【正文】 d．對(duì)COS吸收能力強(qiáng)，無(wú)需水解單元e．揮發(fā)性小，不需加裝反洗裝置回收熔劑 f．無(wú)毒無(wú)腐蝕，設(shè)備可采用碳鋼材料g．熔劑市場(chǎng)上大量供應(yīng)，容易采購(gòu) （Sulfinol） 環(huán)丁砜法（Sulfinol）屬物理化學(xué)吸收法。沒有被吸收掉的殘氣自吸收塔排出至焚燒爐中焚燒。各種濕法脫硫方式的目的僅在于將H2S氣體富集，形成高濃度的富含H2S氣體的酸性氣。IGCC蒸汽系統(tǒng)的HRSG HRSG的分類 聯(lián)合循環(huán)中的HRSG受燃?xì)廨啓C(jī)排氣制約。(3)臥式與立式HRSG的優(yōu)缺點(diǎn) 兩類HRSG各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)性，一般認(rèn)為臥式自然循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)有： ①汽包容積較大，當(dāng)功率變化使燃機(jī)排氣熱力波動(dòng)時(shí)的適應(yīng)性和自平衡能力較強(qiáng)，熱流量不易超過(guò)臨界值因而操作較安全。 (2)多壓有再熱的蒸汽循環(huán) 當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)在額定功率下排氣溫度大于538℃時(shí)，多采用多壓有再熱的蒸汽循環(huán)，其目的提高底部循環(huán)的熱效率和降低汽輪機(jī)末級(jí)葉片的蒸汽濕度。因此，要保持HRSG無(wú)輻射受熱面，僅有對(duì)流受熱面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的型式。所以，應(yīng)經(jīng)技術(shù)分析而定。只有當(dāng)下部循環(huán)為避免燃機(jī)功率變化和滿足新蒸汽參數(shù)要求以保證汽輪機(jī)安全發(fā)電等需要時(shí)，才采用補(bǔ)燃，此時(shí)稱它為補(bǔ)燃HRSG。一般單壓無(wú)再熱余熱鍋爐初壓不宜過(guò)高，多采用中壓至次高壓(～6. OMPa)。而汽輪機(jī)要求蒸汽參數(shù)相對(duì)穩(wěn)定，即使在滑壓運(yùn)行時(shí)變動(dòng)量也不能很大而有一定制約，如汽機(jī)末級(jí)濕度的限制和非沸省煤器不產(chǎn)生汽化等。余熱鍋爐的排氣溫度越低，燃?xì)鉄崮艿睦贸潭染驮礁摺? (4)對(duì)同樣型號(hào)的燃?xì)廨啓C(jī)，在IGCC中汽輪機(jī)的功率要比燃燒天然氣或液體燃料的常規(guī)聯(lián)合循環(huán)大。采用滑壓運(yùn)行方式時(shí)，余熱鍋爐在較低的壓力下可以多產(chǎn)生一些主蒸汽，因此汽輪機(jī)可以多發(fā)出一些功率。表3為原ALSTOM公司VECA109F聯(lián)合循環(huán)不同蒸汽循環(huán)類型的性能參數(shù)。選擇高壓和低壓新蒸汽壓力時(shí)應(yīng)考慮兩個(gè)方面：(1)高壓蒸汽壓力必須相對(duì)較高，以使余熱利用的效率較高；(2)低壓蒸汽壓力應(yīng)較低，以使余熱利用的程度較高。美國(guó)CE公司生產(chǎn)的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)中蒸汽參數(shù)的選擇如表4和表5所示。這是由于在考慮選擇主蒸汽壓力時(shí)，需要綜合考慮以下諸方面的影響：(l)對(duì)汽輪機(jī)效率的影響；(2)對(duì)余熱鍋爐余熱利用率的影響；(3)對(duì)汽輪機(jī)做功量的影響（通過(guò)主蒸汽流量和補(bǔ)汽蒸汽流量的影響來(lái)體現(xiàn)）；(4)對(duì)汽輪機(jī)排汽濕度的影響；(5)對(duì)整個(gè)聯(lián)臺(tái)循環(huán)性能的影響。 由表5可知，在再熱三壓蒸汽循環(huán)系統(tǒng)中，中壓蒸汽的壓力與再熱蒸汽的壓力為相同，這股蒸汽混合后，進(jìn)入再熱器內(nèi)再熱到設(shè)定的溫度，然后進(jìn)到汽輪機(jī)的中壓缸中去膨脹做功。在選擇汽輪機(jī)低壓補(bǔ)汽的蒸汽溫度時(shí)，來(lái)自汽輪機(jī)外部的蒸汽溫度與汽輪機(jī)內(nèi)主流蒸汽混合點(diǎn)的溫度必須予以考慮。