改变游戏规则的煤电技术金莎线上平台

为了在未来的电力组合中发挥作用,金莎线上平台必须提高煤电效率和成本,而研究和开发领域的技术也承诺做到这一点。

尽管大多数专家都同意,煤炭在近期内仍将是几个地区基荷电的主要燃料来金莎线上平台源,面对严重金莎线上平台的市场混乱和环境问题,煤电行业在保持经济相关性方面的努力被广泛地记录下来。该行业对金莎线上开户影响该行业的无数问题的反应是多方面的。常用的方法要求对监管改革采取行动,或寻求承认现有煤炭船队对能源可靠性和安全性的贡献。金莎线上平台

近来,许多利益相关者也加强了通过研究和开发(R&D)增加对煤炭发电技术投资的呼吁,金莎线上平台演示,和部署。十月初,例如,经国家煤炭理事会核可的建议,金莎线上平台美国作为能源部长顾问团的非营利组织,敦促加大对技术的投资,以实现一系列冗长的目标。

在世界各地,技术进步所带来的收益同样受到广泛追捧,博士说。Lesley Sloss洁净煤中心的专家,金莎线上平台国际能源署(IEA)于1975年成立的一项技术合作,旨在提供有关煤炭如何平衡金莎线上平台能量三重曲线”供应安全,承受能力,以及环境问题。“实现更高效、更清洁的电力生产是一个普遍的目标,“政府和行业利益相关者希望金莎线上开户确保未来燃煤发电系统的高效率,金莎线上平台低排放技术,“她解释说。

但是斯洛斯,世卫组织正在为先进煤基发电系统技术准备中心编写一份详细报告(将于2019年初出版)。金莎线上平台警告说,当前和未来能源项目的成功很大程度上取决于它们如何适应未来的新能源组合。“大多数情况下,这些系统,它提供了灵活性,可靠性,以及在帮助减少二氧化碳排放的同时使用本土燃料供应排放,会有明显的优势,“她说。今天,有几种技术正在出现,它们符合许多人们追求的特点:它们可以使用煤炭,金莎线上平台通常质量低劣,生产灵活的能源和/或替代化工产品,通常具有碳捕获和储存能力(CCS)。“然而,虽然这些技术确实是需要的,如果可用,很多人都处于发展阶段,像这样的,可能被认为是昂贵或有风险的投资,“斯洛斯说。

现有燃煤发电厂的潜力金莎线上平台

在他们的第五个化石能源技术中”“路线图”2018年7月发布,无党派的美国电力研究所(EPRI)和碳利用研究委员会(CURC,一个专金莎线上开户注于技术解决方案的金莎线上平台行业联盟将化石燃料平衡的美国电力投资组合)确定了一些技术,在2025年至2035年的未来市场条件下,这些技术有助于煤炭与其他电力来源的成本竞争力。金莎线上平台所确定的技术”正在准备进行大规模的试点试验,一些正在准备进行商业示范,“联合倡议指出。

水技术。2020岁,路线图建议,应在废水处理系统中使用的微量金属浓度的近实时过程监测仪/分析仪方面取得进展,伴随着烟气水分回收技术的试点项目测试,先进的混合冷却,直接空冷技术。2025岁,先进的混合冷却技术可以带来收益,以及改善预处理的水管理,先进的膜和/或热处理系统,通过固形和稳定化对废水和污染物进行包裹。

材料。开发和研究以改进先进的制造和维修,耐高温,更坚固的材料正在进行中,到2035年可以实现。

灵活性。“灵活性是如此重要,以至于EPRI发电部门的每个项目都在以某种方式检查它,“EPRI高级项目经理Mike Caravaggio在7月指出。EPRI正在探索新的处理方法,为组件生产保护涂层,试图提高锅炉寿命和可用性,研究如何更好地管理疲劳,研究蒸汽流动。2020岁,综合仪表和控制方法,灵活的操作模拟器,以及改进的污染物控制系统(能够灵活操作);应该是可用的,CURC-EPRI路线图显示。2025岁,一个大飞行员用先进的柔性操作技术”可能正在进行中。同时,也在努力改善运行在……的机组的可靠运行。循环模式通过使用新材料改进焊接和部件制造,通过提供改进的诊断技术,包括更好的传感器和控制,以便早期识别磨损问题。

先进的超临界系统的发展

目前约有250千兆瓦的超临界容量在网上——亚洲有90%(224千兆瓦)的超临界容量(在亚洲还有88.2千兆瓦正在建设中,主要在中国和日本)剩下的10%大部分在欧洲(19.2千兆瓦),效率不断提高,作为博士安德鲁·米切纳,IEA洁净煤中心总经理,金莎线上平台11月注意到。外高桥号上海市3家超嗜热植物,中国例如,原效率由43%提高到47%以上。“这是一个巨大的成就,“闵晨耳说。与此同时,正在对镍超合金进行测试,这有助于在先进的超临界(AUSC)系统中实现700C蒸汽目标(图1),并将美国的效率提高到50%以上。欧洲,日本中国;印度已经承诺重大融资”到AUSC技术。

