天然气发电厂燃气蒸汽联合循环发电机组
燃气-蒸汽联合循环发电机组知识
SFC启动方式。联合循环电厂的起动 是从燃气轮机开始，燃气轮机是将发电机用 作电动机起动的，电网的供电经变频器转变 成变频电源，用来驱动发电机。在起动程序 开始之前，循环水系统、冷却塔、闭路冷却 水系统和压缩空气系统等辅机系统先投入运 行。当燃气轮机达到10%额定转速时(此时 称为点火转速)，供入燃料气并开始点火， 使燃气轮机加速直到燃机可以维持的转速 （此时称为自持转速）。
由于燃机整体到货，重量较大（重达300t),根据 现场情况可以采用如下方案： 1、450t履带吊直接吊装就位。 2、液压提升装置。
第二部分 燃气-蒸汽联合循环发电机组余热锅炉
燃气轮机经点火加热推动燃机透平转动， 被加热的空气排放冷却就产生大量的余热。 为更高提升热效率联合循环机组都配套一台 余热锅炉。
采用优化的标准设计，对流换热形式而 不是辐射换热，无燃料系统，无传统风机 （烟气的流动是靠燃机的排气压力完成的）， 模块化设计结构，布置合理紧凑，高效节能， 自动化程度高。
且具有运行操作简洁，便于调峰启动的优 点。其结构占地面积小，便于安装，一般从模 块吊装开始至锅炉水压试验完成大约需要90天 左右工期。因为燃机排气温度（550--610℃） 所限制，余热锅炉的蒸汽参数不太高。目前国 内杭州锅炉厂、武汉锅炉厂等都生产与9E\9F 配套的余热锅炉。根据机组的不同功能要求可 设计为：多压、双压，再热或无再热等各种形 式的自然循环锅炉，并可配备脱硝风机以减少 NOX排放。余热锅炉有汽包炉和直流炉各种形 式。
目前以欧美、日本为主要生产国家，在 我国有装机的基本是三大厂家的产品：德国 —西门子（上海电气）、美国—GE（哈尔滨 ）、日本—三菱（哈气）。当代级的“9F” 产品联合循环机组单机总功率大致在280400MW左右。
燃气轮机蒸汽轮机联合循环
目录
• 联合循环概述 • 燃气轮机部分 • 蒸汽轮机部分 • 联合循环的运行与控制 • 联合循环的应用与发展
01
联合循环概述
联合循环的定义
• 联合循环：是一种将燃气轮机和蒸汽轮机结合使用的发电方式， 通过将两种不同方式的能量转换过程结合在一起，实现更高的 能源利用效率和发电能力。
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背压式蒸汽轮机
将汽轮机的排汽压力高于大气压力，用于驱 动其他设备或供给热用户。
抽汽式蒸汽轮机
在汽轮机中间级上抽出部分蒸汽，用于供热 或驱动其他设备。
饱和蒸汽轮机
利用饱和蒸汽来推动汽轮机叶片转动。
蒸汽轮机的工作原理
高压过热蒸汽进入汽轮机，通过一系列的喷嘴和叶片，将热 能转换为机械能，推动汽轮机转动。蒸汽在汽轮机内膨胀降 温，释放出热能并推动叶片转动，最终以冷凝水的形式排出 。
停车
停车操作则相对简单。首先，需要逐渐降低燃气轮机的负荷，然后逐步关闭燃气轮机的进气口和排气口。在燃气 轮机完全停止运行后，需要关闭相关的辅助系统，如润滑油系统和冷却水系统等。最后，需要对整个系统进行全 面的检查，确保所有设备都处于安全的状态。
正常运行与控制
正常运行
在正常运行状态下，燃气轮机和蒸汽轮机都处于稳定的工作状态。此时，需要密切关注各种参数的变 化，如燃气轮机的排气温度、蒸汽轮机的蒸汽压力等，以确保系统的正常运行。同时，还需要对各种 设备的状态进行定期检查，及时发现并处理可能出现的问题。
