洁净煤发电技术简介

增压流化床锅炉联合循环(PFBC)
增压式（第一代）PFBC 系统简图
煤 分离器 白云石 25%
余热 锅炉
75%
空 气ຫໍສະໝຸດ Baidu
增压流化床燃烧（PFBC）技术采用增压（6～ 20个大气压）燃烧，燃烧效率和脱硫效率可以得 到进一步提高。燃烧室热负荷增大，改善了传热 效率，锅炉容积紧凑。该技术除了可在流化床锅 炉中产生蒸汽使汽轮机做功外，从PFBC燃烧室 （也就是PFBC锅炉）出来的加压烟气，经过高 温除尘后，可进入燃气轮机膨胀做功。通过燃气 /蒸汽联合循环发电，发电效率得到提高。目前 可在相同蒸汽参数的单蒸汽循环发电提高3～4％。

循环流化床燃烧方式的优点主要是： １．清洁燃烧，脱硫率可达８０％～９５％， NO x 排放可减少５０％； ２．煤种适应性强，特别适合中、低硫煤； ３. 燃烧效率高，可达９５％～９９％； ４．负荷适应性好。负荷调节范围为30～100％
2. 整体煤炭气化燃气-蒸汽联合循环发电技术特点
邹县电厂 1000MW机组 锅炉总剖面图
旋流燃烧器前后墙对冲燃烧方式
3 m
纵切面
外高桥三期1000 MW 锅炉剖面图
主蒸汽 820.8kg/s (2,955 t/h) 29.7MPa (设计压力) 0C 605 再热蒸汽 678.6kg/s (2,443 t/h) 7.0 MPa (设计压力) 603 0C
玉环电厂 1000MW机 组锅炉总剖面 图
最大连续蒸发量B-MCR 2950 t/h 额定蒸汽压力（过热器出口） 26.25 MPa(a) 额定蒸汽温度 605 ℃ 再热蒸汽蒸汽流量（B-MCR/BRL） 2457/2279 t/h 再热器进口/出口蒸汽压力（BMCR） 5.27/5.07 MPa(a) 再热器进口/出口蒸汽温度（BMCR） 359/ 603 ℃ 给水温度（B-MCR） 298 ℃ 双炉膛直流燃烧器双切圆燃烧方式
主汽压力:24Mpa左右,
常规超临界机组 （conventional supercritical）
主汽和再热汽温度:540-560℃
效率比亚临界机组高2%左右 煤耗290~300g/千瓦时
超超临界机组 （ultra supercritical）
主汽压力:25-35Mpa及以上， 主汽和再热汽温度:580-600℃及以上， 效率比常规超临界机组高4%左右
（IGCC）
IGCC发电技术是煤气化和蒸汽联合循环的结 合，是当今国际正在兴起的一种先进的洁净煤 （CCT）发电技术，具有高效、低污染、节水、 综合利用好等优点。它的原理是： 煤经过气化和净化后，除去煤气中９９％以上 的硫化氢和接近１００％的粉尘，将固体燃料转 化成燃气轮机能燃用的清洁气体燃料，以驱动燃 气轮机发电，使燃气发电与蒸汽发电联合起来。 整体煤气化联合循环系统简图见下图。
整体式煤气化燃气—蒸汽联合循环(IGCC)
清洁煤气 燃烧室
加压煤气炉
粗煤气
煤气净化 系统
原 则 性 系 统 图
煤 蒸 空 汽 气 或 氧
空气 压气机 燃气轮机 燃气轮机 热排气 余热锅炉 排烟至烟囱
蒸汽轮机
冷凝器
IGCC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。
采用增压流化床燃烧联合循环（PFBC-CC） 发电能较大幅度地提高发电效率，并能减少由于 燃煤对环境的污染。PFBC将成为21世纪主要的 洁净煤发电技术之一。 上述三种洁净煤发电技术均属于洁净煤发电技 术，它们各有自身的特点。下表是这三种洁净煤 发电装置的技术特点比较：
4.超临界燃煤电站加脱硫、脱硝装置（SC+FGD+DeNOx） 对于常规的燃煤机组而言，采用超临界参数， 提高电厂热效率，降低煤耗（减少燃料消耗量） 是污染物减排的首要措施；采用先进的燃烧技术， 合理有效地组织燃烧过程，在燃烧过程中减排也 是重要的污染物减排技术，可以大幅度降低污染 物排放，但当排放的限制更严格，而且靠炉内燃 烧减排不能满足要求时，需要采取烟气脱硫脱氮 技术措施。
超超临界机组热效率可以达到45%以上，煤耗低到270g/千瓦时
目前已投产的国内百万等级超超临界压力锅炉： 1.外高桥第三电厂2×1000MW 上锅（SBWC）---阿尔斯通公司（API，USA）
2.华能玉环电厂2×1000MW 哈锅（HBC）---三菱公司（MHI，JAPAN） 3.华电国际邹县发电厂四期2×1000MW 东锅（DBC）---巴布科克-日立公司（BHK，JAPAN）
煤 炭 洗 选
型
水 煤
煤 炭 气 化
煤 炭 液 化
煤
浆
高 效 超 临 界 发 电
常 压 循 环 流 化 床
加 压 流 化 床 联 合 循 环
整 体 煤 气 化 联 合 循 环
烟 气 除 尘 技 术