1。“提高效率的原因是将蒸汽温度从最高蒸汽温度为540℃的亚临界过程提高到了超临界系统,在超临界系统中我们可以看到最高约580℃到超临界。这是目前最先进的,当我们看到620摄氏度时,可能接近640摄氏度;然后是先进的系统,尚处于开发示范阶段,在某些情况下,蒸汽温度约为700摄氏度或更高,“解释博士安德鲁·明切纳,国际能源署(IEA)洁净煤中心总经理。金莎线上平台燃煤电厂的全球平均效率约为35%,金莎线上平台他注意到。礼遇:IEA洁净煤中心,金莎线上平台“世界各地的金莎线上平台黑尔煤电厂,“11月14日,二千零一十八

研究成果已经进入市场。通用电气的新蒸汽技术,例如,使用镍超合金,包括HR6W和铬镍铁合金,在其商用650C–670C系统中。通用电气表示,这项技术的效率为49.1%(净效率)。到目前为止,至少两家正在开拓AUSC项目的公司选择了其蒸汽产品:Yildirim公司在土耳其的2 x 800-MW Karaburun进口煤炭项目,金莎线上平台淮北神能发电有限公司。平山二厂。

然而,根据斯洛斯的说法,澳大利亚文化委员会的发展仍然面临挑战。“应对高温高压燃烧应力所需的先进金属和合金正变得可用,但是对于公用事业投资于一个全面的工厂,需要进一步的测试和适用性和可靠性证明,“她说。仍然,CURC-EPRI路线图预计一个大型AUSC示范工厂,无论是绿地还是改造,蒸汽温度为760摄氏度,到2025年可投入使用。到2035年将有一家商业工厂上线。

气化的新进展??

世界上少数几个商业工厂已经采用了气化煤和生产合成气的工艺,这些合成气可以在与联合循环蒸汽轮机耦合的燃烧轮机中燃烧,用于发电或集成气化联合循环(IGCC)金莎线上平台。“这种类型的系统可以与大范围的煤一起工作,金莎线上平台包括劣质煤和褐煤;金莎线上平台它的用水量比大多数传统植物都要低,最后产生的气体相对干净,适合进行一点处理,以便为CCU做好准备。“斯洛斯说。“然而,大多数的示威活动都被证明是昂贵和有问题的。”“

与此同时,在提议或开发阶段的大多数新项目目前都被推迟或搁置。在2013年为中国提出的20个政府间气候变化专门委员会项目中,似乎只有三个人在前进,斯洛斯说,注意到IGCC的出牙问题”表明必须大幅降低成本。“IGCC的优势通常被认为不足以抵消增加的成本和风险。”与最先进的超临界技术相比,IGCC的主要优势在于其适用于CCU,但是,增加碳捕获技术可以将净IGCC效率降低7%至11%。她说。

空气分离装置(用于将氧气输送到燃烧区)是从技术创新中获益的其他部件。这不仅成本高昂,而且可能是一个重要的寄生电源。还继续努力升级气化炉系统,用于热气体净化,减少腐蚀,以及先进的涡轮,她说。

亚洲共同努力改善政府间气候变化专门委员会”有助于将这项技术从“死亡之谷”中拉出来,“Sloss将其描述为演示和商业部署之间的一个危险领域,在这个领域中,由于技术问题太多或成本太高,投资者无法考虑,技术就会陷入困境。研发也将继续进行多代,由于其生产化学品和电力的能力提供了灵活性,德国和波兰正在进行小规模的示威活动。然而,PolyGeneration的成功将取决于正确的市场,该市场将奖励可调度的电力和化学品的生产,斯洛斯说。

氧燃料燃烧产生蒸汽

自1980年以来,开展了15多个小型氧燃料燃烧试验或示范项目。但低温脱除空气中的氮,利用氧气和循环烟气进行化石燃料燃烧的过程尚未停止,尽管有承诺。CURC-EPRI路线图记录了该方法。”结果在有利于循环的温度下,从烟气中回收潜热的效率更高,辅助功率降低;由于设备较小,可能降低资本成本;以及一种更容易捕获一氧化碳的烟气用于使用或隔离。”“

Sloss将技术的缓慢发展归因于资金不足”在美国和英国。在中国,跨栏有“更多的是与项目的感知风险有关,“她说。其中包括复杂性,高成本,以及天然气处理系统的电力需求,包括空分装置和CO处理单元,她注意到。具有广泛潜力的研究仍在继续。美国能源部(DOE)例如,最近,总部位于圣安东尼奥的西南研究所(SWRI)获得了100万美元的资金,用于进行一项大型试点设计,将无焰加压氧燃烧技术集成到一个50兆瓦的试点电厂中。第1阶段在此期间,研究人员将收集环境信息并保护一个地点,计划于2019年7月结束。

化学循环燃烧向前推进

化学循环燃烧(CLC)技术通常包括两个流化床反应器,使用金属氧化物或石灰石作为载体,在空气反应器中氧化,然后在燃料反应器中为燃料燃烧输送氧气,其主要优点是无需低温空气分离即可有效地产生氧燃烧。

