煤气化技术-煤气化工艺

简介：青岛峪祺煤气化技术成立于年05月14日，主要经营范围为一般经营项目流化床发生炉、固定床发生炉、新能源设备研制开发，工程工艺设计，技术服务，技术转让，加工设备制作（不得在此住所从事制作）等。

法定代表人：王延政

注册资本：50万人民币

联系方式：

地址：青岛市市南区宁夏路293号4号3单元101户

序号项目

1原料的适应性适应各种煤适应成浆性好，灰熔点低的各种煤

2工艺特点清洁工艺清洁工艺

3每吨合成氨耗煤～13t～t

4每吨合成氨耗氧～760～900

5气化温度～℃～℃

6气化压力≤40MPa≤85MPa

7单炉处理煤能力td750td（td）

8气化炉配置单炉需有备用炉

9单炉烧嘴配置多组对置单个

10气化炉结构水冷壁耐火衬里

11气化炉直径（mm）φφ（φ）

12热回收废锅水冷壁废锅、激冷

13煤气除尘冷煤气激冷，过滤，洗涤洗涤

14主要易损件高温过滤器耐火衬里，烧嘴

15入炉煤粒径要求90通过100目100通过8目

16输煤方式氮气或CO2气体压送用水制浆泵送

17单炉连续运行周期大于1年2～3个月

18磨煤方法干磨同时干燥湿磨

19气体与炉渣流向逆流顺流

20国产化水平关键设备引进国产化率较高

21工业应用业绩国外已成功用于联合循环发电国内外已成功用于联合循环发电、合成氨和甲醇等装置

1燃气轮机联合循环发电状况和需求

从20世纪80年代以来随着燃气轮机及其联合循环总能系统新概念的确立材料科学、制造技术的进步特别是能源结构的变化及环境保护的要求，更加严格燃气轮机及其联合循环机组在世界电力，系统中的地位发生了显著变化不仅可以用作紧急，备用电源和尖峰负荷还被用来带基本负荷和中间负荷。21世纪以来世界燃气轮机进入了一个新的发展时期我国燃气轮机引进、开发和应用又进入了一个新的发展阶段。

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物排放量降低。目前全世界每年新增的装机容量中有l3以上系采用燃气—蒸汽联合循环机组而美国则接近l2日本则占火电的43。据不完全统计全世界现有燃油和燃天然气的燃气—蒸汽联合循环发电机组的总容量己超过400GW。当前燃气轮机单机功率已。

经超过300MW简单循环热效率超过39联合循环功率已经超过780MW联合循环热效率超过585干式低NOx燃烧技术已使燃用天然气和蒸馏油时的NOx排放量分别低于和提高了燃气轮机在能源与电力中的地位与作用。

从目前世界火力发电技术水平来看提高火电厂效率和减少污染物的排放的方法除带脱硫、除尘装置的超临界发电技术USC、循环流化床CFB和增压流化床联合循环等外燃天然气、燃油及整体煤气化等燃气蒸汽联合循环是一个重要措施。据有关调研预测未来10年我国对燃气轮机总需求量达MW左右。中国已开始利用西气东输东海、南海油气进口LNG液化天然气和开发煤气化等清洁能源。

一批300MW级燃气—蒸汽联合循环电厂已经建成或即将建成投产。可以说随着国产化率的提高造价的减低燃用天然气和煤气等大型燃气—蒸汽联合循环发电机组必将成为中国电力工业一个重要组成部分。

2燃气—蒸汽联合循环总能系统概念

燃气—蒸汽联合循环是将两个使用不同工质的独立的动力循环通过能量交换联合在一起的循环兼顾了燃气轮机布雷登循环高温加热的优势和汽轮机朗肯循环低温排热损失小的优势形成了总能系统设计新概念汇集燃气轮机的先进技术、余热锅炉和汽轮机发电的优势使联合循环的效率提高。例如目前三压锅炉、亚临界参数、再热燃气蒸汽联合循环发电效率大于60。

