煤气化联合循环发电是将煤炭气化后通过
燃气轮机与
蒸汽轮机联合发电的技术。其工艺流程为煤经气化生成煤气,净化后驱动燃气轮机发电,余热锅炉回收废气产生蒸汽推动汽轮机二次发电,整体效率可达45%。核心装置包括气化炉、煤气净化设备及燃气-蒸汽联合循环系统,其中整体煤气化燃气-蒸汽联合循环(
IGCC)以气化煤气替代油气燃料,气化用压缩空气来自压气机,蒸汽引自汽轮机抽汽。
余热锅炉型和增压锅炉型燃气一蒸汽联合循环系统中,
燃气轮机需用轻油或天然气,这在油和气源日益枯竭之时,它的应用和发展受到很大的限制。因此,国内外多致力于提高煤的利用技术,这种技术的概念和路线非常清晰,那就是:使煤在气化炉中气化成为中热值煤气或
低热值煤气,然后通过处理,把粗煤气中的灰分、含硫化合物(主要是H2S和COS)等有害物质除净,供到燃气-蒸汽联合循环中去燃烧做功,借以达到以煤代油(或天然气)的目的,这样,就能间接地实现在供电效率很高的燃气-蒸汽联合循环中燃用固体燃料-煤的愿望。
显然,在这种技术方案中,燃气轮机,余热锅炉以及蒸汽轮机部分都是常规的成熟技术,所不同的主要是煤的气化和粗煤气的净化设备而已。这种燃煤的燃气-蒸汽联合循环称为整体煤气化燃气-蒸汽联合循环(IGCC)。在整体煤气化联合循环中,气化用的压缩空气来自压气机,气化用的蒸汽引自汽轮机抽汽。IGCC系统如图1所示(1-气化炉;2-煤气净化装置;3-燃烧室;4-压气机;5-燃气透平;6-发电机;7-余热锅炉;8-汽轮机;9一凝汽器;10凝结水泵;11-给水加热器(排气冷却器))。
(4)燃煤后的废物处理量小。脱硫后生产的元素硫酸可以出售。有利于降低IGCC的发电成本。灰和任何微量元素熔融冷却形成的玻璃状的渣,对环境无害,可以作为建筑和水泥工业的原料。