控制策略
为了确保联合循环系统的稳定性和经济性，需要采取一系列的控制策略。例如，可以根据实际情况调 整燃气轮机和蒸汽轮机的负荷分配，以达到最优的运行效果。同时，还可以通过调节燃气轮机的进气 温度和压力等参数，实现对整个系统的优化控制。
燃气-蒸汽联合循环发电机组知识
通过调节蒸汽轮机的进气量、进气温 度和压力等参数，控制其转速和输出 功率。
余热锅炉控制
通过调节余热锅炉的进气量、进气温 度和压力等参数，控制其出口温度和 压力。
保护系统
超速保护
当燃气轮机的转速超过设定值时， 保护系统会自动关闭进气阀，防 止机组超速。
超温保护
当余热锅炉的出口温度超过设定值 时，保护系统会自动降低进气量或 关闭进气阀，防止机组过热。
某电厂燃气-蒸汽联合循环发电机组故障处理经验分享
在燃气-蒸汽联合循环发电机组的运行过程中，难免会 出现各种故障和问题。
对于常见的故障，该电厂制定了详细的应急预案，并定 期进行演练，确保在紧急情况下能够迅速响应。
该电厂在故障处理方面积累了丰富的经验，能够快速准 确地诊断和解决故障。
同时，该电厂还加强了与设备制造商的技术交流与合作， 及时获取最新的技术支持和解决方案。
燃气-蒸汽联合循环发电机组 知识
• 燃气-蒸汽联合循环发电机组概述 • 燃气-蒸汽联合循环发电机组的运行
与控制 • 燃气-蒸汽联合循环发电机组的维护
与检修
• 燃气-蒸汽联合循环发电机组的应用 与发展
• 案例分析
01
燃气-蒸汽联合循环发电机组概 述
定义与特点
定义
高效率
燃气-蒸汽联合循环发电机组是一种高效、 环保的发电方式，通过联合使用燃气和蒸 汽循环来提高发电效率。
余热锅炉参数
包括入口和出口的温度、 压力、流量等，这些参数 对余热锅炉的效率和使用 寿命有重要影响。
蒸汽轮机参数
包括入口和出口的温度、 压力、流量等，这些参数 对蒸汽轮机的性能和运行 稳定性有重要影响。
控制策略
燃气轮机控制
蒸汽轮机控制
燃气—蒸汽联合循环发电机组电气系统的探讨
燃气—蒸汽联合循环发电机组电气系统的探讨【摘要】：通过对燃气-蒸汽联合循环发电机组电气系统的介绍，结合燃气-蒸汽联合循环电厂设计实例，从工程实际应用角度对燃气-蒸汽联合循环发电机组电气系统设计提出优化建议。
关键词：燃气-蒸汽联合循环；发电机组；电气系统0引言近年来，随着国家能源政策的调整和环境保护意识的增强，国家于2000年开始大幅度开发和利用天然气资源并用于电力领域。
由于燃机-蒸汽联合循环机组相对于传统的火电机组，从布置形式到机组参数、配套设备选型等均有较大的差异，电气系统的设计也有很多值得研究和注意的问题。
1燃气-蒸汽联合循环机组简介1.1燃气-蒸汽联合循环机组的原理燃气-蒸汽联合循环机组的工作原理为：天然气从燃料喷嘴喷入燃烧室，与燃烧室中的压缩空气混合燃烧，产生高温高压燃气，再进入透平膨胀做功，利用燃气轮机排气余热在余热锅炉中将水加热成高温高压的过热蒸汽，利用蒸汽在汽轮机中做功。
1.2燃气-蒸汽联合循环机组的分类燃气轮机、蒸汽轮机、发电机、余热锅炉四种主要设备组成了燃气—蒸汽联合循环发电系统，实际上这四种设备的组合布置有多种方式，但主要的分类方式是按轴系布置来分，一种是多轴布置方案，一种是单轴布置方案。