也就是說(shuō)在燃?xì)廨啓C(jī)確定后，如何使蒸汽部分出力及效率達(dá)到最高值是ICCC或聯(lián)合循環(huán)機(jī)組設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，這一點(diǎn)直接體現(xiàn)在汽輪機(jī)參數(shù)的確定中。，六種汽輪機(jī)熱力循環(huán)的聯(lián)合循環(huán)效率的數(shù)據(jù)。 (7)汽輪機(jī)采用滑壓運(yùn)行或滑壓—定壓復(fù)合運(yùn)行方式。即汽輪機(jī)為有再熱或無(wú)再熱、多壓補(bǔ)汽式汽輪機(jī)。這要求汽輪機(jī)低壓缸有較大的通流能力和較長(zhǎng)的末級(jí)葉片，凝汽器也要有較大的冷卻能力。 (10) IGCC蒸汽系統(tǒng)的流程，參數(shù)優(yōu)化與各熱源參數(shù)（特別是燃機(jī)的排氣參數(shù)），聯(lián)合循環(huán)的汽水系統(tǒng)及蒸汽輪機(jī)參數(shù)等密切相關(guān)，與水、水蒸氣和熱源工質(zhì)、參數(shù)，傳熱、傳質(zhì)和煤氣發(fā)生副產(chǎn)汽，熱煤氣廢鍋產(chǎn)汽的蒸汽匯合點(diǎn)匹配優(yōu)化和其它余熱回收系統(tǒng)等綜合優(yōu)化，才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)目的，因而比常規(guī)聯(lián)合循環(huán)蒸汽系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化要復(fù)雜得多。 (6)當(dāng)新汽溫度一定時(shí)，蒸汽壓力的提高，朗肯循環(huán)效率提高，對(duì)汽輪機(jī)而言，因通流部分漏損和終濕度增大，內(nèi)效率則降低，由于受到節(jié)點(diǎn)溫差△Tp限制，壓力越高，排煙溫度越高則余熱鍋爐效率越低，所以應(yīng)優(yōu)化配置。 HRSG（常規(guī)聯(lián)合循環(huán)）通常只利用燃機(jī)排氣余熱產(chǎn)汽，不再補(bǔ)加新燃料燃燒提高煙氣溫度與流量，這時(shí)稱它為不補(bǔ)燃HRSG。飽和汽溫與燃機(jī)排氣最小點(diǎn)稱節(jié)點(diǎn)溫差△Ts，節(jié)點(diǎn)溫差是設(shè)計(jì)HRSG的技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)。 HRSG的主要特性 HRSG與常規(guī)火電鍋爐有很大差別，其主要特點(diǎn)有： (l)主熱源 燃機(jī)排氣余熱為其主熱源，一般溫度為500—600℃的中溫且大流量(40～150t/h)。 所以兩種型式HRSG都有采用，臥式自然循環(huán)虛線右邊為汽水熱力系統(tǒng)部分技術(shù)條件較成熟，安全可靠性高些，機(jī)組容量較小的采用較多，而立式強(qiáng)制循環(huán)HRSG的技術(shù)難度高，強(qiáng)制循環(huán)泵在飽和水高溫條件下運(yùn)行，但它的技術(shù)先進(jìn)，占地少，多被新型大容量機(jī)組采用。在蒸發(fā)段借助循環(huán)泵把水壓入蒸發(fā)器管束，形成強(qiáng)制循環(huán)（圖5），水吸熱汽化后壓人汽包。為了提高煤的氣化轉(zhuǎn)換效率，致使高溫粗煤氣顯熱回收變得復(fù)雜：煤的氣化劑是蒸汽，除了氣化器的副產(chǎn)蒸汽外（接入水蒸氣系統(tǒng)），為保證氣化劑的安全供應(yīng)，仍由蒸汽系統(tǒng)供應(yīng)，水蒸氣系統(tǒng)變得龐大復(fù)雜，如圖1所示。 冷卻水消耗低 252。 (2)環(huán)丁砜濕法脫硫的特點(diǎn)： a. 物理－化學(xué)吸收過(guò)程 b. 對(duì)H2S和CO2的選擇性比較好 c. 與低溫甲醇洗相比，無(wú)需冷凍單元 d. 對(duì)COS吸收能力強(qiáng)，無(wú)需水解單元 e. 熔劑濃度高，硫容量大，能耗低 f. 砜胺溶液是良好的溶劑，會(huì)溶解管、閥和設(shè)備的密封材料 硫回收及尾氣處理濕法脫硫系統(tǒng)所富集起來(lái)的酸性氣送往硫回收系統(tǒng)進(jìn)行處理。（NMP）濕法脫硫的特點(diǎn)： a. 物理吸收過(guò)程，酸性氣體雜質(zhì)被熔劑b. 對(duì)H2S和CO2的選擇性比較好 c. 