燃气蒸汽联合循环电厂孤网运行浅析
燃气蒸汽联合循环电厂孤网运行浅析
【摘要】随着电力的迅速发展，为了进一步保障电网的运行安全，在电网出现回路故障的时候，燃气蒸汽联合循环电厂将会承担起部分区域的供电需要。本文从实际出发，总结分析了燃气蒸汽联合循环电厂正常运行时的概况，及当电网回路系统发生故障时，燃气蒸汽联合循环电厂通过采取怎样的供电措施可以确保局部供电的安全性和稳定性。对燃气蒸汽联合循环电厂应对电网突发情况的紧急供电措施进行技术方面的深入研究和讨论。
【关键词】燃气蒸汽联合循环电厂；孤网运行；电网系统；系统故障；局部供电
0.前言
近些年来，随着电力应用的范围不断扩大，电网运行的安全性受到人们的重视，继前些年美加出现的严重停电事故，各个国家都加大了对本国电力系统的安全运行技术研究，电力系统的研究人员也不断进行技术创新和深入研究，加强对突发状况的应对能力。从电力系统安全运行的实际情况出发，本文总结分析了燃气蒸汽联合循环电厂在电力系统突发障碍时所采取的的局部供电措施，如何对电力系统进行调节。通过对孤网运行时发生的电网事故的分析，加强电力系统处理突发障碍的应对能力和调节能力。深入研究和探讨电力系统的安全运行技术创新，不断采用新技术、新措施、新手段保证电网安全。
1.联合循环电厂的基本情况
1.1电厂的基本情况
我公司的两套燃气蒸汽联合循环发电机组都是由一台燃气轮发电机组、一台余热锅炉、一台汽轮发电机组构成。1#机组由GE公司生产的PG5361P型的燃气轮机组、杭州锅炉厂生产制造的双压余热锅炉和南汽厂生产制造的汽轮发电机组；2#机组由阿尔斯通公司生产的PG6551B型的燃气轮机组、杭州锅炉厂生产制造的单压自身除氧余热锅炉和南汽厂及哈汽厂生产制造的汽轮发电机组。电厂内一共有四台主变，经升压为35kV的双母线，总共有两回出线。其正常运行时的安全模式为当两段母线在联络柜断开时，1#联合循环发电机组由I段母线供电输出；2#联合循环发电机组由II母线供电输出；两段母线输出的电量送到某钢厂220KV变电站，供钢厂炼铁、转炉及其他使用。并且在每台汽轮发电机组的主变侧边都有一个厂用变，在两个6kV厂用变和两条6kV母线之间设置快切设备。电厂发电的燃料为钢厂的富余煤气，而当煤气不足时可用轻油代替。
1.2变电站的基本情况
钢厂220KV变电站有两条220kV的母线分别接到四台变压器，经降压后分别接入110KV系统和35KV系统，并设有稳定安全保护系统。我公司的两回路
联合循环燃气轮机发电厂简介
联合循环燃气轮机发电厂简介 联合循环发电：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的 循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的MS9001E然气轮机，其热效率为33.79%,余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。1．燃气轮机 1.1 简介燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机,它的结构与飞机喷气式发动机一致,也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分： 1 、燃气轮机（透平或动力涡轮）； 2、压气机（空气压缩机）； 3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气,压缩后送入燃烧室,同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合,在定压下 进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工,推动动力叶片高速 旋转,乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命 周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机,轻型燃气轮机为航空发动机的转型,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃 气轮机为工业型燃机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产。埕岛电厂采用的 MS9001E燃气轮发电机组是50Hz, 3000转 /分,直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早 于 1987年投入商 业运行，基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW热效率为 33.79%,排气温度539C，排气量1476X103公斤/小时，压比为12.3，燃气初
燃气蒸汽联合循环
