语言简洁，能把复杂的专业名词讲的非常幽默风趣；举例实际，为了解释的更加详尽，总是可以举出一两个身边的例子；引导性强，在讲课的过程中经常介绍一些新奇的科学实验，很好地开拓了我们的视野。
谈完感受后就应该步入正题了，洁净煤技术是指从煤炭开发到利用的全过程中旨在减少污染排放与提高利用率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。
洁净煤技术（CCT）一词源于美国，是控制煤炭污染新技术的总称。
一、洁净煤技术简介洁净煤技术（Clean Coal Technology），传统意义上的洁净煤技术主要是指煤炭的净化技术及一些加工转化技术，即煤炭的洗选、配煤、型煤以及粉煤灰的综合利用技术，国外煤炭的洗选及配煤技术相当成熟，一被广泛采用；目前意义上洁净煤技术是指高技术含量的洁净煤技术，发展的主要方向是煤炭的气化、液化、煤炭高效燃烧与发电技术等等。
它是旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制新技术的总称，是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一，也是高新技术国际竞争的一个重要领域。
根据我国的国情，洁净技术包括以下几个方面：选煤，型煤，水煤浆，超临界发电，先进的燃烧器，流化床燃烧，煤气化联合循环发电，烟道气净化，煤炭气化，煤炭液化，燃料电池。
1.选煤：也称洗煤，从原煤中分选出符合用户质量要求的精煤的过程。
炼焦用煤对灰分、硫分均有一定要求，必须使用经过洗选的精煤。
煤的岩相组成以及煤中矿物质的数量、种类、性质和分布状态，都是影响煤的可选性的因素。
针对原煤可选性的难易程度，选煤厂常用的工艺有跳汰、重介旋流器、重介浅槽、动筛跳汰、浮选等。
其他选煤方法还有风选，螺旋分选等。
2.型煤：是以粉煤为主要原料，按具体用途所要求得配比，机械强度和形状大小经机械加工压制成型的，具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品。
燃气 蒸汽联合循环机组
国内发展国内ຫໍສະໝຸດ 展在60年代初，我国就开始引进燃气轮机发电机组。先后测绘仿制或自行设计制造过多种机型，机组功率等级 都在几千kW以内，燃气初温，一般为600-700℃，热效率仅为16%-25%。虽然这些机组由于使用上或技术上的问题 没有长期运行下去,也没有形成批量生产，但取得了一些研究和制造经验，培养了我国早期燃气轮机设计、制造人 才。上海汽轮机厂仿制成功了6.2MW燃气轮机列车发电站南京汽轮电机厂自行设计制造了1.5MW带回热的燃气轮机 并在四川五通桥电厂试运行；哈尔滨汽轮机厂自行设计制造的2237kW船用燃气轮机又改成发电机组在天津并运行。 这是我国燃气轮机发展的第一时期。
从1987年开始美国发电用燃气轮机的年生产总功率数已超过了发电用汽轮机，按美国电力发展规划,在90年 代计划新增1亿kW发电设备中，燃气轮机及其联合循环发电装置将占45%。韩国规划在今后15年内燃气轮机及其联 合循环发电装置将占新增机组容量的1/4以上。据分析，2000年以后，在新增的发电设备总装机容量中，燃气-蒸 汽联合循环发电装置将超过常规火电站，占电力发展的主导地位。
70年代后期到80年代初期，基于国外燃气轮机发电技术已有较大发展，同时国内石油和天然气的开发也有进 展，我国燃气轮机发展进人第二时期。当时水电部先后从英国JB公司、日本日立公司和法国阿尔斯通公司引进了 10套MS5op系列，单台功率为21.7-23MW燃气轮机发电机组，又从加拿大奥伦达公司引进2套OT-2100，单台功率 为9MW的燃气轮机列车电站，从而使我国燃气轮机发电装机容量达到300MW左右。这些机组大部分都经长期运行， 有些机组几经搬迁还在运行。
技术原则
技术原则
自70年代以来，我国燃气轮机发电有了逐步的发展，但仅局限于燃机单机容量较小的机组，且大多由国外购 买成套设备，因此，相对燃煤机组而言，设计院的工作较少，以前也没有形成这方面的设计规定。但随着近年来 我国燃气-蒸汽联合循环机组有了越来越多的应用，且联合循环机组容量将越来越大，我国已投入运行的燃机单机 容量最大为100MW级，现已有几个燃机单机容量200MW级的大容量燃气-蒸汽联合循环机组正在可行性研究阶段。 在设计上越来越需要有统一的设计和建设标准，为此国家电力公司电力规划设计总院在2000年版的《火电厂设计 技术规程》修订中增加了燃气-蒸汽联合循环发电技术的主要设计原则的有关内容同时组织华东电力设计院和西南 电力设计院主编《燃气-蒸汽联合循环电厂设计规定》，以指导今后此类工程设计。
国内外整体煤气化联合循环发电(IGCC)发展概况及我国建设条件分析
