闫亦成-整体煤气化联合循环发电技术研究-last-100609

南京工程学院毕业设计说明书（论文）

（2）以IGCC示范工程带动自主核心技术研发

示范工程是IGCC技术研发的平台和载体。从各国IGCC发展看，建立试验电站是发展IGCC必须走出的第一步；从我国国民经济与能源发展的需要看，示范工程应立足于促进IGCC自主核心技术发展。考虑到IGCC涉及电力与化工两个行业，较为复杂，成立以发电集团、发电设备制造、化工企业、科研院等单位参加的科研攻关小组是比较好的选择，打破行业界限，采用产学研一体化开展IGCC技术攻关。

（3）对IGCC示范工程给予政策支持

从国外IGCC发展看，IGCC发展还离不开政策支持。2005年美国能源政策法案为建设IGCC电厂提供了诸如投资税减免、联邦政府贷款担保、现金资助等一系列优惠政策。2006年美国总统又发表了《先进能源计划》，在2007年总统预算中为IGCC项目提供5400万美元的拨款。西班牙和荷兰2个示范项目均由欧盟积极推动，给与财政支持，组织有关各方参与项目开发和试验，并在电厂运行小时（基本维持在年运行6000~8000h）和电价上给予大力支持。目前，我国环保要求低于发达国家，环保折价也还实施，发展IGCC更需要相应的政策支持。

3.2 IGCC在中国的发展

我国有丰富的煤炭资源，而目前的石油和天然气探明储量则相对短缺。一方面，我国以煤电为主的电力结构在短期内不会改变而另一方面，目前燃煤发电机组存在污染严重、供电煤耗高两大难题，所以发展以为首的洁净煤技术对我国能源安全和可持续发展有着重大战略意义。

世界发达国家极为重视洁净煤燃烧技术，制定了一系列强有力的政策法规，并投入了巨额资金研究开发和推广应用洁净煤技术。美国制定并实施了庞大的洁净煤技术示范计划，己经取得了很好的成果欧共体指定了“兆卡计划”，旨在促进欧洲能源利用新技术的开发，减少对石油的依赖和煤炭利用造成的环境污染；日本1993年在“新能源综合开发机构”内组建了“洁净煤技术中心”，负责全日本的新能源和洁净煤技术的规划、管理和实施。

20世纪90年代，我国就将洁净煤燃烧技术作为可持续发展和实现环境根本转变的战略措施之一，给予了高度的重视。我国正在大力推进清洁煤技术的

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发展和利用，减轻环境压力。《中国21世纪议程》已经将洁净煤技术计划列入最优先发展的领域。

3.2.1 IGCC在中国的进展概述

我国IGCC发电技术研发工作经历30多年，一些单项技术如气化炉、空分设备、煤气脱硫、余热锅炉等有一定的技术基础。通过“九五”科技攻关，我国在IGCC可行性和关键技术方面取得了许多重大研究成果：在IGCC发电系统总体特性及运行、自控技术方面完成了IGCC发电机组运行技术、热力系统及其特性、发电系统自动控制技术的研究及发电系统经济性分析；在气化炉工程化方面完成了煤气化喷嘴和测温技术的研究开发和气化岛系统工艺及设备的优选；在高温煤气除尘脱硫技术研究与开发方面完成了高温煤气除尘工艺及设备艺及设备优选的研究；燃气轮机方面完成了我国燃气轮机发展战略和IGCC电站燃气轮机选型原则和技术规范的研究；余热锅炉和汽轮机方面完成了余热锅炉和汽轮机组合的蒸汽系统优化设计和汽轮机通流部分优化设计的研究。与此同时，国内研究单位与国外机构开展了多项IGCC技术的国际合作。“八五”期间与美国Texaco公司等合作，完成了水煤浆加压气化200MW和400MW等级IGCC预可行性研究；与荷兰Shell公司合作完成了中国IGCC示范电站预可行性研究。

“九五”期间与英国Mitsuibabcock公司合作，于2001年6月完成了一套500MW空气部分煤气化联合循环发电技术（ABGC）的系统设计和优化。1994~1996年华北电力设计院与美国Texaco和GE公司共同完成了200MW级和400MW级湿法加料（全热回收和激冷流程）IGCC项目初步可行性研究。1997年华北电力设计院和西安热工研究院与荷兰Shell公司共同完成了300MW级和400MW级干法加料IGCC项目初步可行性研究。这些研究成果和国际合作为我国发展IGCC技术打下了良好基础。

3.2.2 我国IGCC发电技术应用现状及政策建议

我国1978年开始研究IGCC技术，并将其列入国家重点科技发展项目，但由于历史原因，相关研发单位和设备制造厂商积极性并不是很高，IGCC技术发展非常迟缓。国家电力公司曾计划2003年在山东烟台开工建设IGCC示范电站，但由于项目所需关键技术和设备需要从国外购买，造价昂贵，而效益短期