所谓多轴即燃气轮机带动一台发电机，蒸汽轮机带动一台发电机，各自一个轴系，在电厂建设时，只要燃气轮机机组安装完毕即可发电（不必等到锅炉与蒸汽轮机安装完毕），蒸汽轮机检修时燃气轮机仍可发电，系统启动快，燃气轮机可先启动发电（不必等到锅炉里的水加热成蒸汽），在我国20万千瓦以下的燃气—蒸汽联合循环发电机组多数采用多轴布置。
单轴布置系统为燃气轮机、蒸汽轮机、发电机串联在一根轴上，共用一台发电机发电。
由于一套单轴系统只有一台发电机与相关电气设备，可节省设备费用，减少厂房面积，系统调控相对简单，目前30万千瓦以上的燃气—蒸汽联合循环发电机组多数采用单轴布置。
2.燃气-蒸汽联合循环发电机组电气系统2.1燃气轮机组启动方式燃气轮机组启动是指燃气轮机组从静止（盘车）状态至机组到达一定转速的过程，即将燃气轮机和发电机的转子加速到自持的速度，自持的速度也就是燃气轮机能够产生足够的动能带动它继续加速运行，到达机组要求的额定转速。
燃气-蒸汽联合循环机组运行经验总结
燃气 -蒸汽联合循环机组运行经验总结燃气—蒸汽联合循环具有效率高、环保性能好、自动化程度高、运行可靠性高、运行方式灵活等特点，是当今世界最受青睐的发电技术之一。
近年来，国家大力发展燃气发电机组，以江苏为例，2020年全省已有大小燃气发电企业39家，燃机数量共计83台，因其启停迅速、负荷调节速度快的特点在电网调峰起到至关重要的作用，已在发电企业中牢牢占据一席之地。
本文以金坛热电公司燃气—蒸汽联合循环机组为例，简单总结一下机组启停操作及运行经验。
金坛热电公司燃气—蒸汽联合循环机组装机容量为436MW/套，燃机本体为GE公司提供的9FB机型，型号为PG9371FB，简单循环机组出力为294.16MW（设计工况）。
燃机由一台18级的轴流式压气机、一个由18个低NOX燃烧器组成的燃烧系统、一台3级透平和有关辅助系统组成。
汽轮机为国内首台引进GE公司A650型汽轮机进行优化设计的改进型，型号为LC110/N160-15.68/1.44/0.42，三压、再热、反动式、抽凝、轴向排汽汽轮机，汽轮机采用低位布置，分高压缸、中低压合缸，通流部分由高压27级、中压12级、低压6级压力级组成。
余热锅炉型号为MHDB- PG9371FB-Q1，由东方菱日锅炉有限公司生产。
燃机出口不设置旁通烟道，余热炉进口烟道膨胀节直接与燃机扩散段法兰相连。
露天布置，无补燃、自然循环，卧式炉型。
锅炉具有高、中、低三个压力系统，一次中间再热。
过热、再热汽温采用喷水调节。
燃气—蒸汽联合循环机组的主要工艺流程：天然气在燃气轮机内直接燃烧做功，使燃气轮机带动发电机发电，燃烧产生的高温尾气通过余热锅炉，加热锅炉给水，产生高温高压蒸汽后推动蒸汽轮机，带动发电机发电。
启动过程简述燃机GE的9FB燃气轮机在机组启停过程中已实现了完全的自动控制，当燃机满足启动条件Start Check完成后，从点击Auto Start发启动令、高盘清吹、降速点火、暖机、升速、起励建压，只需要30分钟左右，全程无需任何操作及干预，在此过程中需加强对程序进行的正确性及燃机振动、分散度、燃烧脉动的监视。
(完整版)燃气蒸汽联合循环发电厂介绍
北京太阳宫燃气热电有限公司 发电部
第一章：燃气—蒸汽联合循环发电简介
第一节 天然气是绿色能源