国内外整体煤气化联合循环发电（IGCC）发展概况及我国建设条件分析赵洁，赵敏，谢秋野中国电力工程顾问集团公司，北京 100011Domestic and abroad development situation and conditions analysis for the IGCC power plantsZhao Jie, Zhao Min, Xie Qiu-yeChina Power Engineering Consulting (Group) Corporation, Beijing 100011ABSTRACT: An overview of the development situation and tendency of IGCC power generation technology was proposed in this paper. The necessity of constructing IGCC power plant in China was discussed from the viewpoints, such as the feature of energy structure, the requirement of environmental protection, the water shortage and the capacity enlarging of predominant units. Based on the key technologies break-through and penetration of IGCC into the chemical industry, combined with the equipment localization and IGCC application potential in domestic power market, a comprehensive analysis on the basic conditions for building IGCC power plants in China was analyzed in detail. It shows that the development conditions for IGCC technology are mature, and it’s time to rapid the application and development of this technology in China.KEY WORD:coal-fired power plant, IGCC power generation technology, developing condition, key technology摘要：对目前国外IGCC发电技术发展及应用情况，建设和发展趋势等作了概要介绍；从我国能源结构特点、环境保护需要、水资源短缺、电网主力机组容量等方面对我国建设IGCC电厂的必要性进行了论述；根据IGCC发电核心技术进入中国化工行业及科研单位对IGCC发电核心技术研究的突破、IGCC国内设计能力、设备制造本地化、IGCC发电技术在我国电力市场的应用潜力及发展现状等方面的情况，对我国建设IGCC电厂的基础条件进行全面分析，认为目前我国发展IGCC发电技术的条件已基本成熟，应加快IGCC发电技术在我国的应用和发展。
等离子气化联合循环发电系统-对外
负离子、激发态的原子或分子、基态的原子或分子以及光
子。电子和离子带的电荷相反，但数量相等，这种状态被 称做等离子态。 等离子态在宇宙中广泛存在，常被看作物质的第四 态（有人也称之为“超气态”）。等离子体由克鲁克斯在
1879年发现，“Plasma”这个词，由朗廖尔在1928年最
早采用。
节能减排技术与世界同步
4.3.2、等离子反应塔工艺作用
等离子反应塔（超气态电素流模组脱硫脱硝净化设备）作用：
当含有水蒸气的烟气（经过勒纳德反应塔后烟气含水蒸气量增多）
经过等离子电极时，会使烟气中的O2和水蒸气发生反应，产生强 氧化性的自由基O-，OH-，（ＨＯ2）3-和H2O2等。通过这些自由 基将烟气中的 SO2氧化为SO3或着相应的 H2SO4，如果事先在超 气态电素流中注入接近化学计量比的氨气，最终就生成硫胺，用
节能减排技术与世界同步
5.2、NO2:节能性
项目建设依靠科技进步，积极采用无害低耗能的新工艺、新
技术，大力降低原材料和能源的消耗，实现少投入、高产出、低
污染，尽可能把对环境污染的排放物消除在生产过程之中。 根据生态学的原理组织生产，使上游发电企业的“废料” 成为下游企业的原材料，从而尽可能减少污染排放。通过
具体分析见下表
