燃气 24期

摘要：在经济技术的推动下，社会发生了很大变化，对电能的需求量越来越大，同时也提出了新的要求。电能对各种生产活动有着直接影响，发电厂的作用显而易见，既要满足生产需求，又要注意节能降耗，联合循环发电技术逐渐受到重视，在合理利用资源的同时，实现了节能降耗，值得推广应用。

关键词：燃气-蒸汽；联合循环发电技术；发展趋势

中图分类号：TK47 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

随着电能需求量的增加和质量的提升，发电厂面临的形势十分严峻，为解决这一问题，现在多数发电厂开始引进联合循环技术。燃气-蒸汽联合循环系统主要由燃气轮机、蒸汽轮机发电系统以及余热锅炉等部分组成，其发电原理是指将燃气轮机和蒸汽汽轮机联合使用，形成能源梯级利用的总能系统，即利用燃气轮机产生气体，并将其接入到余热锅炉中，通过加温，产生足够强大的蒸汽，推动汽轮机做功。该技术装置成本低、效率高，且能起到一定的降耗作用，因此被广泛采用。

1 发展历史

我国于上世纪60年代开始引进燃气轮机发电机组，并自主设计研发过许多机型，多数机组的功率都保持在几千kW以内，最初的燃气温度都在600~700℃之间，热效率很低，只有16%~25%。由于技术水平地下，这些自主研发的机组在使用了一段时间后就停止了，并没有批量生产，也没有进行推广，在在这期间，积攒了很多制造经验，培养了一批早期的关于燃气轮机的设计、制造人才。这是我国燃气轮机发展的第一时期；第二时期从70年代后期到80年代初期，此时，国外燃气轮机发电技术已取得很大进步，而国内的石油、天然气也得到了进一步开发；从80年代开始，进入到了第三时期，这一时期内，改革开放促进了经济的快速发展，燃气轮机发电又进入新的高潮；90年代以来，我国燃气轮机发电不仅装机容量大幅度提高，机组的性能也更趋先进。

2 燃气-蒸汽联合循环发电的重要性

当前，发电厂主要面临着两个困难，供电压力骤增和节能发电的呼吁，因此，必须对旧的发电模式进行改进，节约燃料，合理利用资源，以最少的消耗产生最大的能量，为此势必要利用到联合循环发电技术。

1.1缓解能源危机

在经济的大力发展下，人们的生产活动需要更多的能源，从以往经验来看，对能源的利用率很低，导致了现在的能源危机。旧的发电模式不仅浪费燃料资源，而且生产效率低下，必须对其进行改进。燃气-蒸汽联合循环发电技术将燃气轮机和蒸汽轮机循环联合进行了改进，并加以应用，在提高发电效率的同时，也实现了燃料的洁净燃烧，具有一定的环保作用。

1.2提高燃气的利用率

在以往的发电过程中，受技术设备等条件的限制，难以对燃料燃烧过后产生的气体加以合理应用，在一定程度上也就降低了电能产量。而联合循环技术的优化，设置有循环控制系统，可以保证燃气轮机能够充分燃烧气体，从而使其发电效率有所提升。

1.3节约成本

旧的发电模式已不适应现代的需求，若继续采用，必然会造成浪费。新联合循环发电技术是在传统发电方式基础上的改革，在使用中，诸多优势将一一突显，对燃料利用率的提高，相关设备事故发生率的降低等，既减少了材料购置费用，也降低了维护费用，最终会节约发电厂的生产成本。

3 煤气化联合循环发电技术

天然气价格比较昂贵，所以燃料多以煤代替，我国煤炭资源丰富，应建立起完善的燃煤系统，当前性能较好的燃煤系统有增压流化床联合循环、整体煤气化联合循环以及燃生物量联台循环。

煤气化联合循环（IGCC）发电技术是在燃气-蒸汽联合循环发电技术基础上的进一步深化，集合了化工、电力两大领域，效果比一般的联合循环技术更好，能够实现高效发电，同时还有利于节水、废物利用等，是今后必然要使用的洁净煤发电技术。

3.1构成和原理

煤气化联合循环系统除了上述发电系统外，多了气化和净化的部分，该部分主要由三部分①煤气净化装置；②煤气化炉；③空气分离装置。发电部分则和普通联合循环模式相同。该技术的原理是，空分装置中充满着富氧气化剂，在煤气化炉中和煤反应，将其化成煤气，此时为粗质煤气。利用净化系统对其进行除尘去染工作，生成优质精煤气，供燃气机用，通过燃烧带动汽机做功，经余热锅炉产生蒸汽，供最终发电用。

3.2优点缺点

煤气化联合循环发电系统集煤化工和发电于一体，能够充分利用煤炭资源，实现多联产系统，且其发电净效率很高，未来的发展空间很大，若能够采用高温煤气净化技术，可降低热量损失，提高发电净效率。使用该技术时，合成煤气中有大量一氧化碳，能够彻底脱除二氧化碳，而且其中脱硫、粉尘净化的设备工作效率高、价格较低，污染物的排放量符合国际环保标准，据有关数据显示，其脱硫率可达99%。

其不足之处在于，IGCC电站造价高，远高于普通电站；耗水量虽少，但在对废弃物进行处理时，需要较高的成本。另外，由于系统涉及方面多，技术难度较大，且管理工作比较复杂麻烦，很容易出现故障。

3.3推广

我国的基本能源结构可概括为“富煤、贫油、气少”，因此，未来很长一段时期，煤资源是我国的主要能源，以煤为燃料有两大缺陷，一是利用率低，二是环境污染，急需解决。IGCC发电技术污染少、效率高，而且节水，可解决许多问题，值得普及。

首先，应加大自主研发力度。IGCC技术的核心设备主要是依赖外国进口，购买的成本高，建设周期长，见效比较慢。为了缩减成本和建设周期，必须掌握核心技术，精心研究所需设备，提高制造水平。其次，应实施多联产技术。单纯的燃气-蒸汽联合循环发电的技术存在很多缺陷，对越来越高的要求不能完全适应，为此，必须在煤气化联合循环的基础上，将煤化工技术与其融合，形成一个多联产的系统，既能够发电，又能够输出各种化学产品。按照最优原则，将煤气化联合循环发电技术的过程和供热、化工生产的过程相结合，操作更加灵活，对能源的利用率更高，能够取得的经济效益也更高 。此外，要想在全国范围内推广，不管是资金，还是制度上，都需要政府大力支持。IGCC技术其实很早就受到了国家的重视，在上世纪90年代末，就已获国务院批准，随着近些年相关方案建议的提出，政府对此更加重视，制定了相关政策，并予以财力支持，但所定政策比较模糊，没有建立一个专业的系统，直到如今，关于该技术，仍没有系统的净煤技术指导方针和相配套的支持措施，而燃气-蒸汽联合循环发电技术以不能完全满足现实需求。

4 结束语

热电厂以煤为主要燃料，具备供热兼供电的功能，在生产中，为节约能源、降低成本，需综合考虑燃料、设备、成本等诸多因素。燃气-蒸汽联合循环发电技术能够充分利用资源，缩减成本，在今后还需进一步发展，IGCC技术具有高效、低污染等优势，能起到良好的环保功能，是今后电力行业的发展趋势，对我国工业建设意义重大，值得推广改进。

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