常规燃气—蒸汽联合循环中的高温热源温度燃气机初温高达℃以上远远高于一般蒸汽循环采用的主蒸汽温度℃而燃气—蒸汽联合循环中的低温冷源温度凝汽器温度℃远远低于一般燃气简单循环的排气温度℃也就是燃气—蒸汽联合循环从非常高的高温热源吸热向尽可能低温的冷源放热。因此联合循环的热效率比组成它的任何一个单独循环的热效率都要高得多。

在联合循环中提高燃气轮机效率ηgt比同等程度地提高余热锅炉效率η和汽轮机效率ηSt对于改善联合循环效率ηcc的效果更为明显。因此在设计联合循环时首先应选择功率和效率都能满足要求的燃气轮机作为设计出发点然后再从整个联合循环的效率和投资角度来考虑余热锅炉和汽轮机系统和形式是否配置合理的问题。研究表明在联合循环中燃气轮机效率取最大值并不等于获得最优化的联合循环效率。

当燃气初温一定时高压比的燃气轮机排气温度较低虽然燃气轮机本身的效率比低压比的燃气轮机高但余热锅炉的能量利用率、蒸汽参数和蒸汽循环效率都较低。而低压比的燃气轮机的排气温度较高虽然燃气轮机本身的效率比高压比的燃气轮机低但蒸汽循环得以利用成熟的高温高压、亚临界和再热技术取得蒸汽循环的高效率。当评价一台燃气轮机对联合循环是否合适时不但要考虑其效率还要考虑与其匹配的蒸汽循环的效率以及整体联合循环的效率。

简单循环的燃气轮机在一定的初温条件下都对应着一个最佳的压比和排气温度。而联合循环在一定的燃气初温条件下也有一个效率最高的最佳压比和排气温度。这个最佳压比要比简单循环的最佳压比低得多它与使简单循环的燃气轮机的比功达到最大值时的压比非常接近这个最佳排气温度要比简单循环的最佳。

排气温度高得多。因此要获得联合循环的最大效率不能仅仅选择高效率的燃气轮机还应选择尽可能高的气初温和联合循环的最佳压比和排气温度。即既要兼顾到燃气循环的效率又要兼顾到蒸汽循环的效率才能获得联合循环的最大效率。

3燃气—蒸汽联合循环发展趋势

燃气轮机及其联合循环是一项多专业、高密集型的高新技术传统的提高性能途径是不断地提高

透平初温、相应地增大压气机压比和完善有关部件。20世纪50年代初透平初温T3只有600℃700℃靠耐热材料性能的改善平均每年上升约10℃60年代后还借助于空气冷却技术T3平均每年提升20℃。

从70年代开始充分吸取先进的航空技术和传统汽轮机新技术沿着传统的途径不断提高其性能现已开发出一批“F、FA、FB、H”新型高透平初温技术产品它们代表着当今商业化的工业燃气轮机的最高水平℃这也许是传统的冷却技术和材料所能达到透平初温的极限压气机压比ε简单循环效率η联合循环效率η。

正在开发的新一代产品的主要特征是采用蒸汽冷却技术高温部件的材料仍以超级合金为主燃气透平壳体选用钢转子轴、转轮选用706采用定向结晶单。

晶材料喷涂等先进工艺部分静止部件采用陶瓷材料初温提高到℃℃。采用智能型微机控制系统并更加重视环保。对未来燃气轮机的构思将基于采用航空航天最新技术新材料燃烧器处于或接近在理论燃烧空气量条件下工作T3将达℃℃。现采用的熔点℃、密度为8gcm3的叶片超级合金将被淘汰新的高级料应是小密度lt5gcm3有更好的综合高温性能陶瓷材料是一种选择。

4两种循环的性能比较

在火电领域燃气—蒸汽联合循环发电机组比常规的燃煤汽轮发电机组有更大的比较优势。

1燃气轮机联合循环的供电效率远远高于常规燃煤蒸汽轮机循环。现有联合循环的效率已经超过。其热效率之高不仅远远超过常规燃煤蒸汽轮机电厂甚至比超超临界参数的燃煤蒸汽轮机机组的预期值未扣除脱硫值还要优越。