节能减排技术与世界同步
3）经济性指标分析
计费参数 类别 热量 电量 单价 57元/Gj 0.65元/Kwh 总量 280000GJ 800万Kwh 合计 1596万 520万
投资成本及回收分析 总投资成本 3470元 （含利息） 年回收成本 463万元 （已减税） 供热亏损 27万元 预计成本回收 年限 8
节能减排技术与世界同步
4）投资范围
投资方 投资界限
中国燃气—蒸汽联合循环发电的展望
中国燃气—蒸汽联合循环发电的展望摘要：本文探讨用燃气轮机联合循环技术作为今后中国火电的重要补充，认为发展大容量的高效率的燃气轮机及其联合循环是一个必然的趋势，它既能节省世界上日趋紧张的能源资源，又能保护环境。
燃用天然气和燃煤的燃气轮机联合循环发电机组必将成为中国电力工业中的一个重要组成部分。
关键词：燃气轮机；最佳效率；联合循环0、引言自从1939年世界上第一台大功率发电用燃气轮机由瑞士BBC公司研制成功以来，世界各国都大力研究和发展燃气轮机发电技术。
但是由于当时机组的单机容量小，热效率低。
因而在电力系统中只能作为紧急备用电源和调峰机组使用。
为了确保电网运行的安全运行．燃气轮机在当时欧美工业发达国家电网中的装机份额一般仅占8%～10%左右。
然而，从20世纪80年代以后，燃气轮机及其联合循环在世界电力系统中的地位却发生了显著变化，不仅可以用作紧急备用电源和尖峰负荷机组。
还被用来带基本负荷和中间负荷，大有取代常规的燃煤蒸汽轮机电站的趋势。
近十几年来世界燃气轮机进入了一个新的发展时期，燃气轮机技术进步主要表现在单机容量增大、热效率提高与污染排放降低。
目前燃气轮机功率已经超过300MW，简单循环热效率超过39%，联合循环热效率超过58%。
干式低NOx燃烧技术已使燃用天然气和蒸馏油时的NOx排放量低于25ppm和42ppm。
大大提高了燃气轮机在能源与电力领域中的地位与作用。
为了优化能源结构、改善环境污染，中国决定利用西气东输，东海油气和进口LNG（液化天然气）等清洁能源，建设一批大型联合循环电厂。
1、中国能源与电力工业现状中国的能源状况可以概括为：人均能源占有量低；能源消费以煤为主，能源利用效率低；环保问题突出；农村商品能源匮乏。
我国开发技术较为成熟的能源有：煤、油、气和水能。
煤的探明保有储量超过1万亿吨，石油超过40亿吨；天然气超过10万亿立方米；水电可开发4.02亿千瓦。
我国常规能源资源按人均计算仅为世界平均水平的61.4%。
气化联合循环发电工艺技术及应用
气化联合循环发电工艺技术及应用
气化联合循环发电工艺是一种新兴的发电技术，主要利用燃烧气体和工艺水的循环来转化热能为机械能，最终以发电的形式提供用能单位的能量。
与其他传统的燃烧-蒸汽循环发电技术相比，气化联合循环发电工艺具有优越的技术特点，能够有效节约能源，大幅度提高热效率，简化流程，缩短建设周期，降低投资，从而实现经济性发电。
气化联合循环发电工艺基本包括以下主要组成部分：燃烧系统、贮水系统、气化系统、余热回收系统以及发电系统。
其中，燃烧系统用于利用燃料热量烧燃气体。
贮水系统将热水贮存起来，便于后续发电。
气化系统有助于将水转变为高温气体，以提高发电效率。
余热回收系统可以将多余的热能转化成电能，有效提高发电系统的效率。
最后，发电系统用于将热能变为机械能，最终转化为电能。
气化联合循环发电工艺应用范围广泛，可用于工业发电、居民发电以及热水热能利用等场合。
特别是在工业炉窑、水泥生产等热耗较大的场合，可充分利用热散失，减少热源的枯耗，节约能源，延长炉窑的使用寿命，提高生产效率。
而在居民发电领域，可以采用分布式发电的形式，满足住宅小区的用能需求，减少居民住宅的电力依赖，从而节能环保。
此外，气化联合循环发电工艺还可用于其他热水发电场合，如热水锅炉、浴室洗浴等，以实现对热水能量的有效利用。
综上所述，气化联合循环发电工艺是一种技术含量高，实施成本低，回报期短的发电技术，其结构简单，且能够实现高效率、低污染的发电，因此受到越来越多的投资者、研究者关注。
随着技术的不断发展，气化联合循环发电工艺有望在未来发挥更加重要的作用，成为城市及农村的主要的发电模式。
燃气联合循环电站原理
燃气联合循环电站原理最近在研究燃气联合循环电站原理，发现了一些有趣的东西，今天就想跟大家聊聊。
我们的生活离不开电，你看，每到晚上，家里灯火通明，各种电器都要用电。
那电是怎么来的呢？这其中燃气联合循环电站就是一种很厉害的发电方式。
你可以把燃气联合循环电站想象成一个特别的厨房，这里有好几个功能区一起合作来做饭（发电）。
燃气轮机部分就像是炉灶，它利用燃气燃烧产生高温高压气体推动叶片转动，就像炉灶的火让锅里的水沸腾产生蒸汽推动锅盖一样。
这个阶段产生了机械能，但这还不是终点哦。
