IGCC Энергетика - Улучшение "Power Остров"

Газотурбинные достижений осуществляется сегодня, как ожидается, в интересах IGCC номера в завтрашнем дне.

Комбинированного цикла комплексной газификации (ВЦГ) электростанций используют проверенные процессов газификации для преобразования угля в синтез-газ в основном состоит из оксида углерода и водорода, а затем из синтез-газа, что электричество в электростанции комбинированного цикла (который сочетает в себе один или несколько газовых турбин и паровые турбины).

Когда речь заходит о парогазовых электростанций (те, которые используют как природный газ или уголь полученного синтез-газ), использование более крупных, горячее газовых турбин может снизить как капитальные и эксплуатационные затраты. Однако, если правильно спроектирована, высоких температур стрельбы также приведет к увеличению NO ^ х ^ к югу выбросов, и может оспорить температур и напряжений пределах общих материалов, лезвия турбины. Сегодня производители турбин проводят различные передовые металлургия и конструктивные изменения, чтобы преодолеть эти ограничения, с тем чтобы коммерциализации передовых газовых турбин, которые пользуются преимуществами более высоких температурах обжига.

Хотя четыре существующих промышленных масштабах IGCC объектов используют так называемые E или F-класс газовых турбин, многие заинтересованные стороны IGCC делают ставку на то, что передовые G-и?-Класс газовые турбины - которые используют горячее температуры обжига и имеют более высокую электрическую выход - в конечном итоге снизить стоимость ВЦГ в электроэнергии (COE). Некоторые из них были продемонстрированы в промышленных масштабах природного газа комбинированного цикла (NGCC) электроэнергии и в настоящее время, модифицированные для использования с углем полученного синтез-газа.

F-класс газовых турбин огонь около 2400 ° F. Для сравнения, G-класс турбин огонь ближе к 2600 ° F, и H-класса турбин температуры обжига выше этого. "Это, видимо, небольшая разница действительно большая разница в эффективности ИГКС завода, и они могут сыграть довольно большую роль в создании будущего растения IGCC более экономичными, говорит Харри Морхед, менеджер по развитию бизнеса IGCC для Siemens электроэнергии (Орландо, штат Флорида; < HREF = "http://www.siemens.com" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.siemens.com </ A>).

Например, в соответствии с Jeff Филлипс, старший менеджер программы, передовые поколения для электроэнергетики, научно-исследовательский институт (EPRI; Charlotte, NC; <A HREF = "http://www.epri.com" целевых = "_blank" относительной = " NOFOLLOW "> <www.epri.com />), один поезд IGCC установки на базе Siemens SGT-5000F газовой турбины будет производить около 315 МВт мощности, в то время как один поезд IGCC (с помощью Siemens SGT6-6000G газовых турбин), должны производить около 400 МВт.

После того, G-класс турбины становятся доступными для обслуживания IGCC, Филлипс говорит, что они обладают потенциалом для доставки тепловой повышение эффективности от 1 до 2 процентных пункта. Он отмечает, что 2 процентных пункта выигрыш в тепловой эффективности позволило бы также сократить расход топлива примерно на 5%, и обеспечить аналогичное сокращение СО2 производства синтез-газа и объема. "Потому что размер и стоимость подготовки к сжиганию, реакторы вода-газ сдвига и С02-абсорбционные колонны, определяется объем синтез-газа, чтобы лечиться, увеличению мощности блока эффективности может в конечном итоге уменьшить размеры оборудования, а следовательно, капитала и энергии требования, необходимые для захвата и связывания углерода, "говорит он.

Различные стратегии охлаждения

Хотя F-класса турбин сегодняшнего опираться на воздух система охлаждения противостоять разрушающему воздействию высоких температур обжига, горячее G-класса турбин [от Mitsubishi Heavy Industries (Иокогама, Япония; <A HREF = "http://www.mpshq . Ком "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.mpshq.com </ A>) и Siemens] использования пара для охлаждения компонентов в стационарных турбин сгорания. Все еще горячее H-класса турбин [от GE Energy (Атланта; <a target="_blank" href="http://www.geenergy.com" <rel="nofollow"> www.geenergy.com /> ) и Mitsubishi] использования пара и охлаждения на стационарных элементов и некоторых вращающихся них. Паровая охлаждения позволяет увеличить рекуперации тепла, что позволяет увеличить мощность от вторичного паровая турбина (ы), а также сократить некоторые тепловые и паразитарные убытки, понесенные существующих установок IGCC использовании воздушного охлаждения М-класса турбин.

Стоит отметить, что "Сименс" H-класса газовых турбин не использовать пар охлаждения. Напротив, согласно Морхед, они используют другие виды собственности дизайн теплообмена улучшений, которые сочетают воздушного охлаждения с улучшенными тепловыми покрытий барьер ", который, как было доказано в эксплуатацию NGCC адаптируются для обслуживания IGCC", говорит он, - чтобы более высоких температурах стрельбы .

Необходимо: турбины высокого водорода синтез-газа

Возможное широкое - и, возможно мандата - внедрение технологии смены вода-газ для преобразования синтез-газа СО в СО2 (и тем самым позволить 90% CO2 захвата) будет и далее задача турбины сегодняшних технологий, который будет иметь для обработки "сдвинуты" синтез-газ поток составил почти целиком из водорода. "В качестве топлива водород ведет себя совершенно по-другому из любого углеводородного топлива", говорит Филлипс EPRI. Не только водородом низкой плотности и совершенно разной геометрии потока, но имеет более широкий диапазон воспламенения и скорость распространения пламени, которое на порядок выше, чем углеводородного топлива. И, главный побочный продукт сгорания водорода является водяной пар, который увеличивает теплоотдачу внутри турбины, усугубляя тем самым температуру проблем, связанных с материалом.

В настоящее время совместные усилия промышленности в настоящее время в США для решения этой проблемы. Например, как GE Energy и Siemens (с НОО финансирования около $ 45 млн каждая) разрабатывается технология получения водородного готовые газовых турбин. На сегодняшний день их работа была сосредоточена на оценке воздействия изменение топлива форсунками, поток пассажей, поток геометрии сгорания банки, выпустив температур и вверх по течению контроля расхода топлива, среди других вещей.

Сюзанна Шелли

Ответственный редактор