Возобновление интереса к комбинированного цикла комплексной газификации

Растущий спрос на электроэнергию в США способствует заинтересованность в строительстве новых электростанций. Хотя есть некоторые работы на развивающихся возобновляемых ресурсов, таких, как ветровая и солнечная энергия, более традиционных источников энергии, вероятно, можно было положиться в большинстве крупных шагом в производстве электроэнергии. Тем не менее, летучих цен на природный газ, ужесточение правил выбросов, а также в избытке угля мире обеспечивают идеальный фон для комбинированного цикла комплексной газификации (ВЦГ), которая будет основной "чистый уголь" коммерческие предложения.

Газификация является коммерчески испытанный способ эффективного преобразования угля и других углеводородов в чистом газовом топливе называется синтез-газ (синтез-газа) через noncombustion, частичная реакция окисления. IGCC является сочетание газификации с комбинированным циклом системы для выработки электроэнергии. Общая установка состоит из четырех основных компонентов операционных блока разделения воздуха (ASU); газификации завода; газа очистки системы и комбинированного цикла электростанции (рисунок). ASU отделяет воздуха на составные части и отправляет газификатор поток высокой чистоты кислорода. Газификации завода затем производит синтез-газа из различных видов топлива. Затем синтез-газа может быть чисто сжигается в парогазовых турбин.

Хотя эта технология была доступна и проверенные в течение многих лет, ряд барьеров предотвратить его попадание в основной коммерческой, в том числе затраты и предполагаемые проблемы производительности по сравнению с другими технологиями, такими, как пылевидного угля и газотурбинных комбинированного цикла. Кроме того, для того, чтобы построить завод IGCC, поставщиков энергии приходится делать бизнес с нескольких сторон, в том числе энергетического оборудования поставщиков, поставщиков технологии газификации, и, как правило, подрядчик инженерных закупок, а также строительный подрядчик. Тем не менее, все это меняется.

"Под ключ" IGCC

GE Energy, Inc (Атланта, штат Джорджия; <a target="_blank" href="http://www.gepower.com" rel="nofollow"> www.gepower.com </ A>), Бектел мощность ( Frederick, MD; <a target="_blank" href="http://www.bechtel.com" <rel="nofollow"> www.bechtel.com />) и American Electric Power (AEP; Колумбус, штат Огайо ; <a target="_blank" href="http://www.aep.com" rel="nofollow"> www.aep.com </ A>) предприняли важные шаги в направлении строительства, что будет "первым крупномасштабных IGCC электростанция построена в США и первый завод IGCC прийти онлайн в США почти 10 лет ", говорит Дейл Heydlauff, AEP, вице-президент нового поколения. GE создала альянс с Бектел предоставлять клиентам одноточечный ответственность за завод "под ключ" IGCC предоставления все: от угля канал в электросети. GE предоставит технологии проектирования, разработки и системной интеграции, в то время как Бектел обеспечит проектирование, поставки и строительство объектов. AEP, владелец завода и оператора, заключила контракт с GE и Бектел проведении инженерно интерфейс и дизайн (FEED) для предлагаемой коммерческой, 629 МВт IGCC объекта планируется в коммерческих запуска в 2010 году ..

Предлагается GE-Бектел номер завода будет базироваться на технологии газификации GE приобрела с ChevronTexaco в 2004 году. Комбинированного цикла системы модель состоит из двух газотурбинных поезда в сочетании с одним генератором разогреть-паровой турбины. Каждый поезд состоит из 60-Гц газотурбинного генератора и multipressure уровень рекуперации тепла парогенератора (котлы-утилизаторы). Его производительность при сжигании восточного побережья США каменного угля в условиях, ISO и нулевой высоте ноги приведены в таблице выше. "Важной особенностью номер завода является его способность обрабатывать широкий спектр сырья", говорит GE инженер Алан Коннолли. "Вариант, чтобы смесь нефтяного кокса углем можно еще больше расширить диапазон IGCC каналы, которые являются возможными", продолжает он.