燃气轮机排出的气体温度还很高呢，一般有五六百度呢，可不能就这么浪费啊！这就要说到余热锅炉了，它就像是个回收利用剩热的小能手。
把燃气轮机排出的热气利用起来，让水汽化变成蒸汽。
这里我一开始也很困惑，为什么这么麻烦，直接用燃气轮机发电不就好了吗？后来才明白，这是为了能充分利用能量。
然后这些蒸汽被送到蒸汽轮机里，这个蒸汽轮机就像我们小时候玩的风车，蒸汽吹动叶片，然后又带动发电机发电。
这样通过燃气轮机和蒸汽轮机的合作，电站就能够更多地把燃料的能量转化为电能了。
说个实际应用案例吧，在一些大型工业园区附近，燃气联合循环电站就能发挥很大的作用。
那里的企业需要大量稳定的电力供应，而这种电站发电效率高，可以快速响应电力需求。
不过要注意的是，燃气联合循环电站运行中对燃气的质量和供应稳定性有较高要求，如果燃气供应出现问题，整个电站的发电就会受到影响。
说到这里，你可能会问，那是不是这种电站就是最好的发电方式呢？我觉得不是，每种发电方式都有它的优缺点。
比如水电无污染，但是受到地理环境限制比较大。
而燃气联合循环电站虽然效率高，但是对燃气资源有依赖。
这也让我延伸思考到，未来多种发电方式可能会相互结合，取长补短，来满足我们日益增长的电力需求。
还希望大家要是有不同见解也能一起讨论讨论呀。
美国第一座煤气化联合循环电站
美国第一座煤气化联合循环电站
柴爱生
【期刊名称】《中国电力》
【年(卷),期】1993(000)008
【摘要】美国第一座把煤的气化和燃气-蒸汽联合循环系统结合在一起的综合试验电站IGCC(Integrated Gasification-Combined Cycle System),位于加利福尼亚州穆加维沙漠的达盖特,是根据煤气化计划建设的一座总发电能力为117MW的煤气化联合循环电站.该电站占地面积49.6公顷,总投资0.263G美元,
【总页数】1页(P47)
【作者】柴爱生
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TM621
【相关文献】
1.我首座整体煤气化联合循环发电示范电站建成投产 [J],
2.联合循环电站改造为整体煤气化联合循环的粗煤气冷却 [J], 周贤;王波;张士杰;肖云汉
3.关于旧电站技术改造升级为整体煤气化联合循环(IGCC)电站的建议 [J], 丁一
4.我国首座整体煤气化联合循环发电IGCC 示范电站建成投产 [J], 汪家铭
5.中国首座煤气化联合循环电站投产 [J], 文娜
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国外煤气化联合循环发电的新进展
国外煤气化联合循环发电的新进展
孙宗海
【期刊名称】《煤化工》
【年(卷),期】1993(000)001
【摘要】由于天然气资源的局限性,国外燃煤电站发展前景良好,而煤气化联合循环发电,以其优异的环境特性和明显的效率优势,在各种燃煤发电路线中格外令人注目。
目前适用于联合循环发电的煤气化工艺已有五种,各具特征,适用于不同的煤种。
其
中两种已有商业规模电站的运行经验,有一种已在建设商业电站,另两种正处于示范
阶段。
展望未来,在环保要求日益严格的形势下,煤气化联合循环发电将有更快的发展。
【总页数】5页(P1-5)
【作者】孙宗海
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TM611.3
【相关文献】
1.对国外煤气化联合循环发电装置的考察 [J], 韩梅
2.国外煤气化联合循环发电项目概况 [J], 徐振刚
3.整体煤气化联合循环—燃煤联合循环发电技术之一 [J], 林汝谋;蔡睿贤;肖云汉
4.两种清洁的燃煤发电工艺：增压流化床燃烧联合循环发电和煤气化联合循环发电
[J], 钱笑公
5.整体煤气化联合循环发电技术的最新进展 [J], 陆定原
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节能减排技术与世界同步
等离子气化：等离子气化是发生在等离子气化 炉中的一个气化过程（等离子体气化炉是一种 在高温、缺氧环境下运行的容器），等离子炬 提供能量用于维持反应炉的高温环境，采用电 弧来电离气体和在高温下气化有机物，热和高 能等离子体能将有机物原料分解成氢和其它简 单的化合物而转化为合成气。
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4.2.2、勒纳德反应塔（纳米气液两相膜深度除尘装置）作用：
烟气进入纳米气液两相膜高效湿式除尘装置后，自激式负氧发生器 产生大量负氧离子，通过静电吸附捕集粉尘，再经过雨淋负氧发生器 二次除尘，进而形成水包裹尘溶胶颗粒(含尘水滴)。烟气经过勒纳德 塔后，有害污染成份主要剩余SO2和NOx。
