IGCC發電技術應用對我國大氣污染物減排工作的意義淺析

程凱

摘要：指出了火力發電是我國主要的發電方式，由于消耗大量的煤炭，火電行業大氣污染物排放量巨大，SO2和NOX排放量為各行業排放量首位，減少電力行業的污染物排放量對我國大氣污染物減排工作具有重大意義。IGCC技術具有特殊的燃燒方式及較高的能源轉化效率，單位發電量SO2和煙塵排放量比傳統的USC技術大大降低，發展IGCC技術節能減排意義重大。

關鍵詞：燃煤發電；IGCC技術；污染物減排

中圖分類號：X1

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2014）08021403

[FL（2K2]

1引言

電力是國民經濟發展的重要基礎。我國三大產業，尤其是第二產業及其中的重工業是用電的主要部門。同時電力行業是中國動力煤消耗的第一大戶，目前中國電煤需求量占到了動力煤總需求量的60%以上，未來電煤需求的增加是動力煤需求增長的主要因素。根據國家能源局2012年統計數據，我國電力裝機容量為1144億kW，其中火電裝機容量為819億kW，占716%。大規模的火電消耗了大量的燃煤，2012年電煤消耗量為18億t，約占煤炭消費量的一半。大量的煤炭消耗也帶來大規模大氣污染物的排放，根據2012年度環境統計公報，電力（包括熱電）行業SO2排放量為7970萬t，NOX排放量為10187萬t，煙塵排放量為2228萬t，分別占工業排放量的4169%、6144%、216%，其中SO2和NOX排放量為各行業排放量首位。因此，減少電力行業的污染物排放量對我國大氣污染物減排工作具有重大意義，是減排工作的主戰場。

2常用的燃煤發電技術

目前我國主流的燃煤技術主要為超臨界（SC）、超超臨界機組（USC）、循環流化床鍋爐機組（CFB），其中超臨界、超超臨界機組是常規燃煤發電的首選方案，低熱值煤矸石、褐煤、無煙煤等劣質燃料燃用則首選循環流化床鍋爐，300MW以下的熱電聯產項目也大規模采用循環流化床鍋。近年來，隨著重型燃氣輪機的技術成熟和成本下降，整體煤氣化聯合循環發電機組（IGCC）的應用也逐漸增多。

21大型高參數機組

從“十五開始，我國開始大規模建設大型高參數機組，“十一五期間，國產超臨界、超超臨界技術成為新建電廠的主力[1]。截至2011年底，我國在運行的吉瓦級USC火電機組達39臺。這些機組無論從發電效率、污染控制水平，還是從技術推廣難度、經濟性和可靠性來看，都是未來一段時間煤電技術發展的主流方向。高參數和大容量是提高USC機組效率的兩條重要發展方向[2]。

22循環流化床鍋爐

循環流化床（CFB）最初是應用于化工領域中的一種反應器，引入電力系統后，逐漸由鼓泡流化床（BFB）鍋爐發展到CFB鍋爐。CFB鍋爐采用不同于煤粉鍋爐火炬燃燒的新型無焰燃燒方式，特別適用于燃燒劣質煤、難燃煤及固體廢棄物，適應了我國發電行業復雜的燃料來源特點，近年來在我國得到了快速發展。未來若干年CFB鍋爐的技術發展方向，一是繼續提高其設計建設和運行的經濟性、環保性和安全性，二是利用CFB鍋爐燃用難燃和特殊煤種。在我國，CFB鍋爐將長期作為常規煤粉鍋爐燃煤發電的重要補充，在某些領域繼續得到快速發展[3]。

23IGCC機組

整體煤氣化聯合循環（Integrated Gasification Combined Cycle，以下簡稱IGCC）是指將煤等含碳燃料在氣化爐中氣化成中低熱值粗煤氣，再通過除塵、脫硫等工藝凈化供給燃氣輪機發電，燃機排氣在余熱鍋爐中加熱給水生成過熱蒸汽，帶動汽輪機發電，實現煤氣化燃氣蒸汽聯合發電[4]（圖1）。endprint

