一、基本特征
整体煤气化联合循环（IGCC)是将煤气化技术和燃气-蒸汽联合循环发电技术集成的一种洁净煤发电技术。在IGCC系统中，煤经过气化产生合成气(煤气)，经净化处理的煤气燃烧后驱动燃气轮机发电，燃气轮机的高温排气用来在余热锅炉中产生蒸汽，驱动汽轮机带动汽轮发电机发电。这种发电系统多采用煤炭作为燃料，也可采用石油焦、重渣油、沥青和生物质等作为燃料。
由于将气化技术和联合循环技术有机地结合起来，IGCC具有优异的环保性能和热力性能(高效、节水)，适合用于煤基多联产、IG-FC等先进系统，并适合用于直接从合成气脱除CO2。但IGCC系统复杂、单位造价高、运行操作复杂。IGCC工艺流程示意图。
IGCC的工艺流程示意图
1-煤制备输送；2-煤气化炉；3-粗煤气冷却及净化；4-燃气轮机；5-余热锅炉；6-汽轮机；7-发电机；8-硫回收；9-废水处理；10-空分设备
二、技术现状
IGCC始于20世纪70年代，世界上第一台160ＭＷ的IGCC示范装置成功在1972年于德国lunen的斯蒂克电站投运。20世纪90年代IGCC开始进入商业示范阶段，经不断改进取得以下主要进展：供电效率达到42%～43%（设计效率为43%～45%）；投资费用降低到1500～2200＄/kW；污染物排放远远低于NSPS标准，能够满足21世纪初、中期的需要。
目前IGCC正逐步从商业示范向商业应用阶段过渡，随着煤气化技术和燃机技术的不断发展和进步，IGCC将朝着大容量、高效率、低排放发展，气化炉容量达到2500～3000t/d，采用G型或H型高性能大容量燃汽轮机联合循环，功率可达400～600MW，联合循环效率超过55%。
IGCC发电机组的热效率已达43%，有望达到50%，在几种发电技术中其环保性能是最好的，能够和天然气联合循环相比拟。在世界范畴内，燃煤电站排放的SOx、NOx和粉尘造成的污染问题能够通过现有技术进行解决，IGCC发电技术是可实现CO2的近零排放的重要技术。
IGCC结合多联产综合技术，能够生产甲醇等燃料或化工原料，发电和多联产的气化共用，便于电网峰谷调整负荷和提高可用率，降低发电成本。将IGCC和制氢及燃料电池结合起来，还能够解决石油短缺和交通污染等目前我们面临的严峻咨询题。
IGCC作为燃煤发电或结合多联产，具有效率高、环境友好等诸多优势，代表以后电力技术的进展方向，成为世界上极有进展前途的一种洁净煤发电技术。
案 例
中国自主设计建成了250MW的华能天津IGCC电厂采用具有自主知识产权的2000t/d两段式干法给料气流床氧气气化的气化炉，西门子公司SGT2000E型燃气轮机，三压再热蒸汽系统，低压独立空分装置，MDEA煤气脱硫系统。电站技术经济指标为：供电功率大于200MW，供电效率大于41%(LHV)。污染物排放设计指标为：SO2小于1.4mg/m3(16%O2标准状态下)，NOx小于52mg/m3(16%O2标准状态下)，粉尘小于1.0mg/m3(标准状态下)。该电厂已于2012年投运。
三、 发展趋势
经过多年的示范与发展，IGCC已具有更大容量和更好性能的气化炉、更大容量和更高效率的燃气轮机(F级)，以及中温除尘和脱硫设备，目前已能设计与建设净效率在42%~46%、单机容量为500MW的整体煤气化联合循环项目。整体煤气化联合循环的环保性能优异，特别是能实现燃烧前脱碳的要求，通过与二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)技术结合，能够在一定程度上降低发电成本。美国正在加紧研究新一代整体煤气化联合循环+二氧化碳捕集利用与封存(IGCC+CCUS)的技术，在满足环保更高要求的同时，力求进一步提高效率和可用率，降低比投资费用和发电成本。
来源：节选自电力贸促会《面向碳达峰碳中和目标的电力关键技术汇编》
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