4）投资范围
投资方 河海
尤佳
投资界限
机房内设备以及机房至厂内变压器 的配电
机房外的管道及导热油
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人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
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3）经济性指标分析
计费参数
类别 热量 电量
单价 57元/Gj 0.65元/Kwh
总量 280000GJ 800万Kwh
合计 1596万 520万
投资成本及回收分析
总投资成本
3470元 （含利息）
年回收成本
463万元 （已减税）
供热亏损 27万元
预计成本回收 年限
8
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布朗气体是指通过布朗发生器以碱性水溶液为原
料电解生成2：1比例的氢氧混合可燃气体。
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4.2、勒纳德反应塔
4.2.1、工作原理：水经过高速摩擦、尖端放电等现象后，容易被 激发，从而分解产生大量的负氧离子，这就是著名的勒纳德效应。 反应方程式如下：勒纳德效应 3H2O = 2H3O++ O2-在山林、瀑布、 喷泉处勒纳德效应很容易产生。可利用勒纳德效应，通过自激式负 氧发生器产生负氧离子对粉尘进行吸附。
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5.3、NO3:高效先进性
(1)厂房布置紧凑，占地面积小，单位占地面积供热量高 于常规热电厂。厂区建筑造型美观，明显有别于常规电 厂，无冷却塔，无烟囱，建筑风格去工业化，厂址虽位 于市区，却可以提升城市景观效果。
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常规电厂外观图
河海清洁煤电效果图
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4.3.3、等离子反应塔脱硫原理
利用等离子设备产生强电压低电流反应室，将烟气 成份激活，形成活性自由基，在这状态下SO2会形成自 由基，引发复杂的链反应 ,最终重组形成稳定的更易于 被水吸收的SO3；主要发生的反应有：
H20+e*→H*+OH* SO2+e*→S*+O2* S+O2+e*→SO3* SO3*+H2O→H2SO4
燃煤电厂
一般地区 重点地区
30mg/m3 20mg/m3
100mg/m3 50mg/m3
100mg/m3 100mg/m3
天然气电厂
5mg/m3
35mg/m3
50mg/m3
等离子气化清洁循环热动系统 ≤5mg/m3
≤35 mg/Nm3 ≤50mg/Nm3
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5 与传统工艺对比-高效先进性
(2)常规燃煤电厂烟气排放限值为：烟尘：30mg/m3，SO2： 100mg/m3，NOx：100mg/m3，重点地区烟气排放限值为：烟尘： 20mg/m3，SO2：50mg/m3，NOx：100mg/m3。 本项目锅炉烟气处理系统采用等离子技术进行煤改气+布袋除尘器+ 纳米气液两相膜+超气态电素流模组脱硫脱硝净化设备，最终烟气 污染物排放浓度可达到：
名称：PGCC系统投资设备及各项报价
单位：万元
9
辅机系统
套
1
10
除盐水系统
套
1
11
电气系统
套
1
12
控制系统
套
1
13
厂房
座
1
14 系统安装调试费 系统 1
15
系统设计费 系统 1
16
合计
57.5 70 115 200 230 280 50
57.5 70 115 200 230 280 50
2797
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3
工艺流程简介
等离子气化清洁循环热动系统流程图 节能减排技术与世界同步
4
主要设备介绍
4.1、等离子燃气发生器：将焦炭转化为可燃性气 体——煤气（主要成分为CO、H2、CH4等）的生产 设备。
河海自主研发的等离子气体发生器是通过持续向 发生器内通入布朗气体，然后依靠等离子技术将焦 炭高效快速转化成可燃气体（主要成分为CO、H2、 CH4等）。
纳米气液两相膜高效湿式除尘装置系统原理示意图 节能减排技术与世界同步
4.2.3、勒纳德反应塔技术名词