燃气--蒸汽联合循环技术的发展与评价 我国火电机组主要为燃煤发电机组，存在污染严重，供电煤耗高的问题，不能满足新世纪电力工业发展需要，必须依靠科技进步，促进我国资源环境相互协调可持续发展。采用高参数大容量机组，超临界压力机组是火电机组发展的主要方向外，发展清洁燃煤技术，煤气化联合循环和整体气化燃料电池等以燃气输机为技术基础的发电技术，亦是提高我国火电热效率的突破口方向。为此，今后发展燃气——蒸汽循环发电将具有战略意义燃气—蒸汽轮机联合循环热电冷联供系统是一项先进的供能技术。利用燃气燃烧产生的高温烟气在燃气轮机中做功，将一部分热能转变为高品位的电能，再利用燃气轮机排烟中的余热在废热锅炉内产生蒸汽来带动蒸汽轮机进一步发出部分电能，同时供热和制冷。从而实现了能源的高效梯级利用，同时也降低了燃气供热的成本，是城市中，特别是大气污染严重的大城市中值得大力发展的系统。 一.联合循环发电状况和需求。 从20世纪80年代以来，随着燃气轮机及其联合循环总能系统新概念的确立，材料科学、制造技术的进步，特别是能源结构的变化及环境保护的要求更加严格，燃气轮机及其联合循环机组在世界电力系统中的地位发生了显著化，不仅可以用作紧急备用电源和尖峰负荷，还被用来带基本负荷和中间负荷。21世纪以来世界燃气轮机进入了一个新的发展时期，我国燃气轮机引进、开发和应用又进入了一个新的发展阶段。燃气轮机技术进步主要表现在单机容量增大，热效率提高与污染物排放量降低。目前全世界每年新增的装机容量中，有l/3以上系采用燃气—蒸汽联合循环机组，而美国则接近l/2，日本则占火电的43%。据不完全统计，全世界现有燃油和燃天然气的燃气—蒸汽联合循环发电机组的总容量己超过400 GW。当前燃气轮机单机功率已经超过300MW，简单循环热效率超过39%;联合循环功率已经超过780 MW，联合循环热效率超过58. 5%，干式低NOx 燃烧技术已使燃用天然气和蒸馏油时的NOx排放量分别低于25mg/kg和42mg/kg，提高了燃气轮机在能源与电力中的地位与作用。从目前世界火力发电技术水平来看，提高火电厂效率和减少污染物的排放的方法，除带脱硫、除尘装置的超超临界发电技术(USC)、循环流化床(CFB)和增压流化床联合循环(PFBC)等外，燃天然气、燃油及整体煤气化等燃气-蒸汽联合循环是一个重要措施。据有关调研预测，未来10年我国对燃气轮机总需求量达34 000 MW左右。中国已开始利用西气东输，东海、南海油气，进口LNG(液化天然气)和开发煤气化等清洁能源。一批300 MW级燃气—蒸汽联合循环电厂已经建成或即将建成投产。可以说，随着国产化率的提高，造价的减低，燃用天然气和煤气等大型燃气—蒸汽联合循环发电机组，必将成为中国电力工业一个重要组成部分。 二.燃气-蒸汽联合循环原理 （一）联合循环的基本方案 1.余热锅炉型联合循环 将燃气轮机的排气通至余热锅炉中，加热锅炉中的水产生蒸汽驱动汽轮机作功。 2.排气补燃型联合循环 排气补燃型联合循环包括在余热锅炉前增加烟道补燃器以及在锅炉中加入燃料燃烧这两种方案。
联合循环燃气轮机发电厂简介(最新版)
联合循环燃气轮机发电厂简介 (最新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0727
联合循环燃气轮机发电厂简介(最新版) 联合循环发电：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的MS9001E燃气轮机,其热效率为33.79%，余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。 1．燃气轮机 1.1简介 燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机，它的结构与飞机喷气式发动机一致，也类似蒸汽轮机。主要结构有三
部分：1、燃气轮机（透平或动力涡轮）；2、压气机（空气压缩机）； 3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工，推动动力叶片高速旋转，乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机，轻型燃气轮机为航空发动机的转型，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高，主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机，其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、热电联产。 埕岛电厂采用的MS9001E燃气轮发电机组是50Hz，3000转/分，直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早于1987年投入商业运行，基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW，热效率为33.79%，排气温度539℃，排气量1476×103公斤/小时，压比为12.3，燃气