2建设费用比燃煤汽轮机机组以及核电机组低。对于一座MW电厂汽轮发电机组、燃气轮机发电机组、燃气—蒸汽联合循环机组单位投资分别约为、、元kW。

3可以按“分阶段”建设方式建厂资金利用最有效。建设周期短只需510个月。

4用地、用水都比较少。

5单机容量大启、停快运行灵活性好适宜两班制运行。提高燃气轮机在总装机容量中的比重将会改善电网的运行状况为电网提供更加灵活的备用电源增大调峰的灵活性。

6运行可靠性高可用率高达易于快速“黑启动”有助于改善电网运行的安全性。

7采用天然气或液体燃料时一般污染物排放很少。在燃烧天然气时还可以大大地减少CO2的排放量。如果以燃料燃烧释放的单位能量比较并以燃油排放的CO2量为l则煤和天然气燃烧排放的CO2大致为122和067。

5燃气—蒸汽联合循环发展对策探讨

虽然中国燃气轮机发电始于20世纪50年代末期但由于燃料政策的原因在很长时间内发展缓慢。目前我国燃气轮机发电装置设计、制造水平与国际上先进国家差距较大装机容量及运行管理水平与我国电网发展很不相称。为促进我国燃气轮机发电事业的快速健康发展在此提出一些不成熟的建议以抛砖引玉。

1科学定位统筹规划完善政策。结合国家“十一五”发展规划应对燃气轮机及其联合循环发电装备的发展进行科学定位制定中国燃气轮机及其联合循环发电装备的中、长期战略发展规划和近期安排制定和完善燃气轮机产业发展政策和燃料、电能、热能价格等配套政策、法规加大资金和科技投入。按照市场经济规律在已重点引进一批先进、成套的300MW级燃气—蒸汽联合循环示范工程的基础上兼顾大、中、小型先进、实用技术的引进通过产、学、研结合和消化、吸收、再创新迅速提高我国燃气轮机及其联合循环发电装备的技术水平。

2严把引进设备技术质量关。实行机、电行业结合先以市场换技术提高进口机组的可靠性、综合技术经济性能和电厂设计优化水平提高备品备件国产化率降低维护费用。努力改变目前国内机、电行业分离引进技术分散重复引进配套性差甚至引进性能落后的设备和技术的局面。

3提高国家制造技术水平。在现有制造技术的基础上瞄准国外最先进的水平有计划的成套引进一批先进适用的机型、关键设计技术、软件、关键制造工艺、控制保护系统及测试技术。在消化、吸收的基础上努力创新不断提高关键部件的国产化率和设计、制造、配套能力。尽快开发出运行可靠性能价格比高具有自主知识产权、成套的国产机组。建议在中西部如成都、武汉建立燃气轮机及其联合循环机组研发中心及制造基地将产品尽快推向国内外市场。天猫美国普卫欣提示：雾霾天气出行记得做好防护。

4加强关键高温金属材料的引进生产和科研攻关。目前燃气轮机最高初温达到℃℃国外直接采用最先进的航空、航天工业新材料。国外厂家一般不会转让最先进的制造技术国内应军民结合产、学、研结合组织联合科技攻关尽快实现关键材料国产化以降低成本。

5加强燃气—蒸汽联合循环机组转子结构动力学和振动分析、故障诊断和处理研究特别是对单轴即由压气机燃气透平汽轮机发电机串联成一根单轴大型机组的压气机喘振及轴承振动的快速诊断、处理。

6我国煤炭资源较丰富为替代常规燃煤汽轮发电机组目前燃煤的燃气一蒸汽联合循环技术已成熟。当采用9H型燃气轮机组成联合循环时单机功率可提高到550MW供电效率可增升到。国家应加速整体煤气化燃气—蒸汽联合循环发电的步伐和燃煤洁净发电机组的进程以适应中国电力工业可持续发展的需要。