虽然CURC-EPRI路线图设想从2027年开始的第一个同类商业项目,斯洛斯指出,这项技术仍在理论阶段,“尽管有希望的发展可能在未来十年取得重大进展。日本正在寻求建立其CLC技术,目标净热效率为46%,含一氧化碳俘获,到2030年,发电量在100兆瓦到500兆瓦之间。Babcock和Wilcox还正在努力完成一个在多佛的多佛照明和电力设施的10兆瓦直接CLC试点工厂的可行性研究,俄亥俄州,到2020年可以投入使用。

关于超临界CO的讨论功率循环

两种超临界CO动力(上海合作组织))近来,循环已经引起了人们的极大兴趣:一种间接燃烧形式,通过一个用于上合组织的热交换器以传统方式从燃烧过程中获取热量。电源岛,以及直接燃烧的版本,在循环中使用氧燃烧来生成SCO以及驱动动力涡轮机的水流。两个过程都使用SCO作为一种工作流体以及更紧凑的涡轮机械(由于CO的高功率密度)这可以降低工厂资本成本。此外,这些技术提供了比传统电力循环更高的净电厂效率。它们都可以捕获碳:间接循环可以进行燃烧后碳捕获或氧燃烧,而直接循环本身就产生了一氧化碳流。在管道压力下使用或隔离。

CURC-EPRI路线图乐观地认为,大规模的间接发射上合组织示范到2035年,煤炭系统金莎线上平台将投入使用。一些关键项目正在进行中。有了能源部的资助,Echogen电力系统,西门子EPRI正联手开发一个大型燃煤上合组织。金莎线上平台中试装置,尽管该项目的具体内容以及何时开始尚不清楚。今年十月,与此同时,SwRI与天然气技术研究所一起,通用电气全球研究公司,美国能源部,据报道,将使用通用电气开发的10兆瓦超临界改造电力试点电厂破土动工。桌上尺寸上海合作组织涡轮(图2)。

2。超临界改造电力(STEP)试验厂,在10月15日破土动工,2018,是1.19亿美元的第一种10兆瓦超临界二氧化碳(SCO设施。因为上合组织的效率热介质,步进式涡轮机械的尺寸可以是传统电厂部件的十分之一,提供缩小环境足迹的潜力以及任何新设施的建设成本。“模型”桌上尺寸上海合作组织涡轮机,它可以驱动10,000个家庭,这里显示。提供单位:天然气技术研究所

与此同时,北达科他大学能源与环境研究中心也正在领导一个项目,以建立一个直接燃烧的上海合作组织。循环试验装置,这将进一步推动煤基阿拉姆循环的技术发展。金莎线上平台全新的Allam循环是在拉波特进行的备受关注的25兆瓦(50兆瓦)天然气燃烧示范的基础。德克萨斯州,该项目有望在2020年投入使用,并承诺效率约为58%。然而,正如斯洛斯所指出的,定制煤的Allam循环可能需要”金莎线上平台连接气化厂生产合成气,“这使其面临气化技术面临的类似风险。“最大的挑战将是先进的可回收燃气轮机和热交换器,“她补充说。

金莎线上平台与燃料电池集成的煤基系统

公用事业规模的燃气燃料电池发电厂的出现,就像2014年在韩国开放的59兆瓦庆吉绿色能源熔融碳酸盐燃料电池公园一样,正在帮助推动燃料电池技术的发展。固体煤在燃料电池中的应用金莎线上平台目前处于基准规模,“斯洛斯说,添加,然而,集成气化燃料电池(IGFC)系统表现出最大的承诺。”这项技术本质上是将煤气化工艺与高温燃料电池相结合,创造出超高效率,金莎线上平台低排放发电系统。专家指出,一个简单的IGFC系统类似于一个IGCC系统,但是燃气轮机动力岛被燃料电池岛所取代。

首个带CCS的IGFC示范工厂目前正在日本开发中,并可能在2021年投入运行。2012年4月推出,166兆瓦Osaki Coolgen IGCC电厂的IGFC项目(图3)由日本新能源和工业技术开发组织资助,由Osaki Coolgen公司运营。(J-Power和Chugoku电力公司的合资企业)。Osaki Coolgen正试图用CO演示IGFC分离捕获技术分为三个阶段:扩大鹰气化技术验证;向IGCC系统添加碳捕获设备;以及燃料电池系统的整合。目标是使IGFC系统的效率达到55%。

三。广岛大阪冷源吹氧一体化气化联合循环项目,日本2016年开始运营。该项目目前正在整合碳捕获系统,2021岁,它试图展示一个与燃料电池系统集成的煤炭系统。金莎线上平台礼遇:大阪酷根公司。

然而,斯洛斯指出,“进入这些IGFC系统的测试和中试规模取决于它们所基于的当前IGCC工厂的成功;IGFC系统的建造成本极高,而且风险很大,考虑到这项技术是如此的新。”仍然,她补充说:“通过将IGCC工厂切换到IGFC,重大成本将被抵消,如果证明IGFC工艺不可行,还应为工厂恢复到IGCC提供潜力。”ω

-索尔帕特尔是一名权威助理编辑。