燃气-蒸汽联合循环发电
燃气-蒸汽联合循环机组概况 1.燃气轮机工作原理 燃气轮机的工作过程是，压气机连续地从大气中吸入空气并将其压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即进入燃机透平中膨胀做功，推动透平叶轮带着燃机发电机做功发电。燃气轮机静止起动时，需要将发电机转换为电动机用带动燃机旋转，待加速到一定转速后，启动装置脱扣，就可以以发电机形式来做功发电。燃气初温和压气机的压缩比，是影响燃气轮机效率的两个主要因素。提高燃气初温，并相应提高压缩比，可使燃气轮机效率显著提高。工业和船用燃气轮机的燃气透平初温最高达1200℃左右，航空燃气轮机的超过1350℃。目前美国通用电气最先进的9H型燃气轮机压缩比23.2，燃气透平初温1430℃。
2.燃气-蒸汽联合循环发电 燃气-蒸汽联合循环发电机组就是将燃气轮机的排气引入余热锅炉，产生的高温、高压蒸汽驱动汽轮机，带动汽轮发电机发电。其常见形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各分别与发电机组合的多轴联合循环。 目前，联合循环的热效率接近60%，“二拖一”的机组配置方式，提高了机组供热能力，整套机组的热效率比常规“一拖一”配置机组热效率高出0.6%，在冬季供暖期热效率高达79%。
燃气-蒸汽联合循环机组主要用于发电和热电联产，其具有以下独特的优点： ①发电效率高：由于燃气轮机利用了布朗和朗肯二个循环，原理和结构先进，热耗小，因此联合循环发电效率较高。 ②环境保护好：燃煤电厂锅炉排放灰尘很多，二氧化硫多，氮氧化物为200PPM。燃机电厂余热锅炉排放无灰尘，二氧化硫极少，氮氧化物为(10～25)PPM。 ③运行方式灵活：燃机电厂其调峰特性好，启停速度快，不仅能作为基本负荷运行，还可以作为调峰电厂运行。 ④消耗水量少：燃气一蒸汽联合循环电厂的蒸汽轮机仅占总容量的1／3，所以用水量一般为燃煤火电的1／3，由于凝汽负压部分的发电量在全系统中十分有限，国际上已广泛采用空气冷却方式，用水量近乎为零。 ⑤占地面积少：由于没有了煤和灰的堆放，又可使用空冷系统，电厂占地大大节
天然气能源与天然气联合循环发电
天然气能源 与天然气 联合循环发电 王铭忠 (国家电力公司热工研究院,陕西西安 710032) [摘 要] 天然气将成为21世纪人类的第一能源。天然气联合循环发电是当今世界先进的发电方式。 为适应我国经济高速发展的需要,有计划地发展一些天然气联合循环发电机组是必要的。目前我国的天然气价格比较高,若能将天然气价格降至0.80元/m3以下,则天然气联合循环发电的经济性将可与常规燃煤电站相竞争。 [关键词] 能源;天然气;联合循环;发电 [中图分类号]TK11 [文献标识码]A [文章编号]1002-3364(2001)04-0009-04 天然气是一种高热值清洁燃料。近年来,世界天然气的探明储量与产量都在明显增长,天然气的利用越来越引起人们的重视。能源专家预测,在近期的世界能源消费结构中,天然气比例将与石油相当,到2010年占40%,2050年将占50%。 1 发展天然气联合循环发电是社会经济发展的需要 1.1 经济发展带来的环境污染日益严重 我国在经济持续高速发展的同时环境污染日益严重,环境污染的最大来源是燃煤排放物。我国是以煤为主要一次能源的国家,在能源消费结构中,煤炭占75%。我国电力工业是用煤大户,因而也是造成环境污染的大户,全国形成酸雨的S O2有30%来自燃煤电厂。 日益严格的环保法规给电力工业发展带来极大压力。常规燃煤电站要增设高性能脱硫等净化装置,不仅造价高(约占电站全部投资的1/4～1/5),而且还会降低机组运行效率,增加运行成本。天然气联合循环发电是解决电站环境污染的重要出路。 1.2 适当调整我国能源结构势在必行 19世纪前期,人类以煤炭代替柴薪为主要能源,带来了世界资本主义的发展;20世纪中期开始的以石油代替煤炭为主要能源,带来了世界经济的繁荣。近年来随着世界天然气探明储量与产量的迅速增长,在21世纪初即将出现以更清洁的天然气代替石油为主要能源的又一次能源消费结构的大变革。预计2010年世界能源结构中天然气将达到35%～40%,而成为人类第一大能源。能源结构的变化反映着社会经济的进步,落后的能源结构必然不利于经济的发展。在经济高速发展时期,煤炭的开采速度将难以满足能源需要的高速增长。调整能源结构,适量增加石油、天然气消费比重,不仅可以弥补煤炭供应缺口,而且可以改善能源质量,将更有利于国家经济的发展。 我国当前能源结构的调整为发展天然气联合循环发电创造了可行条件。 热力发电?2001(4)9
燃气蒸汽联合循环简介