與低溫甲醇洗相比，無(wú)需冷凍單元，產(chǎn)品氣中夾帶有痕量熔劑,需在吸收部加裝反洗裝置進(jìn)行脫除 ，容易采購(gòu) 4. Selexol（NHD） Selexol（NHD）屬物理吸收法，溶劑：Selexol（NHD），中文名：聚乙二醇二甲醚。對(duì)于純IGCC發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，由于沒有后續(xù)的化學(xué)合成工藝，不需要特別高純度的凈化氣，無(wú)需采用造價(jià)高，運(yùn)行費(fèi)用高的低溫甲醇洗工藝。吸收溫度一般應(yīng)選擇在70℃～20℃。 由上圖可見，常溫下甲醇的蒸汽分壓很大。典型的濕法脫硫工藝有低溫甲醇洗法、環(huán)丁砜法、烷基醇胺法、NHD法 。高溫煤氣脫硫借助于可再生的單一或復(fù)合金屬氧化物與硫化氫或其他硫化物的反應(yīng)來(lái)完成，操作溫度在400℃ ～1200℃之間，與冷煤氣脫硫相比，不會(huì)浪費(fèi)高溫煤氣中占總值10％～20％的顯熱，提高發(fā)電效率2％以上，但目前技術(shù)還未成熟，不能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。干法除塵除去大部分固體顆粒物，濕法洗滌除去其余固體顆粒物外，并除去粗煤氣中的鹵化物。4種氣化爐技術(shù)特點(diǎn)的綜合比較見表1?！?氣化爐 Destec氣化爐　80年代末至今，中國(guó)共引進(jìn)4套（未計(jì)入首鋼一套）Texaco水煤漿氣化裝置，與魯南（二臺(tái)爐，一開一倍，單爐日處理量450t煤，）、吳涇（4臺(tái)爐，三開一備，單爐日處理500t煤，）、渭河（三臺(tái)爐，二開一備，單爐日處理量為820t，）、淮南（三臺(tái)爐，無(wú)備用，單爐日處理500t煤，），這4套裝置均用于生產(chǎn)合成氣，7臺(tái)用于制氨，5臺(tái)用于制甲醇。Texaco水煤氣化爐雷同于1952年開發(fā)成功地渣油氣化爐，經(jīng)過(guò)1975年、1978年低壓與高壓中試裝置（激冷流程）以及1978年西德Oberhausen的RCH/RAG示范裝置（廢爐流程、150t煤/d，）考核與經(jīng)驗(yàn)積累，于1982年建成TVA裝置（180t，二臺(tái)爐，一開一備，）、1984年建成日本UBE裝置（1500t煤/d，三開一備，）以及Cool Water IGCC電站（910t煤/d，二臺(tái)爐，），這些裝置投運(yùn)后都取得成功。 循環(huán)流化床氣化爐CFB缺點(diǎn)是氣化爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜、爐內(nèi)設(shè)有破粘和煤分布器、爐篦等轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，制造和維修費(fèi)用大；入爐煤必須是塊煤；原料來(lái)源受一定限制；出爐煤氣中含焦油、酚等，污水處理和煤氣凈化工藝復(fù)雜、流程長(zhǎng)、設(shè)備多、爐渣含碳5%左右。隨著能源政策和環(huán)境的要來(lái)越來(lái)越高，不久的將來(lái)，會(huì)逐步為新的煤氣化技術(shù)所取代。 固定床間歇式氣化爐（UGI）總的方向，氣化壓力由常壓向中高壓（）發(fā)展；氣化溫度向高溫（1500～1600℃）發(fā)展；氣化原料向多樣化發(fā)展；固態(tài)排渣向液態(tài)排渣發(fā)展。綜合冷卻是前三者的聯(lián)合應(yīng)用，能有效地提高冷卻效果，并使冷卻后葉片的溫度趨于均勻。通常冷卻后輪盤的溫度最高不超過(guò) 550℃，以便采用熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱系數(shù)高且較便宜的珠光體鋼來(lái)做輪盤。從燃燒室來(lái)的燃?xì)猓?jīng)過(guò)進(jìn)氣蝸殼、3個(gè)透平級(jí)和擴(kuò)壓器后排出。靜子中裝有靜葉片，轉(zhuǎn)子上裝有動(dòng)葉片。環(huán)管形燃燒室有若干個(gè)管形火焰筒沿圓周均勻地裝在一個(gè)共同的環(huán)形殼體內(nèi)。燃燒室按結(jié)構(gòu)形式又分為管形燃燒室、環(huán)形燃燒室和環(huán)管形燃燒室?；鹧嫱惨话悴捎脷饽だ鋮s方式降低筒壁溫度（見發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻）。