東芝公司日前針對正在開發的超臨界二氧化碳循環火力發電系統,在達到目標壓力的狀態下,成功完成了燃氣輪機燃燒器的燃燒試驗。由此,向實現發電效率高、可回收二氧化碳、環境負荷低的系統邁進了一大步。這種系統具備與組合利用燃氣和蒸汽的燃氣聯合循環發電同等水平的效率,同時無需另外設置分離及捕集設備就可回收高壓二氧化碳,減少大氣中的碳排放。

超臨界指的是氣體和液體的界限消失、性質介于氣體和液體之間的狀態。二氧化碳在溫度和壓力超過31℃、74個大氣壓時會達到超臨界狀態。燃燒試驗利用了美國加利福尼亞州試驗機構的設備,于1月開始,分階段提高燃氣輪機燃燒器的壓力,對其燃燒特性進行評估。此次,成功實現了在300個大氣壓的目標壓力下燃燒。
現有燃氣輪機發電設備可在20個大氣壓左右的壓力下燃燒,而超臨界二氧化碳循環火力發電系統的目標是300個大氣壓,因此能在高溫高壓條件下工作的燃氣輪機燃燒器成為課題。此次試驗成功意味著完成了第1階段的開發。在開發的系統以天然氣為燃料,在燃燒時,使用氧替代空氣,因此也不會產生氮氧化物(NOx)。
東芝與美國大型電力企業愛克斯龍電力公司(Exelon)、工程企業芝加哥橋梁及鋼鐵公司(Chicago Bridgeand Iron Company)等于2012年6月達成合作協議,共同進行系統開發,主要負責重要部件高溫高壓渦輪機和燃燒器。今后,各家公司將于2015年在美國建設試驗成套設備,實施實證試驗,力爭在2017年實現250兆瓦(25萬千瓦)級設備的商用化。
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