燃气—蒸汽联合循环在世界范围内，使用化学燃料通过热力动力机械发电的火力发电量仍然占据最高的比例。从节约资源和保护环境等各方面来说，作为一种重要的发电装置，火力发电机组首先要求有高的热效率。在大型热力发电设备中，目前技术水平比较成熟的，能够经济地大规模应用的只有燃气轮机和蒸汽轮机。但是它们的热效率都不高，一般都在38—42%左右，即使最先进的燃气轮机热效率也只能达到42—44%，最先进的超临界参数蒸汽轮机热效率也只能达到43—45%。对这两种热力机械所使用的热力循环进行分析。燃气轮机燃气初温很高，目前的技术水平一般能达到1350—1430℃，因此燃气轮机中的热力循环平均吸热温度高，但是它的排气温度也就是循环低温也高，一般要达到450—630℃，所以燃气轮机热力循环的卡诺效率不高。蒸汽轮机虽然循环低温较低，也就是蒸汽的冷凝温度可以降低到30—33℃，但是由于受到材料上的限制，它的蒸汽初温不高，在目前的技术水平下一般难以达到600℃，即使采用再热之后，平均吸热温度也不会太高，所以蒸汽轮机热力循环的卡诺效率也不高。进一步分析可以发现，蒸汽轮机蒸汽初温一般在535—565℃以下，所以实际上只要有570—610℃的热源就可以让蒸汽轮机工作，而燃气轮机的排气温度就很高，在排气中蕴含着大量的热能，能够给蒸汽轮机提供所需要的热能。因此如果使用燃气轮机排气作为蒸汽轮机的热源，蒸汽轮机就可以不额外消耗燃料了。也就是说，蒸汽轮机可以回收燃气轮机的排气热量，额外发出一些有用功，这样就相当于增加了燃气轮机的热效率。如前所述，目前先进的燃气轮机和蒸汽轮机的热效率基本相当，都在38—42%左右，
那么，此时这个相当于增加了燃气轮机热效率的系统，热效率必然比单纯的燃气轮机和蒸汽轮机都高。实际上，如果把上述由燃气轮机和蒸汽轮机组成的系统看成一个整体，那么在它的热力循环中，循环高温就是燃气轮机的循环高温，而循环低温则是蒸汽轮机的冷凝温度。显而易见，这个系统热力循环的卡诺效率远远高于燃气轮机或蒸汽轮机热力循环的卡诺效率。由燃气轮机和蒸汽轮机组成的发电系统可以有多种组合形式，它们的共同点就是由燃气轮机完成热力循环的高温部分，而由蒸汽轮机完成热力循环的低温部分，从而获得具有较高卡诺效率的热力循环，这样的热力循环称为燃气—蒸汽联合循环。目前有所应用的燃气—蒸汽联合循环主要包括余热锅炉型、平行双工质型，增压锅炉型三种基本型式。不过，按照目前的燃气轮机技术特点和燃气初温水平，余热锅炉型联合循环的热效率比另两种联合循环的高，因此近些年来得到了快速的发展。而另两种联合循环除了热效率低以外，各自还有另外的缺点，使它们的应用和发展受到了限制。余热锅炉型燃气—蒸汽联合循环系统的组成和各部件特点按照前面的分析，最基本的燃气—蒸汽联合循环动力装置就是采用一种专门设计的锅炉，利用燃气轮机的高温排气作为锅炉的工作热源，产生蒸汽在蒸汽轮机中做功的系统。因为在这样的系统中，锅炉本身不消耗燃料，仅仅利用燃气轮机排气余热工作，所以叫做余热锅炉，因此上述系统也就称为余热锅炉型燃气—蒸汽联合循环系统，简称为HRSG-Repowering。在余热锅炉型联合循环基础上还发展出了多种衍生型式，包括补燃锅炉型联合循环、平行混合型联合循环、给水预热型联合循环等。不过这几种衍生型式多数用于对现有发电站进行
大型天然气联合循环发电技术
大型天然气联合循环发电技术 Power Generation T echnology of Large-Scale Natural Gas –Fired Combined Cycle 浙江省电力设计院何语平 摘要：为配合“西气东输”和液化天然气（LNG）的输入，我国东部地区正在建设一批大型联合循环电厂。为了使建成后的电厂单位投资省、热效率高、投产后具有较好的效益，对大型天然气联合循环发电技术进行全面而系统的研究和优化至关重要。本文对影响大型天然气联合循环电厂效率的各种因素进行了研究，对联合循环系统的优化、燃气轮机选型、蒸汽系统的优化、参数选择、余热锅炉和汽轮机选型、机组轴系配置、动力岛布置等方面进行了深入的分析研究，并提出了明确的优化途径和结论。 关键词：天然气；联合循环发电 0 前言 我国东部地区经济发达，但一次能源匮乏。目前火力发电厂以煤炭消费为主，环境污染日趋严重。为了减少SO2排放并控制酸雨的危害，许多已投运的机组纷纷补上尾部烟气脱硫装置（FGD）。 为了优化能源结构、改善环境，国家决定利用西气东输，东海油气和进口液化天然气（LNG）等清洁能源，建设一批大型天然气联合循环电厂。 天然气是高效清洁能源，燃气-蒸汽联合循环机组燃用天然气将极大地改善环境污染问题。燃用天然气没有粉尘、没有灰渣。天然气几乎不含硫，因而几乎没有SO2排放。由于采用低NO x燃烧器，NO x 的排放也降到极低的程度。又由于天然气成分中主要是CH4，烟气中CO2的排放也大大减少。 近几年由于燃气轮机的单机功率和热效率有了很大程度的提高，特别是联合循环的理论研究、产品开发和电厂运行实践更趋成熟，目前大型燃气轮机的单机功率已超过250MW，热效率已超过36％；所组成的联合循环的功率已达到390MW，热效率也已达到56.7％~58.5％。