通常要求燃燒室具有燃燒穩(wěn)定、燃燒效率高、點(diǎn)火范圍寬、流動(dòng)阻力小以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、安全可靠和壽命長(zhǎng)等特性。在高速噴氣流噴出發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，同時(shí)帶動(dòng)壓氣機(jī)和渦輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，維持“工作循環(huán)”?？諝庠趬簹鈾C(jī)中被逐級(jí)增壓后，密度和溫度也逐級(jí)提高。提高燃?xì)獬鯗兀⑾鄳?yīng)提高壓縮比，可使燃?xì)廨啓C(jī)效率顯著提高。達(dá)芬奇設(shè)計(jì)的煙氣轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，其原理與走馬燈相同。特別是在美國(guó)的Tracy電站中，需要不斷地改進(jìn)以空氣為氣化劑的流化床氣化爐的結(jié)構(gòu)，使之能保持穩(wěn)定地運(yùn)行，并解決高溫燭狀過(guò)濾器的斷裂以及脫硫劑粉化失效的問題。有關(guān)這些電站的調(diào)試過(guò)程以及所克服的故障，作者已在參考文獻(xiàn)中作過(guò)詳細(xì)的分析，在此不再重復(fù)。 此外，在“冷水”電站試運(yùn)行的過(guò)程中，美國(guó)在Louisiana州Plaquemine的DOW化學(xué)工廠內(nèi)也建設(shè)了一座IGCC的示范工程（LGTI），燃?xì)廨啓C(jī)的功率為110MW，余熱鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽用于化工廠的生產(chǎn)工藝流程。 　三、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)的發(fā)展 1972年在德國(guó)Ltinen酌斯蒂克電站投運(yùn)了世界上第一個(gè)以增壓鍋爐型燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)為基礎(chǔ)的IGCC電站，該電站的發(fā)電功率為170MW，實(shí)際達(dá)到的供電效率為34%，采用以空氣為氣化劑的燃煤的固定床式的Lurgi氣化爐。常規(guī)燃煤電廠目前沒有有效的脫除CO2的方法，IGCC具有實(shí)現(xiàn)CO2零排放的技術(shù)潛力。 IGCC發(fā)電技術(shù)把聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)與煤炭氣化和煤氣凈化技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，具有高效率、清潔、節(jié)水、燃料適應(yīng)性廣，易于實(shí)現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，符合二十一世紀(jì)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向。它由兩大部分組成，即煤的氣化與凈化部分和燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電部分。當(dāng)采用更先進(jìn)的H系列燃?xì)廨啓C(jī)時(shí)，IGCC供電效率可以達(dá)到52%。采用IGCC發(fā)電技術(shù)，可以燃用我國(guó)儲(chǔ)量豐富、限制開采的高硫煤，使燃料成本大大降低。 世界上公認(rèn)的真正試運(yùn)成功的IGCC是于1984年5月建成于美國(guó)加州Daggett的“冷水”(Coal Water)電站，它是以余熱鍋爐型燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)為基礎(chǔ)的，該電站的凈功率為93MW，(HHV)。 以上這兩臺(tái)IGCC的示范運(yùn)行運(yùn)行成功，為上一世紀(jì)90年代開始的較大規(guī)模地研究和規(guī)劃發(fā)展IGCC電站的計(jì)劃增添了動(dòng)力。