烟 气 脱 硫 脱 硝 技 术
其 它 污 染 控 制 新 技 术
所谓“洁净煤发电技术”就是指“洁净煤技术”中 与发电相关的技术项目。它的重点是提高发电机组的效 率和控制因燃煤而引起的污染物的排放。 目前“洁净煤发电技术”主要有以下几种： * * * * 循环流化床燃烧技术（CFB） 整体煤气化燃气-蒸汽联合循环发电（IGCC） 增压流化床燃气-蒸汽联合循环发电（PCFB－CC） 超临界燃煤电站加烟气脱硫、脱硝装置（SC + FGD+De-NOx）
第二节. 洁净煤发电技术的技术特点
1. 循环流化床燃烧（FBC）技术特点 循环流化床燃烧（FBC）技术系指小颗 粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下，即高 速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃 烧的技术。 循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫 工艺，以石灰石为脱硫吸收剂，燃煤和石灰石 自锅炉燃烧室下部送入，一次风从布风板下部 送入，二次风从燃烧室中部送入。石灰石受热 分解为氧化钙和二氧化碳。
气流使燃煤、石灰颗粒在燃烧室内强烈扰动形成 流化床，燃煤烟气中的SO2与氧化钙(CaO)接触 发生化学反应被脱除。为了提高吸收剂的利用率， 将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰送回燃烧室 参与循环利用。钙硫比达到２～２.５左右时， 脱硫率可达９０％以上。 同时由于该锅炉炉温比较低，并采用分级送 风燃烧方式，所以可大大减少氮氧化物（NOx） 的生成。 典型循环流化床锅炉的结构简图见下图
3. 增压流化床燃气-蒸汽联合循环发电技术特点
（PFBC－CC）
增压流化床燃烧（PFBC）技术从原理上基本 同常压流化床燃烧（FBC）大体一致，燃烧空气 通过布风板进入燃烧室，，加入的煤粒和脱硫剂 （通常是石灰石或白云石）处于悬浮状态，形成 一定高度的流态化“床”层。流化床中，脱硫剂 在煤燃烧的同时脱除二氧化硫，再由于流化床燃 烧温度控制在900℃以下，抑制了燃烧过程中氮 氧化物的生成，所以大大减少了污染物的排放。 同FBC一样， PFBC的燃烧效率高，对煤种适应 性强。 该燃烧装置的示意图见下图。
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，又有很好的环保性能，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 发电的单机功率已达300MW以上，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 前国家二氧化硫限额约为1200mg／NM3 ），氮 氧化物排放只有常规电站的15%--20%，耗水只 有常规电站的1/2-1/3，有利于环境保护。
给水 297
煤种 烟煤
0C
直流燃烧器切向燃烧方式
m
目前我国正在规划和在建的100万千瓦超超临界燃煤机组
国电泰州发电有限公司4台1000MW超超临界机组 广东国华粤电台山发电有限公司二期工程6台1000MW超超临界机组 天津北疆发电厂4×1000MW燃煤超超临界发电机组 华能广东海门电厂规划总装机容量为6台100万千瓦超超临界燃煤机组 广东平海电厂设计装机容量1000MW，一期工程为1000MW。 华润电力浙江苍南电厂2×1000MW超超临界机组 国华宁海电厂二期2×1000MW超超临界机组 浙江北仑电厂2×1000MW超超临界机组 国电博兴电厂规划容量为4×1000MW超超临界机组 皖能马鞍山发电厂2×1000MW超超临界机组 安徽华电芜湖电厂二期2×1000MW超超临界机组 绥中发电厂二期2×1000MW超超临界机组 福州长乐电厂一期工程2×1000MW超超临界机组 安徽华电宿州电厂二期2×1000MW超超临界机组 山东大唐东营电厂一期2×1000MW超超临界机组 湖北汉川电厂2×1000MW超超临界机组 珠海发电厂2×1000MW超超临界机组 谏壁发电厂2×1000MW超超临界机组 未完全
第七章 洁净煤发电技术简介
第一节.洁净煤发电技术概念 洁净煤技术是指煤炭从开发到利用全过程中， 旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、 转化及污染控制等高新技术的总称。它将经济效 益、社会效益与环保效益结合为一体，成为能源 工业中国际高新技术竞争的一个主要领域。
洁净煤技术
煤炭加工 煤炭转化 先进发电技术 烟气净化技术等