其热效率之高，不仅远远超过现有燃煤蒸汽轮机电厂，甚至比超超临界参数的燃煤蒸汽轮机电厂还要优越。世界上的联合循环电厂正向大型化和高效化发展。 在电厂投资方面，根据华东地区西气东输的大型单轴联合循环机组（江苏戚墅堰、望亭、张家港、杭州半山，均为老厂扩建）的可行性研究统计，投资估算为3104元/kW~3356元/kW，比带脱硫装置的300MW燃煤蒸汽轮机电厂的造价低19.6％～25.7%。 我国天然气价格相对较高，为使建成后的电厂单位投资最省、热效率最高、投产后具有较好的效益，对大型天然气联合循环发电技术进行全面而系统的研究和优化至关重要。 1 联合循环系统优化 1.1提高联合循环效率的途径 图1 燃气循环 图2 蒸汽循环 图3 燃气-蒸汽联合循环
9F级燃气_蒸汽联合循环机组总体性能优化
第27卷 第8期2006年8月 电 力 建 设 Electric Power Constructi on Vol.27 No.8 Aug,2006 9F级燃气-蒸汽联合循环机组总体性能优化 秦刚华1,李硕平2 (1.浙江浙能宁波天然气发电有限责任公司,浙江省宁波市,315012; 2.浙江省电力设计院,杭州市,310014) [摘 要] 目前,燃用天然气的9F级燃气-蒸汽联合循环电厂发电成本较高,竞争力不强。可通过优化机组的总体性能,以获得更高的出力与效率,从而提高该类型电厂的竞争力。可对联合循环机组的进气系统优化、主机参数匹配优化、汽机冷端优化。主机参数匹配优化包括余热锅炉的热端温差、窄点温差、接近点温差、气侧阻力、排烟温度及余热锅炉的受热面、出口蒸汽压力、温度等参数进行优化。汽机冷端的优化如降低汽机排气背压,能有效提高汽机出力。 [关键词] 9F级燃气轮机联合循环性能优化主机参数匹配冷端优化 中图分类号:T M611.31文献标识码:B文章编号:1000-7229(2006)08-0041-05 Op ti m izati on of Overall Perfor mance for9F Class Gas-steam Combined Circulating Unit Q in G anghua1,L i S huop ing2 (1.Zhejiang Zheneng N ingpo Natural Gas Power Generati on L td.Co.,N ingbo City Zhejiang Pr ovince,315012; 2.Zhejiang Pr ovincial Electric Power Design I nstitute,Hangzhou City,310014) [Keywords] 9F class gas turbine;combined circulati on;op ti m izati on of perfor mance;matching of main machine para meters;op ti m izati on of cold-end 目前,已有部分9F级燃气-蒸汽联合循环电厂陆续投入商业运行。但是,使用清洁能源成本较高。浙江沿海地区标煤价大约为520元/t,折合成低位发热量价为0.0177元/MJ。而西气及东海气在浙江的价格目前大约为1.5元/m3,折合成低位发热量价为0.0429元/MJ。9F级燃机电厂上网电价为0.5～0.6元/(k W?h),与1000M W超超临界机组电厂上网电价0.4元/(k W?h)左右相比,竞争力不容乐观。 因此,如对主机参数进行优化匹配,对辅助系统进行优化,提高机组的出力和效率,从而最大限度降低发电成本,可有效提高9F级燃机电厂的竞争力。下面讨论可能的各种优化技术,包括针对特定气象条件的燃机进气部分、利用燃机排烟余热的余热锅炉系统、汽机冷端系统的优化。 1燃机进气系统的优化 1.1燃机出力与进气系统参数的关系 燃气轮机从大气连续吸取空气做工质,经压缩、加热、膨胀做功后排回大气。膨胀过程做功扣除压缩过程耗功及其他损耗功后才是装置的输出功。所以,当地气象条件变化对燃机压气机的耗功有很大影响。某型9F级联合循环机组的出力与大气温度、压力、相对湿度间的关系见图1～3。 从图1～3可知,燃机出力随气温增加而减少,随气压增加而增加。当气温在25℃以下时,燃机出力随相对湿度增加而增加;在25℃以上时,燃机出力随相对湿度增加而减少。其中,通过减少进气滤网、进气道的压降,使燃机压气机进气压力增高。气温可调节的方法较多。当气候炎热时,可通过各种降温手段使压气机进气温度下降,从而使压气机功耗减少,以增加净输出功。燃机进气的相对湿度通常随进气冷却而增加。需注意,降低进气温度,会增加机组的出力,但对联合循环机组的效率来说未必如此。9F级燃机机组的最佳效率点随机型的不同而不同,一般为10～15℃。所以,进气的冷却效益需考虑联合循环机组的整体效率影响而引起的总燃料消耗量的变化。 收稿日期:2006-03-28 作者简介:秦刚华(1963-),男,浙江宁波人,高级工程师。 ? 1 4 ?