目前9F等級(jí)的燃?xì)廨啓C(jī)在改燒低熱值煤氣時(shí)可以使IGCC的單機(jī)容量達(dá)到300MW以上： ⑦對(duì)于以純發(fā)電為目的的ICCC電站來(lái)說(shuō)，采用噴流床式的、以氧氣為氣化劑的氣化爐是比較合適的，它能提高碳的轉(zhuǎn)化率，并有利于提高IGCC電站的單機(jī)容量。發(fā)電成本尚不能與有FGD的燃煤電站抗衡(初步估計(jì)發(fā)電成本大于￥)。燃?xì)廨啓C(jī)由靜止起動(dòng)時(shí)，需用起動(dòng)機(jī)帶著旋轉(zhuǎn)，待加速到能獨(dú)立運(yùn)行后，起動(dòng)機(jī)才脫開。壓氣機(jī)由渦輪驅(qū)動(dòng)，其主要性能參數(shù)有：轉(zhuǎn)速、空氣流量、增壓比和效率等。軸流式壓氣機(jī)的面積小，增壓比和效率都高，已廣泛用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中。這些問題是由燃燒室和渦輪的高工作溫度、通過(guò)壓氣機(jī)和渦輪葉片而不斷變化著的氣流、以及排出燃?xì)獠⑿纬赏七M(jìn)噴氣流的排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作造成的 2 、燃燒室(1) 燃燒室簡(jiǎn)介：燃燒室是燃料或推進(jìn)劑在其中燃燒生成高溫燃?xì)獾难b置。噴嘴用來(lái)將燃料（航空煤油）以極小的油珠噴入火焰筒,使燃料在吸熱后能很快蒸發(fā)成為油氣,與空氣組成極易燃燒的可燃混合氣。②折流式：氣流由壓氣機(jī)流出后，折成兩路流入火焰筒。各燃燒室之間通過(guò)聯(lián)焰管來(lái)傳焰和均壓。50～60年代的發(fā)動(dòng)機(jī)多采用這種結(jié)構(gòu)。在燃?xì)馔钙街幸话銥?～5級(jí)。由拉桿螺栓將輪盤等聯(lián)接而成的組合式轉(zhuǎn)子，能減少熱應(yīng)力。為增強(qiáng)抗熱腐蝕的能力，葉片表面較普遍地采用防腐蝕的保護(hù)措施，例如防腐蝕涂層和表面滲鋁等。　　CFB氣化爐基本是常壓操作，若以煤為原料生產(chǎn)合成氣，可生產(chǎn)煤氣 （～）m3。粗煤氣中幾乎不含焦油、酚等有害物質(zhì)，煤氣容易凈化，這是中國(guó)自行開發(fā)成功的先進(jìn)的煤氣化技術(shù)。氣流床對(duì)煤種（煙煤、褐煤）、粒度、含硫、含灰都具有較大的兼容性，國(guó)際上已有多家單系列、大容量、加壓廠在運(yùn)作，其清潔、高效代表著當(dāng)今技術(shù)發(fā)展潮流。重900t?！　　∶簹鈹y帶煤灰總量的20%～30%沿氣化爐軸線向上運(yùn)動(dòng)，在接近爐頂處通入循環(huán)煤氣激冷，激冷煤氣量約占生成煤氣量的60%～70%，煤器降溫至900℃，熔渣凝固，出氣化爐，沿斜管道向上進(jìn)入管式余熱鍋爐。氣化溫度為1500～1700℃。迄今為止，世界上已投入運(yùn)行的4座250 MW以上的IGCC電站分別是美國(guó)的Wabash River( MW)和Tampa(250 MW)、荷蘭的Demkolec(253 MW)和西班牙的Puertollano(300 MW)。2．煤氣凈化的目的和要求煤氣凈化的主要目的是為了滿足燃?xì)廨啓C(jī)和環(huán)保的要求，粗煤氣中含有的粉塵、H2S、COS、鹵化物、NH堿金屬及焦油等雜質(zhì)，不但污染環(huán)境，而且對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)和余熱鍋爐等主要設(shè)備有強(qiáng)的磨損和腐蝕作用z了使IGCC機(jī)組正常運(yùn)行并達(dá)到較高的可靠性，必須在煤氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)之前，對(duì)其進(jìn)行凈化處理。高溫高壓陶瓷管過(guò)濾器原理與布袋除塵器相同，采用特殊陶瓷材料做為濾件，經(jīng)過(guò)濾后，煤氣中含塵量不超過(guò)20mg/Nm3，最低可達(dá)到1－2 mg/Nm3。干法的特點(diǎn)是脫硫精度高，投資低，運(yùn)行費(fèi)用低，幾乎沒有動(dòng)力消耗，適合進(jìn)口濃度低和處理氣體量少的脫硫要求。 中文 甲醇。 壓力的選擇： 升高壓力，可以增加硫化物在甲醇中的溶解度。（3）低溫甲醇洗工藝的優(yōu)缺點(diǎn)：178。溶劑： P