天然气的主要成分是甲烷（CH4），其分子由一个碳原子（C） 与四个氢原子（H）组成。天然气无色、无味、无腐蚀性，天 然气燃烧生成水（H2O）与二氧化碳（CO2），不产生灰、渣、 二氧化硫等有害物质，天然气是世界公认的清洁能源。LNG就 是液化天然气，液化后的天然气体积是气体形态的六百份之一， 方便大量储存和远距离运输。采用 LNG为原料，采用“燃 气—蒸汽联合循环”技术来发电的电厂称为燃气—蒸汽联合循 环发电厂。采用天然气发电可大大减少对环境的污染，采用 “燃气—蒸汽联合循环”技术发电，发电效率高达57%，燃煤 电厂为40%左右，发同样的电能CO2排放量仅为燃煤电厂的 40%左右。
燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速 旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机 械，是一种旋转叶轮式热力发动机。 燃气轮机的基本原理与蒸汽轮机很相似，不同处在 于工质不是蒸汽而是燃料燃烧后的烟气。燃气轮机 属于内燃机，所以也叫内燃气轮机。
燃气轮机是利用气体作为工质在燃烧室里燃烧，将 燃料的化学能转变为气体的内能。在喷嘴里，气体 的内能转变为气体的动能，燃气高速喷出，冲击叶 轮转动
把燃气轮机剖去1/4，可以看到内部的结构。 燃气轮机由三大部分组成，左边部分是压气机，有进气口，内部一排排 叶片是压气机叶片；中间部分是燃烧器段，围绕一圈的是燃烧室；
燃气轮机与其他热机相结合的称为复合循 环装置。
4、影响效率的主要因素
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。
下面是一台燃气轮机模型，通过它来了解燃气轮机的工作过程。
燃气蒸汽联合循环发电机组知识
第四部分 联合循环发电机组电气热控
第一节 电气设备及装置
1、联合循环机组电气安装的特点 若联合循环机组采用多轴布置,则燃机和
汽轮机分别配置一台发电机，也就是说在一 套联合循环机组中要进行两套发电机/变压器 的安装、两套PT/CT的安装、两套出线和封 闭母线安装、两套发变组保护的安装和调试， 相对应的发电机附属设备和消防设施等都是 双倍的,安装工作量远大于同样容量的常规火 电机组，
2、当代级重型燃气轮机技术的主要特征 多级轴流压气机：设计技术先进 3D ；高效率； 高稳定性， 燃烧室：以天然气和轻油为主要燃料；环保的 低NOX燃烧技术；NOX小于25ppm；空气冷却， 透平：多级轴流透平；综合空气冷却技术 气膜、 冲击、蛇形通道、带肋、绕流柱、尾缘喷射等 ； 镍／钴基超级合金；表面热障涂层等，
第一部分 燃机发展及燃机系统
某燃气电厂布置
工业燃气轮机是在飞机发动机的基础 上发展起来的 燃气轮机由英国人首先发明, 飞机发动机上世纪30年代在德国诞生 ,从 上世纪50年代开始用于工业领域 重型燃气 轮机最早来自瑞士 ,60年代以后逐步研制 出用于发电的联合循环发电机组，
燃气 天然气、煤气 -蒸汽联合循环机组, 以燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机为主力发 电设备，设备的布置有单轴、多轴等不同的 方式,但都是燃气轮机点火后的余热加热余热 锅炉,通过换热蒸发产生蒸汽推动蒸汽轮机转 子分别驱动发电机发电，
这时,关断供向发电机的变频电源,燃气 轮机继续加速,直至额定转速，燃气轮机起动 后不久,透平的排气便开始加热余热锅炉，余 热锅炉没有燃气轮机的排气旁通烟囱,也不供 应辅助蒸汽,所以,整个系统必须同时起动，这 就是燃机的SFC启动,也就是利用发电机作为 启动马达,为此,电气在励磁系统中需要配备一 套大功率的变频装置， 在启动和发电过程要 完成恒流/恒压转换