联合循环发电厂的特点及发展趋势
联合循环发电厂的特点及发展趋势 樊守峰程政[西北电力设计院] 2003-07-25 前言 与常规的燃煤电厂相比较，联合循环发电厂以其启动时间短、所需冷却水量少、占地面积小、建设周期短、环保效益明显，可有效地调整电力需求峰值等诸多优点而备受世界各国的重视。 近二十年来，美国、日本、英国、法国和韩国等国家都在大力兴建联合循环发电厂。在日本联合循环发电容量近五年内将翻一番[1]。我国的香港特别行政区建成世界上最大的联合循环发电厂-香港龙鼓联合循环电厂，设计容量为8台32万kw机组[6]。随着人们环境意识进一步地增强及黄金时间用电负荷需求的不断上升，在我国很有必要在天然气丰富地区大力发展联合循环发电厂。 1 联合循环构成方式及其各自的特点 1.1 按照燃烧方式的不同可分为： (1)排热回收型 图1为排热回收型联合循环发电厂主要系统构成简图，这种构成方式的特点是： (a)系统简单； (b)燃气轮机出力高； (c)启动时间短； (d)系统总效率与燃气轮机入口温度有关，即燃气轮机入口温度愈高，系统总效率愈高；
(e)汽轮机不可能单独运行。 (2)排气助燃型 图2为排气助燃型联合循环发电厂要系统构成简图，这种构成方式的特点是： (a)助燃量越大，汽轮机出力越大； (b)启动时间短； (c)汽轮机不可能单独运行； (d)助燃燃料量越大，凝汽器凝结水量越大。 (3)排气再燃型 图3为排气再燃型联合循环电厂主要系统构成简图，这种构成方式的特点是： (a)汽轮机出力大； (b)在利用全部燃气轮机排气的情况下，全厂效率最大；
（c）锅炉燃料消耗量与燃气轮机燃料消耗量无关； （d)燃气轮机和汽轮机可以单独运行； （e）运行控制系统复杂 (4）增压锅炉型 图4为增压锅炉型联合循环电厂主要系统构成简图，这种构成方式的特点是： (a)汽轮机出力大； (b)锅炉燃料消耗量受燃气轮机的限制； （c）燃气轮机和汽轮机不可能单独运行； （d）增压锅炉传热效率高，因此锅炉的传热面积及体积减小，但锅炉的耐压性要求高于其它锅炉。 (5)给水加热型 图5为给水加热型联合循环电厂主要系统构成简图，这种构成方式的特点是： (a)系统简单； (b)汽轮机出力大；
燃气—蒸汽联合循环简介
燃气—蒸汽联合循环 在世界范围内，使用化学燃料通过热力动力机械发电的火力发电量仍然占据最高的比例。从节约资源和保护环境等各方面来说，作为一种重要的发电装置，火力发电机组首先要求有高的热效率。 在大型热力发电设备中，目前技术水平比较成熟的，能够经济地大规模应用的只有燃气轮机和蒸汽轮机。但是它们的热效率都不高，一般都在38—42%左右，即使最先进的燃气轮机热效率也只能达到42—44%，最先进的超临界参数蒸汽轮机热效率也只能达到43—45%。 对这两种热力机械所使用的热力循环进行分析。 燃气轮机燃气初温很高，目前的技术水平一般能达到1350—1430℃，因此燃气轮机中的热力循环平均吸热温度高，但是它的排气温度也就是循环低温也高，一般要达到450—630℃，所以燃气轮机热力循环的卡诺效率不高。蒸汽轮机虽然循环低温较低，也就是蒸汽的冷凝温度可以降低到30—33℃，但是由于受到材料上的限制，它的蒸汽初温不高，在目前的技术水平下一般难以达到600℃，即使采用再热之后，平均吸热温度也不会太高，所以蒸汽轮机热力循环的卡诺效率也不高。 进一步分析可以发现，蒸汽轮机蒸汽初温一般在535—565℃以下，所以实际上只要有570—610℃的热源就可以让蒸汽轮机工作，而燃气轮机的排气温度就很高，在排气中蕴含着大量的热能，能够给蒸汽轮机提供所需要的热能。因此如果使用燃气轮机排气作为蒸汽轮机的热源，蒸汽轮机就可以不额外消耗燃料了。也就是说，蒸汽轮机可以回收燃气轮机的排气热量，额外发出一些有用功，这样就相当于增加了燃气轮机的热效
率。如前所述，目前先进的燃气轮机和蒸汽轮机的热效率基本相当，都在38—42%左右，那么，此时这个相当于增加了燃气轮机热效率的系统，热效率必然比单纯的燃气轮机和蒸汽轮机都高。 实际上，如果把上述由燃气轮机和蒸汽轮机组成的系统看成一个整体，那么在它的热力循环中，循环高温就是燃气轮机的循环高温，而循环低温则是蒸汽轮机的冷凝温度。显而易见，这个系统热力循环的卡诺效率远远高于燃气轮机或蒸汽轮机热力循环的卡诺效率。 由燃气轮机和蒸汽轮机组成的发电系统可以有多种组合形式，它们的共同点就是由燃气轮机完成热力循环的高温部分，而由蒸汽轮机完成热力循环的低温部分，从而获得具有较高卡诺效率的热力循环，这样的热力循环称为燃气—蒸汽联合循环。 目前有所应用的燃气—蒸汽联合循环主要包括余热锅炉型、平行双工质型，增压锅炉型三种基本型式。不过，按照目前的燃气轮机技术特点和燃气初温水平，余热锅炉型联合循环的热效率比另两种联合循环的高，因此近些年来得到了快速的发展。而另两种联合循环除了热效率低以外，各自还有另外的缺点，使它们的应用和发展受到了限制。 余热锅炉型燃气—蒸汽联合循环系统的组成和各部件特点 按照前面的分析，最基本的燃气—蒸汽联合循环动力装置就是采用一种专门设计的锅炉，利用燃气轮机的高温排气作为锅炉的工作热源，产生蒸汽在蒸汽轮机中做功的系统。 因为在这样的系统中，锅炉本身不消耗燃料，仅仅利用燃气轮机排气余