摘要：指出了火力發電是我國主要的發電方式，由于消耗大量的煤炭，火電行業大氣污染物排放量巨大，SO2和NOX排放量為各行業排放量首位，減少電力行業的污染物排放量對我國大氣污染物減排工作具有重大意義。IGCC技術具有特殊的燃燒方式及較高的能源轉化效率，單位發電量SO2和煙塵排放量比傳統的USC技術大大降低，發展IGCC技術節能減排意義重大。

關鍵詞：燃煤發電；IGCC技術；污染物減排

中圖分類號：X1

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2014）08021403

[FL（2K2]

1引言

電力是國民經濟發展的重要基礎。我國三大產業，尤其是第二產業及其中的重工業是用電的主要部門。同時電力行業是中國動力煤消耗的第一大戶，目前中國電煤需求量占到了動力煤總需求量的60%以上，未來電煤需求的增加是動力煤需求增長的主要因素。根據國家能源局2012年統計數據，我國電力裝機容量為1144億kW，其中火電裝機容量為819億kW，占716%。大規模的火電消耗了大量的燃煤，2012年電煤消耗量為18億t，約占煤炭消費量的一半。大量的煤炭消耗也帶來大規模大氣污染物的排放，根據2012年度環境統計公報，電力（包括熱電）行業SO2排放量為7970萬t，NOX排放量為10187萬t，煙塵排放量為2228萬t，分別占工業排放量的4169%、6144%、216%，其中SO2和NOX排放量為各行業排放量首位。因此，減少電力行業的污染物排放量對我國大氣污染物減排工作具有重大意義，是減排工作的主戰場。

2常用的燃煤發電技術

目前我國主流的燃煤技術主要為超臨界（SC）、超超臨界機組（USC）、循環流化床鍋爐機組（CFB），其中超臨界、超超臨界機組是常規燃煤發電的首選方案，低熱值煤矸石、褐煤、無煙煤等劣質燃料燃用則首選循環流化床鍋爐，300MW以下的熱電聯產項目也大規模采用循環流化床鍋。近年來，隨著重型燃氣輪機的技術成熟和成本下降，整體煤氣化聯合循環發電機組（IGCC）的應用也逐漸增多。

21大型高參數機組

從“十五開始，我國開始大規模建設大型高參數機組，“十一五期間，國產超臨界、超超臨界技術成為新建電廠的主力[1]。截至2011年底，我國在運行的吉瓦級USC火電機組達39臺。這些機組無論從發電效率、污染控制水平，還是從技術推廣難度、經濟性和可靠性來看，都是未來一段時間煤電技術發展的主流方向。高參數和大容量是提高USC機組效率的兩條重要發展方向[2]。

22循環流化床鍋爐

循環流化床（CFB）最初是應用于化工領域中的一種反應器，引入電力系統后，逐漸由鼓泡流化床（BFB）鍋爐發展到CFB鍋爐。CFB鍋爐采用不同于煤粉鍋爐火炬燃燒的新型無焰燃燒方式，特別適用于燃燒劣質煤、難燃煤及固體廢棄物，適應了我國發電行業復雜的燃料來源特點，近年來在我國得到了快速發展。未來若干年CFB鍋爐的技術發展方向，一是繼續提高其設計建設和運行的經濟性、環保性和安全性，二是利用CFB鍋爐燃用難燃和特殊煤種。在我國，CFB鍋爐將長期作為常規煤粉鍋爐燃煤發電的重要補充，在某些領域繼續得到快速發展[3]。

23IGCC機組

整體煤氣化聯合循環（Integrated Gasification Combined Cycle，以下簡稱IGCC）是指將煤等含碳燃料在氣化爐中氣化成中低熱值粗煤氣，再通過除塵、脫硫等工藝凈化供給燃氣輪機發電，燃機排氣在余熱鍋爐中加熱給水生成過熱蒸汽，帶動汽輪機發電，實現煤氣化燃氣蒸汽聯合發電[4]（圖1）。endprint