自激式负氧发生器：烟气进入除尘塔后，安装有“音爆喷头”的自 激式负氧发生器，根据“勒纳德效应”原理产生大量的负氧离子，通 过静电吸附捕集粉尘，烟尘有充足的时间与液体接触，烟尘被液体吸 附形成微团。已形成微团的烟尘在紊流中不断与其他微团碰撞，凝结 成较大的微团，比重增大，再经过雨淋负氧发生器二次除尘，进而形 成水包裹尘溶胶颗粒(含尘水滴)，然后进入纳米气液两相膜微反应器中。
6
经济效益
2）经济性对比分析
类别
原燃煤锅炉年运营成本（概数） 费用
单位：万元 备注
燃料费
1540(含税） 燃料总量约为28000吨
人工费
50
12名工人
管理费
10
维保
20
其他
5
合计
1625
由燃煤数量可得能量成本约为59元/Gj
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2）经济性对比分析
类别 燃料费 人工费 管理费 维保费 发电辅助费 其他 合计
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4.3.4、等离子反应塔脱硝原理
等离子体自由基 OH、O、N、 HO2、O3、NH2 等与NO反应 ,将 NO氧化为 NO2 ,部分 NO被还原为 N2 ，主要发生的反应有：
H20+e*→H*+OH* NO+O*+M→NO2+M NO+O3→NO2+O2 NO+NH2→N2+H2O NO+OH*→HNO2 NO2+OH*→HNO3 NO+N*→N2 +O
PGCC系统年运营成本
单位：万元
费用
备注
1360
燃料总量约17000吨
100
15名工人
15
40
100
8
1623
能量成本约为58.5元/Gj
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3）经济性指标分析
EMC是合同能源管理机制（Energy Performance Contracting） 的国内简称，是一种以节省的能源费用来支付节能项目全部 成本的节能投资方式；这种节能投资方式允许用户使用未来 的节能收益为工厂和设备升级，降低目前的运行成本，提高 能源的利用效率。 通过合同能源管理机制来回收我公司的投资成本 具体分析见下表
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5.2、NO2:节能性
项目建设依靠科技进步，积极采用无害低耗能的新工艺、新 技术，大力降低原材料和能源的消耗，实现少投入、高产出、低 污染，尽可能把对环境污染的排放物消除在生产过程之中。
根据生态学的原理组织生产，使上游发电企业的“废料” 成为下游企业的原材料，从而尽可能减少污染排放。通过 副产品、能源和废弃物的相互转换，形成比较完整的闭合 工业生态系统，达到资源的最佳配置和利用，使废弃物资 源化、减量化和无害化，把有害环境的废弃物减少到最低 程度;并将环境污染减少到最低水平。
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4.3.5、等离子反应塔脱硝系统原理示意图
超气态电素流模组脱硫脱硝净化设备系统原理示意图 节能减排技术与世界同步
4.4、纳米气液两相膜吸收塔
纳米气液两相膜吸收塔：纳米气液两相膜吸收塔内 涂装特殊纳米材料，增大过滤板对水的吸附力(粘滞 力)，使过滤板上附着水流后，减小过滤板间隙，产 生纳米通道，从而达到精除尘的效果。气体中能反 应、溶解、浸润的杂质均可高效的被转移到液体中， 经过等离子反应塔处理后的烟气流经纳米气液两相 膜吸收塔时，烟气中的SO3和NO2会被完全吸收，从 而达到超低排放标准，最终可实现烟气排放去工业 化。
多层纳米气液两相膜：由于除尘器较高，内径较大，采用 单层纳米气液两相膜往往效果不够理想，故采用多层纳米 气液两相膜可以最大限度吸收烟气中的烟尘，大大提高了 除尘的效果。
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4.3、等离子反应塔 4.3.1、等离子态（体）
等离子体是物质存在的第四种状态。它由电离的导电 气体组成，其中包括六种典型的粒子，即电子、正离子、 负离子、激发态的原子或分子、基态的原子或分子以及光 子。电子和离子带的电荷相反，但数量相等，这种状态被 称做等离子态。
烟尘：4.5mg/m3, SO2 ：30.16 mg/Nm3，NOx： 45.5mg/Nm3， 均达到天燃气发电排放标准：烟尘：5mg/m3，SO2：35mg/m3， NOx：50mg/m3，环境效益非常显著。
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5 与传统工艺对比-高效先进性