燃气蒸汽联合循环
燃气轮机燃气--蒸汽联合循环技术分析 学号200923060121 姓名蒋琛 摘要：我国火电机组主要为燃煤发电机组，存在污染严重，供电煤耗高的问题，不能满足新世纪电力工业发展需要，必须依靠科技进步，发展清洁燃煤技术，煤气化联合循环和整体气化燃料电池等以燃气输机为技术基础的发电技术，亦是提高我国火电热效率的突破口方向。本文对联合循环发电技术的现状和需求进行了介绍，对联合循环系统的原理、发展趋势、优缺点进行了深入的分析研究，并提出了相应的优化途径和结论。 关键词：联合循环发电；原理；发展趋势 1.引言 我国火电机组主要为燃煤发电机组，存在污染严重，供电煤耗高的问题，不能满足新世纪电力工业发展需要，必须依靠科技进步，促进我国资源环境相互协调可持续发展。采用高参数大容量机组，超临界压力机组是火电机组发展的主要方向外，发展清洁燃煤技术，煤气化联合循环和整体气化燃料电池等以燃气输机为技术基础的发电技术，亦是提高我国火电热效率的突破口方向。为此，今后发展燃气——蒸汽循环发电将具有战略意义燃气—蒸汽轮机联合循环热电冷联供系统是一项先进的供能技术。利用燃气燃烧产生的高温烟气在燃气轮机中做功，将一部分热能转变为高品位的电能，再利用燃气轮机排烟中的余热在废热锅炉内产生蒸汽来带动蒸汽轮机进一步发出部分电能，同时供热和制冷。从而实现了能源的高效梯级利用，同时也降低了燃气供热的成本，是城市中，特别是大气污染严重的大城市中值得大力发展的系统。 2.正文 2.1联合循环发电状况和需求 从20世纪80年代以来，随着燃气轮机及其联合循环总能系统新概念的确立，材料科学、制造技术的进步，特别是能源结构的变化及环境保护的要求更加严格，燃气轮机及其联合循环机组在世界电力系统中的地位发生了显著化，不仅可以用作紧急备用电源和尖峰负荷，还被用来带基本负荷和中间负荷。21世纪以来世界燃气轮机进入了一个新的发展时期，我国燃气轮机引进、开发和应用又进入了一个新的发展阶段。燃气轮机技术进步主要表现在单机容量增大，热效率提高与污染物排放量降低。目前全世界每年新增的装机容量中，有l/3以上系采用燃气—蒸汽联合循环机组，而美国则接近l/2，日本则占火电的43%。据不完全统计，全世界现有燃油和燃天然气的燃气—蒸汽联合循环发电机组的总容量己超过400 GW。当前燃气轮机单机功率已经超过300MW，简单循环热效率超过39%;联合循环功率已经超过780 MW，联合循环热效率超过58. 5%，干式低NOx 燃烧技术已使燃用天然气和蒸馏油时的NOx排放量分别低于25mg/kg和42mg/kg，提高了燃气轮机在能源与电力中的地位与作用。从目前世界火力发电技术水平来看，提高火电厂效率和减少污染物的排放的方法，除带脱硫、除尘装置的超超临界发电技术(USC)、
燃气蒸汽联合循环电厂考试题库手动整理版
第一套 填空： 1、MARK VI 的主要功能有：燃气轮机的速度控制、发电机自动 同期、燃气轮机负荷控制、机组甩负荷时的超速保护。 2、MARK VI控制机柜采用120/240V交流和125V直流电源。 3、UDH是Unit Data Highway的英文缩写，PDH是Plant Data Highway的英文缩写。 4、TMR的中文含义是三重模件冗余。 5、UCVE控制器必须安装于机架的第2槽位。 6、UCVE控制器包含高速处理器、DRAM、闪存、缓存、1个以 太网接口与2个RS232串行口。 7、VCMI在MARK VI中代表通讯模件。 8、MARK VI中HMI软件为CIMPLICITY，I/O诊断和系统配置 （组态）软件为Control System Toolbox。 判断： 1、MARK VI一般都采用双重冗余的方式（×） 2、如若周围环境温度小于45°C，MARK VI的控制器也能被安装在I/O柜内（√） 3、I/O模件是通过UDH与控制器连接的（×） 4、燃气轮机是通过LCI（静态启动系统）来控制发电机作为机组的启动电机的（√） 5、I/ONET的每段的长度不能大于185m，最多只能连接8个节点