摘要：指出了火力發電是我國主要的發電方式，由于消耗大量的煤炭，火電行業大氣污染物排放量巨大，SO2和NOX排放量為各行業排放量首位，減少電力行業的污染物排放量對我國大氣污染物減排工作具有重大意義。IGCC技術具有特殊的燃燒方式及較高的能源轉化效率，單位發電量SO2和煙塵排放量比傳統的USC技術大大降低，發展IGCC技術節能減排意義重大。

關鍵詞：燃煤發電；IGCC技術；污染物減排

中圖分類號：X1

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2014）08021403

[FL（2K2]

1引言

電力是國民經濟發展的重要基礎。我國三大產業，尤其是第二產業及其中的重工業是用電的主要部門。同時電力行業是中國動力煤消耗的第一大戶，目前中國電煤需求量占到了動力煤總需求量的60%以上，未來電煤需求的增加是動力煤需求增長的主要因素。根據國家能源局2012年統計數據，我國電力裝機容量為1144億kW，其中火電裝機容量為819億kW，占716%。大規模的火電消耗了大量的燃煤，2012年電煤消耗量為18億t，約占煤炭消費量的一半。大量的煤炭消耗也帶來大規模大氣污染物的排放，根據2012年度環境統計公報，電力（包括熱電）行業SO2排放量為7970萬t，NOX排放量為10187萬t，煙塵排放量為2228萬t，分別占工業排放量的4169%、6144%、216%，其中SO2和NOX排放量為各行業排放量首位。因此，減少電力行業的污染物排放量對我國大氣污染物減排工作具有重大意義，是減排工作的主戰場。

2常用的燃煤發電技術

目前我國主流的燃煤技術主要為超臨界（SC）、超超臨界機組（USC）、循環流化床鍋爐機組（CFB），其中超臨界、超超臨界機組是常規燃煤發電的首選方案，低熱值煤矸石、褐煤、無煙煤等劣質燃料燃用則首選循環流化床鍋爐，300MW以下的熱電聯產項目也大規模采用循環流化床鍋。近年來，隨著重型燃氣輪機的技術成熟和成本下降，整體煤氣化聯合循環發電機組（IGCC）的應用也逐漸增多。

21大型高參數機組

從“十五開始，我國開始大規模建設大型高參數機組，“十一五期間，國產超臨界、超超臨界技術成為新建電廠的主力[1]。截至2011年底，我國在運行的吉瓦級USC火電機組達39臺。這些機組無論從發電效率、污染控制水平，還是從技術推廣難度、經濟性和可靠性來看，都是未來一段時間煤電技術發展的主流方向。高參數和大容量是提高USC機組效率的兩條重要發展方向[2]。

22循環流化床鍋爐

循環流化床（CFB）最初是應用于化工領域中的一種反應器，引入電力系統后，逐漸由鼓泡流化床（BFB）鍋爐發展到CFB鍋爐。CFB鍋爐采用不同于煤粉鍋爐火炬燃燒的新型無焰燃燒方式，特別適用于燃燒劣質煤、難燃煤及固體廢棄物，適應了我國發電行業復雜的燃料來源特點，近年來在我國得到了快速發展。未來若干年CFB鍋爐的技術發展方向，一是繼續提高其設計建設和運行的經濟性、環保性和安全性，二是利用CFB鍋爐燃用難燃和特殊煤種。在我國，CFB鍋爐將長期作為常規煤粉鍋爐燃煤發電的重要補充，在某些領域繼續得到快速發展[3]。

23IGCC機組

整體煤氣化聯合循環（Integrated Gasification Combined Cycle，以下簡稱IGCC）是指將煤等含碳燃料在氣化爐中氣化成中低熱值粗煤氣，再通過除塵、脫硫等工藝凈化供給燃氣輪機發電，燃機排氣在余熱鍋爐中加熱給水生成過熱蒸汽，帶動汽輪機發電，實現煤氣化燃氣蒸汽聯合發電[4]（圖1）。endprint