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由于燃氣輪機系統(tǒng)發(fā)電后排放的尾氣溫度大于500℃,所以增加余熱鍋爐和過熱器產(chǎn)生蒸汽,再利用蒸汽循環(huán),可以有效提高發(fā)電效率,這就是生物質(zhì)整體氣化聯(lián)合循環(huán),其發(fā)電工藝流程如圖4所示。該系統(tǒng)由物料預(yù)處理設(shè)備、氣化設(shè)備、凈化設(shè)備、換熱設(shè)備、燃氣輪機、蒸汽輪機等發(fā)電設(shè)備組成。目前,生物質(zhì)氣化發(fā)電有三種方式:(1)作為蒸汽鍋爐的燃料燃燒生產(chǎn)蒸汽帶動蒸汽輪機發(fā)電。功率范圍在7~30MW,整體效率可以達到40%。整體氣化熱空氣循環(huán)(IGHAT)技術(shù)正處于開發(fā)階段,它和IGCC的主要區(qū)別在于用一個燃氣輪機代替了后者的燃氣輪機和汽輪機。由水蒸氣和燃氣的混合工質(zhì)通過燃氣輪機輸出有用功,其整體效率可以達到60%,有望成為2020世紀的新型發(fā)電技術(shù)。
一些國家開展了大型氣化發(fā)電系統(tǒng)其它技術(shù)路線的研究,如比利時(2.5MW)和奧地利(TINA6MW)開展的生物質(zhì)氣化與外燃式燃氣輪機發(fā)電技術(shù),目的是發(fā)展適合于中小型規(guī)模使用的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù),基本原理是生物質(zhì)氣化后不需經(jīng)過除塵除焦,直接在燃燒器中燃燒,燃燒后的煙氣用來加熱高壓的空氣,后由高溫高壓空氣推動燃氣輪機發(fā)電。中國林科院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所以稻草、麥草等軟秸稈和稻殼等農(nóng)業(yè)剩余物為原料,并建成生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置,已經(jīng)投入運行,具有明顯的直接經(jīng)濟收益。該技術(shù)路線避開了高溫除塵及除焦兩大難題,但需要解決高溫空氣供熱設(shè)備的材料和工藝問題。由于該項目中設(shè)備的可靠性和造價問題,目前還很難進入實際應(yīng)用。