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整体煤气化联合循环(IGCC)是集成煤气化与燃气轮机的超清洁、高效发电技术,效率提升途径多,潜力大。本文研究了集成中高温干法脱硫、高温离子膜分离(ITM)、先进燃气轮机等新型先进单元技术的IGCC系统及热力性能提升潜力,分析了气化技术对IGCC系统热力性能的影响。主要内容和结果如下：1.集成中高温干法净化的IGCC分析了氧化锌干法脱硫温度、再生氧气浓度、脱硫效率对IGCC系统热力性能的影响,比较了集成不同净化技术的IGCC系统。结果表明,中温干法净化(脱硫温度350℃)比全湿法净化IGCC供电效率高1.77个百分点,其中干法除尘技术贡献约1个百分点；干法净化温度从200℃升高至650℃,IGCC供电效率提高0.74个百分点,但如考虑燃烧室注蒸汽保持燃烧室相同的当量绝热火焰温度,IGCC供电效率仅上升约0.3个百分点。2.集成高温离子膜分离技术(ITM)的IGCC研究了集成ITM空分、深冷空分的IGCC热力性能,分析了整体化ITM的氧气分离率、氮气回注温度对IGCC热力性能的影响。结果表明：IGCC供电效率随ITM空分与燃气轮机集成度增加而上升,100%集成度的ITM空分与完全独立ITM空分相比可提高IGCC供电效率1.81个百分点,与完全整体化深冷空分的IGCC相比供电效率高1.11个百分点。3.先进燃气轮机IGCC的热力性能建立并校验了准一维燃气轮机透平冷却模型。研究了透平冷却技术、材料、热障涂层以及冷却介质对燃气轮机联合循环的影响。以F级“冷却-材料”水平为基准,提高燃烧室出口温度,燃机简单循环和联合循环效率先升高后降低,联合循环效率在初温约1700℃,压比约25时最高：提高透平“冷却-材料”水平,相同燃烧室出口温度下,联合循环效率提高,随燃烧室出口温度的提高,提高“冷却-材料”水平对提高联合循环效率的作用越明显。GE9G燃机如采用透平首级喷嘴蒸汽冷却,联合循环效率相比于目前透平空气冷却可提高0.6个百分点,采用透平前两级蒸汽冷却(9H)效率可再提高1.7个百分点,如采用透平全蒸汽冷却可进一步提高效率1.1个百分点。采用M701G2、9H、M701J燃机的IGCC相比于采用PG9351FA燃机IGCC供电效率分别高2.8、3.3和4.2个百分点。对于1700℃级燃机IGCC系统,如“冷却-材料”水平与M701J燃机相同时,系统供电效率较M701J级燃机IGCC高0.6个百分点；如提高“冷却-材料”水平使冷却空气量与M701J相同时,效率可再提高0.7个百分点,如进一步提高“冷却-材料”水平使冷却空气量相比于M701J下降10%时,可继续提高IGCC系统供电效率0.3个百分点。4.气化技术对IGCC系统热力性能的影响研究分析了空气气化和纯氧气化的气化温度、碳转化率、汽煤比对IGCC系统热力性能的影响。结果表明：对于氧气气化与空气气化IGCC系统,气化温度每提高100℃,系统供电效率分别下降约0.32～0.49和0.67～0.77个百分点；蒸汽煤比每提高0.1,系统供电效率分别下降0.28-0.36和0.29～0.52个百分点,C转化率每提高1个百分点,系统供电效率分别提高约0.42～0.45和0.41～0.43个百分点。空气气化与氧气气化IGCC系统的气化压力对系统热力性能影响显著,其中,常压氧气气化的系统效率明显低于加压氧气气化2.6～3.2个百分点；常压空气气化IGCC系统效率明显低于加压空气气化3.9～4.2个百分点。空气气化的增压流程会影响IGCC供电效率约1.7个百分点。5. IGCC热力性能发展潜力预测相比于F级燃机、水煤浆气化炉、湿法脱硫、深冷空分IGCC系统,集成了1700℃燃机、干法给料气化、中温干法净化、膜分离空分的IGCC系统供电效率提升约9.6个百分点,达54.8%；进一步集成合成气回热加热气化剂(氧气和水蒸汽)、高温干法净化技术的IGCC可再提升系统供电效率1.5个百分点。