В настоящее время в синтез-газ охлаждается ниже 100 ° C для обычных очистки, и это впоследствии разогреть перед сгорания, процесс, который требует существенного потенциала теплообмена. HRSGs удалить тепла от газовой турбины выхлопные газы и использовать его для перегрева насыщенного пара и экономии воды котлов с лучистой синтез-газа газификации устройства охлаждения. Общая перегретого пара с обеих HRSGs подается на паровую турбину для выработки электроэнергии. Газовой турбины специально настроена для сжигания чистого синтез-газа, а также интегрирован с АСУ. Часть требований ASU воздуха (около 40%) поставляется путем извлечения воздуха из компрессора и использования побочных продуктов азота увеличить производство энергии и снижения NO ^ X ^ югу выбросов.

GE также разрабатывает современные вычислительной гидродинамики (CFD) и реактивные средства моделирования потока понять, взлом и поток частиц, а процесс передачи тепла в сияющий кулера. Эти точные и проверенных моделей являются ключом к совершенствованию конструкции нового поколения лучистой системы охлаждения.

С этим связан вопрос конечного назначения воды удаляются из системы очистки синтез-газа в рамках газификации. Вода должна быть очищена от этой системы для контроля растворенного видов, таких как хлориды. Конструкция обеспечивает испарение воды процесс удаляется из синтез-газа очистка обеспечить поток воды для вторичного использования и сведения к минимуму выбросов с завода. Это нулевой процесс разряда вариант уже внедрены на ы Тампа Электрические Ко (TECO) Полк ГЭС, которая производит достаточно электроэнергии, чтобы служить 75000 домов.

"Для разработки номер завода, мы целевых глубоко удаления серы уровня из синтез-газа (как низко как 20 промилле по объему), чтобы в том числе возможность селективного каталитического восстановления (SCR) катализатора в разделе HRSG". говорит Конноли. Это глубоко удаления серы цель была ведущей драйверов для окончательного выбора физического растворителя для удаления кислого газа (СМА). Кроме того, активированный кровать адсорбции углерода будет удалить 90-95% ртути (Hg), содержащиеся в синтез-газ. Система SCR приведет к дальнейшему сокращению NO ^ X ^ к югу в газовой турбиной выхлопных газов на уровне одной цифры, а в рамках лимитов, установленных Источник Новые Нормы выбросов угольных электростанций.

Энергия Северо-Запад (Richland. WA: <a target="_blank" href="http://www.energynorthwest.com" rel="nofollow"> www.energynorthwest.com </ A>) разрабатывает первый мощность завода IGCC для Тихоокеанского региона. Руководитель проекта Том Крюгер говорит, что "IGCC является не только низкая стоимость энергии вариант, но реалистичный, экологически ответственной вариант для производства в больших количествах базы силовой нагрузки по доступным ценам.

Предложенная конструкция gasifies угля и кокса нефтяного топлива турбины внутреннего сгорания и производит 300-600 МВт. По оценкам дизайн и расходов на закупку энергетического комплекса, назвал Тихоокеанского Mountain Energy центра составляет около $ 1 млрд, включая $ 35 млн, чтобы системой, совместимой с потенциальных будущих технологий для удаления и захватить СО2 из сырья.

Надежность, капитальных затрат и экологических результатов технологий модем газификации были хорошо документированы. Есть уже более растений 10IGCC действующих в мире с 1:59 опытом работы. Синтез-газа производится из угля, нефтяной кокс и тяжелой жидкости могут быть использованы для производства водорода, пара, транспортировка топлива и химических веществ, или в качестве прямой замены природного газа для производства энергии.

Особый интерес представляет тот факт, что комбинированный цикл комплексной газификации может быть предназначена для сбора СО2 и сделать его доступным для утилизации. В угольных или газовых электростанций, CO2 может быть выведен только после сжигания, которые экономически не практический характер. Тем не менее. СО2 могут быть устранены до синтез-газ подается на газовые турбины в растениях ВЦГ. Это делается в настоящее время при газификации установки, работающие на предприятиях по переработке, что удалить СО2 для получения чистого водорода.

Следующий рубеж за власть технология нового поколения будет использовать газификации для получения водорода в качестве единственного топлива электростанции и улавливающих CO2 для захоронения в глубоких подземных резервуаров. Это может быть пригоден для использования водорода из объекта ВЦГ в топливных элементах и чистой воды, как только излучения. Это видение FutureGen. с нулевыми выбросами угольных электростанций работающих финансируемых МЭ.