从纯技术的角度看,要使B-IGCC达到较率,榆林生物质气化发电,须具备两个条件:一是气化气进入燃气轮机之前不能降温,生物质气化发电机功率,二是气化气必须是高压的。这就要求系统必须采用生物质高压气化和高温净化两种技术才能使B-IGCC的总体效率较高(40%)。如果采用一般的常压气化和降温净化,由于气化效率和带压缩的燃气轮机效率都较低,系统的整体效率一般都低于35%。由于燃气轮机改造技术难度很高,而且系统不够成熟,造价也很高,限制了其应用推广。以意大利12MW的B-IGCC示范项目为例,发电效率约为31.7%,但建设成本高达25000元/kW,发电成本约1.2元/kWh,实用性很差。
由于燃气轮机系统发电后排放的尾气温度大于500℃,生物质气化发电科研,所以增加余热锅炉和过热器产生蒸汽,再利用蒸汽循环,可以有效提高发电效率,这就是生物质整体气化联合循环,其发电工艺流程如图4所示。该系统由物料预处理设备、气化设备、净化设备、换热设备、燃气轮机、蒸汽轮机等发电设备组成。功率范围在7~30MW,大型生物质气化发电厂特点,整体效率可以达到40%。整体气化热空气循环(IGHAT)技术正处于开发阶段,它和IGCC的主要区别在于用一个燃气轮机代替了后者的燃气轮机和汽轮机。由水蒸气和燃气的混合工质通过燃气轮机输出有用功,其整体效率可以达到60%,有望成为2020世纪的新型发电技术。
中国对各种气化方式都有研究,已完成了多种气化炉的研制,目前已使用的气化炉有上吸式、下吸式、敞口式和流化床等。从原理上讲,各种气化炉都可以用于气化发电,但目前研究完成并正常运转的主要有三种,即敞口下吸式,下吸式及循环流化床(见表1),发电功率可以从几千瓦到几千千瓦,这为气化发电技术的进一步发展提供了条件。
生物质气化发电的投资主要包括气化与净化系统、发电设备及土建三部分。以1000KW的谷壳气化发电系统为例,其投资构成见表2。由表2可知,由于谷壳气化不需要专门收集与运输设备和储存设备,所以单位投资只需3500元/千瓦,大大低于小型的燃煤发电站(约6000元/千瓦)。另外,由于气化设备、配套设备及废水处理设备等随着容量的变小,其比例越来越高,BGPG的单位投资随着容量的变小而越来越大,当功率小于60KW时,单位投资即高于小型燃煤电站的投资
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