6fa天然气-蒸汽联合循环机组集控运行规程
6fa天然气-蒸汽联合循环机组集控运行规程6fa天然气-蒸汽联合循环机组集控运行规程在当今的能源产业中，天然气-蒸汽联合循环机组已经成为了一种重要的发电方式。
其具有高效、清洁和灵活性强的特点，因此受到了越来越多发电厂的青睐。
而对于这种机组的集控运行规程，也是至关重要的。
在本文中，将介绍6fa天然气-蒸汽联合循环机组集控运行规程的深度和广度，以及对其它领域的有价值的探讨，帮助读者更深入地理解该主题。
1. 介绍在第一节中，我们将先从6fa天然气-蒸汽联合循环机组的基本概念和工作原理开始介绍。
天然气-蒸汽联合循环机组是一种利用天然气燃烧产生的热能，经过燃气轮机转换成机械能，再通过余热锅炉产生的高温高压蒸汽推动汽轮机发电的系统。
其具有高效、灵活性好等特点，成为了现代发电行业的主要选择之一。
2. 集控运行规程的基本要求在第二节中，我们将从6fa天然气-蒸汽联合循环机组的集控运行规程的基本要求开始介绍。
集控运行规程是为了保证机组安全、稳定、高效运行而制定的一系列程序和规定。
其中包括了机组启动、停车、并网、超负荷运行等各种情况下的操作步骤和注意事项。
3. 6fa天然气-蒸汽联合循环机组集控运行规程的管理在第三节中，我们将从集控运行规程的管理方面进行介绍。
良好的规程管理对于6fa天然气-蒸汽联合循环机组的运行是至关重要的。
这包括了规程的制定、修订、培训、执行等各个环节。
只有通过严格的管理，才能保证规程的实施和执行。
4. 6fa天然气-蒸汽联合循环机组集控运行规程的不断优化在第四节中，我们将从规程的优化方面进行探讨。
随着技术的不断进步和经验的积累，集控运行规程也需要不断地进行优化。
这包括了根据实际运行情况对规程进行修订，引入新的技术手段和管理方法，以及不断完善规程的各个环节。
5. 个人观点和总结在最后一节中，我们将共享一些个人对6fa天然气-蒸汽联合循环机组集控运行规程的看法和总结。
在个人观点中，可以结合自身经验和对这个主题的深刻理解，谈谈对规程的管理和优化等方面的看法。
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燃机和联合循环机组型号
燃机和联合循环机组型号
日本三菱（MHI）/东方
燃机型号
D、F、G、H M501D、M701F、M701H
联合循环机组
2×M701F 2台燃机
9F系列燃机及联合循环出力
生产厂家 燃机型号 GE/哈尔滨 PG9351FA
ISO工况燃 联合循环机 机出力 组出力
255.6MW 395MW
S：STAG-STeam And Gas字首 1—燃气轮机的台数 0—没有意义 9—燃气轮机系列号 FA—燃气轮机型号
燃机和联合循环机组型号
S209E
2台9E燃机组成的联合循环 一般1套9E组成的联合循环机组出力约
180MW左右。
2×S109FA
2套9FA组成的联合循环 ，每套1台燃机 一般1套9F组成的联合循环机组出力约
＜25 25
GE 公司MS9001H 燃气轮机
第1 台MS9001H 燃气轮机与1 台汽轮机 组成的S109H 联合循环电站额定功率为 480 MW,热效率60% ，NOx 排放浓度25 ppm ，于2003 年9月正式投入商业运行。
H 型燃气轮机的压气机压比为23，空气 流量为685 kg/ s.