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又难以显现，加之当时全国范围的电力短缺，该项目被取消。随着环境形势的日益严峻和节能减排任务的不断加大，IGCC技术日渐受到重视。

2005年底华能集团提出绿色煤电战略，2006年各大发电集团竞相展开IGCC技术在国内的发展和应用，IGCC技术出现了发展的转机。华能天津绿色煤电IGCC电站和华电杭州半山IGCC电站是目前我国推广IGCC电站的示范项目。

IGCC发电技术把高效、清洁、节水和多联产等特点结合起来，更符合21世纪发电技术的发展方向。随着近期IGCC示范工程项目的建设，也已经初步具备了进一步发展的基本条件。但是，现阶段我国IGCC项目单位造价和运行成本仍比正常燃煤加脱硫电站高，约等于常规燃煤电厂单位投资造价的2倍，上网电价高于当地脱硫标杆上网电价，经济效益情况相对较差。鉴于IGCC项目的缺乏竞争力的情况，需要通过政府引导与市场机制相结合，给予IGCC电站以政策性优惠。具体建议如下：

（1）继续推进IGCC示范电站建设。通过一系列示范电站的建设，带动IGCC技术的验证和提高，可以有效提高与IGCC电站配套的设备制造商设计、制造水平，降低发电成本，提高经济效益。

（2）由敏感性分析可知，电价对经济效益影响非常明显，因此国家可以通过给予IGCC发电的上网电价优惠政策，以促使IGCC技术经济效益的改善。

（3）如果把煤粉电站每年多排放的污染物进行“污染罚款”处理，这将会更加减弱因IGCC造价过高所带来的竞争力不足问题，可见优惠的税收政策和环境政策将会鼓励IGCC技术的普遍应用。

（4）由敏感性分析可知，机组年利用小时数对电价影响较为明显，因此国家应采取鼓励引进IGCC先进技术政策和技术设备国产化政策，提高机组利用小时，积极推动IGCC技术的推广应用。

3.2.3 我国发展IGCC的思考

（1）IGCC商业化最主要的障碍有以下两点 ①较高的成本

IGCC设备的建设成本要比传统燃煤电站高。IGCC电站的比投资费用还比较高，一般都高于S<1500PkW。

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②较低的可用性

可用性在IGCC电站中被认为是与其过程有关的重要参数来加以考虑。现有IGCC电站的可用率仅80%。尽管IGCC电站的可用率近年来增加很多，但仍落后于燃煤电站。除了以上所提到的IGCC商业化的主要障碍以外，IGCC还有其他的缺点，例如其较长的建设周期和较少的运行经验。

（2）我国发展IGCC的合理途径

①我国的IGCC应该保障合理的建设速度。

②在加强国际合作的情况下，IGCC的发展应当从提高我国的自主创新能力，获得自主知识产权，制造核心设备的能力这些方面开始，这些可以提高我国在能源行业的国际竞争力。

（3）发展IGCC的思考

①我国还将长期依赖于煤的燃烧。煤炭的清洁利用对于我国能源系统的可持续发展具有重要的意义。考虑到未来20年是煤炭传统利用方式转变的战略性机遇时期，推动IGCC的发展不应盲目跟从国际上的模式，而应当基于我国的特殊需要和国情进行现实的选择。IGCC最重要的特点就是使煤气化过程和多种副产品生产过程之间达到最优耦合来实现较高的经济效益，较低的环境污染物排放，利于二氧化碳的捕集。这是至今为止所知道的唯一一种可以控制二氧化碳排放量的经济性煤炭技术。

②尽管我国发展IGCC的风险很高，但在我国还是有很高效益的，这主要取决于我国对电力的巨大需求，并且严重依赖煤炭作为电力生产的资源。

③我国发展IGCC电站的合理推动力应不仅仅局限于满足电力需求上。确定我国存在严重的空气污染，气候变化，石油短缺和能源安全这些问题是发展IGCC的重要前提。再者，从长远来看，我国具有占有较大能源市场的潜在竞争力，但是至今为止，国内电力设备制造商还没有在先进技术方面占有合理的市场份额，比如气化炉。为了在技术方面从纯进口转化到占有一定的市场份额，而不是仅仅依赖于进口，开发我国的自主创新能力和掌握核心技术是非常重要的。幻想依赖国外技术来发展我国新的电力工业体系是不切实际的。

3.3 IGCC技术发展的趋势分析

二十多年来，依靠集成技术进展和综合，IGCC技术发展迅速，系统净效

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