（√） 6、通常MARK VI中TMR用R、S、T来表示（√）问答： 1、请说出MARK VI有几种类型的I/O模件及分别的作用。答：⑴V AIC模件：模拟量输入 ⑵V AOC模件：模拟量输出 ⑶VCCC和VCRC模件：电磁阀等的干接点输入 ⑷VGEN模件：4~20mA输入、PT、CT的输入以及开关量的输出 ⑸VPRO模件：保护卡，可以用于脉冲量、PT、热电偶、模拟 量等的输入，以及跳机点的输入、电磁阀及紧急停机等 ⑹VPYR模件：高温计及键相探头的输入等 ⑺VRTD模件：热电阻信号输入 ⑻VSVO模件：伺服阀的控制，LVTD信号输入及提供LVTD 的激励电压、脉冲量输出等 ⑼VTCC模件：热电偶信号输入 ⑽VTUR模件：磁性测速传感器、PT及发电机母线、轴电流、电压的信号检测，还可用于火检和电磁阀的控制等⑾VVIB模件：振动及位移量等的检测 以上I/O模件需配上不同的端子板才能实现相应功能。
太阳能——天然气联合循环发电系统(ISCC)发电方式介绍
太阳能——天然气联合循环发电系统（ISCC） 1概述 太阳能——天然气联合循环槽式热发电系统(简称ISCCS，又叫一体化太阳能联合循环系统)是将槽式太阳能热发电系统与:燃气轮机发电系统相结合，以优化能源利用结构，提高能源利用效率。ISCC作为槽式太阳能热发电系统的一种新兴形式，己越来越多的受到国际社会关注。目前国际上已有多个ISCC项目正在实施阶段或已经建成发电。 2ISCC发电技术特点 ISCCS（Integrated Solar Combined Cycle System）是把槽式太阳能热发电与燃气轮机发电相结合的一种发电方式，见图1。该系统中做功工质的流程为：给水通过预热后，一路进入蒸汽发生器，利用太阳能集热器场收集的太阳热量来加热，产生微过热蒸汽。其中太阳能集热器场既可采用塔式集热场，也可采用槽式集热场。另一路进入余热锅炉继续加热，在余热锅炉的过热器前两路汇合，其余的流程与单独燃气——蒸汽轮机联合循环相同。该系统中太阳能蒸汽发生器提供了燃气蒸汽联合循环中余热锅炉生产蒸汽所需的部分热量。由于太阳能集热场提供了额外的热量，ISCCS方案较采用相同燃机配置的普通蒸汽——燃气联合循环可加热更多的循环工质，因此ISCCS方案中的汽轮机、余热锅炉预热段、过热段和汽轮机凝汽器都要比相应的联合循环方案中的大。在没有太阳能的情况下，联合循环部分可自行运行。太阳热能供应不足时，需要化石燃料来补充。 图1 ISCC电站工作原理图 ISCC发电技术将槽式太阳能热发电与燃气联合循环发电技术结合在一起，
具有如下特点：①发电热效率高。目前采用ISCCS的电厂净热效率可达60%以上，比常规大型天然气——蒸汽联合循环发电厂的热效率高15~20个百分点。②优越的环保特性。ISCC系统采用可再生能源——太阳能与清洁能源——天然气作为主要燃料，利用太阳能对周边环境无任何污染物排放，而天然气作为清洁能源其各种污染物排放量都远低于国际先进的环保标准，能满足严格的环保要求。 ③燃料适应性广。可燃用满足燃气轮发电机组的各种燃料，包括天然气、LNG、煤制天然气等。④节水。ISCC项目由于地处干旱、沙漠等太阳能资源丰富的地区，机组冷凝系统均采用空冷系统。且ISCC机组中蒸汽循环部分占总发电量的1/2，使ISCC机组比同容量的常规天然气——蒸汽联合循环发电机组的发电水耗大大降低。⑤可以实现多联产。ISCC项目本身为太阳能能热发电与天然气联合循环发电的结合体，通过利用太阳能热，还可以引入生物质燃料作为辅助热源，使资源得以充分综合利用，从而使ISCC项目具有延伸的产业链、发展虚拟环境记得技术优势。⑥替代常规能源实现CO2减排。ISCC项目利用可再生能源太阳能以及清洁能源天然气，可替代大量温室气体减排量，有助于申请CDM项目，获得技术或资金支持。⑦减少对电网影响。ISCC项日利用燃气轮发电机组作为稳定负荷，可避免纯槽式太阳能热发电项目受外部环境影响，负荷变化大，对电网的产生较大冲击。 3国外ISCC发电发展概况 近年来，世界范围内加快了ISCC技术的研究和发展步伐。目前国际上正在开发或建成运行的ISCC有：埃及Kuraymat电站、摩洛哥Ain Beni Mather电站、墨西哥Baja CaliforniaNorte电站、印度Mathania电站、阿尔及利亚Hassi R’Mel 电站、伊朗Yazd电站和约旦的Quwairah电站。 ISCC发电技术以其优越的环保性能、较高的热效率、节能、节水、负荷稳定、可商业化等优点，受到世界各国的广泛关注，是槽式太阳能热发电系统未来的发展方向。 4我国建设ISCC电厂的必要性 提高能源资源开发利用水平的需要 我国能源结构的显著特点是煤炭消费比重过高，这种一次能源消费结构源于我国能源资源的自然条件和开发利用水平，以煤为主的能源消费结构特点，造成