频率：50HZ、60HZ
燃机和联合循环机组型号
美国GE
燃机型号：
LM6000（轻型）、PG9171FA（重型） PG6541B——6B PG6101FA——6FA PG7111EA——7E（60HZ） PG9171E——9E PG9351FA——9FA，9FB 9H
燃机和联合循环机组型号
没有转让国内
最新型燃机介绍
公司
投入年份 输出功率 效率/
机组型号
/ MW
%
燃烧温度/℃ 排放水平 /ppm
GE
MS9001H 2001
292.000 39. 5 1 427
25
西门子 SGT8000H
2008
340. 000 39. 5 1 427
三菱 M701G 2005
334. 000 39.5 1 500
燃气-蒸汽联合循环介绍
V94.3A技术特点
主要内容
联合循环机组的特点 燃气轮机型号 燃气电厂的分类和分布 西门子燃气轮机的技术特点
燃气蒸汽联合循环生产流程
空 气
燃气轮机
余热锅炉
燃机发电机
燃 料
蒸汽轮机 蒸
给
汽
水
汽机发电机
凝汽器
联合循环机组的特点
效率高 排放少 出力受环境温度影响大 可靠性高 占地少 耗水量少 自动化程度高，运行人员少
PG 9 35 1 FA 1 234 5
1=PG—箱装式发电设备(Package Generation)； 2=系列号，3、5、6、7、9 3=输出功率，以英制马力为单位的近似值 4=轴的数量，单轴或双轴 5=型号，B、E、F、G、H等
燃机和联合循环机组型号
联合循环机组型号（GE）
S109FA
燃气轮机中压气机的耗功是随环境温度 的升高而增大的，而透平的膨胀功并不 随环境温度升高而增大，所以，环境温 度升高时，燃气轮机的效率必然下降。
联合循环机组的特点——占地少
与同容量火电厂相比，联合循环电厂占 地面积只有火电厂的30-40%，建筑面积 也只有火电厂的20%。
联合循环机组的特点——耗水量少
400MW左右。
燃机和联合循环机组型号
德国SIEMENS/上海电气
燃机型号
SGT5-2000E、SGT5-4000F SGT表示Siemens Gas Turbine 2000E、4000F相当于GE的9E、9F系列
联合循环机组型号
SCC5-4000F CC表示联合循环 表示1套9F系列燃机组成的联合循环机组
燃气轮机不需要大量冷却水，单循环机 组只需火电厂2%~10%，联合循环机组 只需同容量火电厂的1/3左右。
联合循环机组的特点——自动程 度高，运行人员少
联合循环电厂采用先进的集散式控制系 统，控制人员可以大大减少，一般只有 同容量火电厂人员的20%~25%。
燃机和联合循环机组型号
主要燃机厂家
美国GE/哈尔滨电气 日本三菱/东方电气 德国SIEMENS/上海电气 法国ALSTOM（无转让）
通过以市场换技术，国外燃机厂家已经将制造 技术分别转让给国内三大动力集团
关键部件在国内的合资厂生产
燃机和联合循环机组型号
燃机种类
重型：工业用、大型，一般出力在4万kW 以上。
轻型：航空改型、小型，一般出力在4万 kW以下。
联合循环机组的特点——效率高
350MW级联合循环机组效率可达到58%， 比常规机组高出15-18%，折合标煤 212g/kwh，比常规1000MW发电煤耗 （290~300g/kwh左右）低很多。
联合循环机组的特点——排放少
最低的环境污染排放。天然气发电，二 氧化碳排放量约为燃煤电厂的42%，氮 氧化物排放量则不到燃煤电厂的20%， 二氧化硫排放几乎为零。可明显减轻日 益严重的环保压力。
PG9371FB
284MW 426MW
三菱/东方 M701F3
270.3MW 406MW
M701F4
312MW 455MW
西门子/上海 SGT5-4000F（2）271MW 406MW
SGT5-4000F（4）287MW 430MW
等级、燃烧温度低于1205℃， 也即“E”级及以下燃机
先进的燃机（第二代）
单循环出力为250MW等级、燃烧温度约1315℃， 也即“F”级燃机
最新型燃机（第三代）
单循环出力为300MW等级、燃烧温度约1425℃， 也即“G”或“H”级燃机
燃机和联合循环机组型号
最新型燃机
GE公司的9001H型（有定货） 西门子公司的SGT5-8000H 型（开发成功） 三菱公司的M701G型（10几台运行）
联合循环机组的特点——可靠性 高
燃气发电实现： 自动、保护投入率100% 启停速度快 系统相对简单、辅机相对较少，整机可
靠性高 可真正实现AGC控制
联合循环机组的特点——出力 和环境温度关系
联合循环机组的特点——出力和 环境温度关系
环境温度升高时，空气密度减小，燃气 轮机的吸气容积流量基本恒定，所以， 环境温度升高，必然导致燃气轮机质量 流量减小，出力下降。