燃气—蒸汽联合循环电厂整体配置选择
燃气一蒸汽联合循环机组装机方案的研究
０ 引言
长期 以来 ，中 国的能 源结 构 以煤 为 主 ，它决 定 了
燃 气— 蒸 汽联 合循 环 机组 中的燃 气 轮机 设 备应 考
燃煤发电在能源结构中的地位 ，煤 电会在相当长的时 期内占据中国电力工业的主导。从环保角度来看 ，煤 电的污染 排 放 比较严 重 ，随着 环 保意 识 的增 强 ，节 能 减排 成 为人 们 的共 识 ，面对 巨大 的减 排压 力 ，发 展 天 然气 发 电是 １ 种很好 的解 决途 径 。 燃气一 蒸 汽联 合 循环 发 电实 现 了能 源 高效 、梯 级 利用 ，对增强电网可靠性有着重要作用 ，作为 １ 种清 洁发 电方式 ，对保护生态环境 、发展低碳经济具有重
２ １ 年第 １ ０１ ２期 （ 总第 ７ ５期）
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燃气一 蒸汽联合循环机组装机方案的研究
邓 铁
（ 大唐 山东发 电有限公司，山东 青 岛 ２ ６６ ） ６ ０ １
大 意 义。
１ 机 组 选 型 原 则
燃气一蒸汽联合循环发电的装机方案决定着整个 电厂的规模 ，装机方案是否合理直接影响着机组热效 率 。因此 ，作出正确合理的装机方案 ，对燃气一蒸汽 联合循环发 电的建设运行和达到较好的经济性具有重
要 意义 。
察其技术的先进性 、产品的成熟性和稳定性 口。需要 结 合 工程 特 点 ，确定 机 组 选 型 的原 则包 括 ，ａ 供 热 ） 安全可靠 ，机组调节灵活 ，具有先进合理的技术性和 经 济 性 ；ｂ 基 于 天 然气 价 格 较 高 的 原 因 ，应 尽 可 能 ） 选用高效率 的燃气一蒸汽联合循环机组 ；Ｃ ）热 电联 产的热电比年平均要大于 ３％；ｄ ０ ）采用高参数 ，高 效 率 机组 ，年 平 均 总热 效 率 大 于 ５ ％；ｅ 因热 负 荷 ５ ） 具 有一 定 的波 动性 ，机组 选 型 时应 具有 适 应热 负 荷变 化的能力 ；ｆ ）选择先进 、成熟的标准系列产品 ，以保 证较高 的可靠性及 可用率 ，努力提 高设 备 的国产化 率 ，降低投资及运行成本 ；ｇ ）必须能满足环境保护 要求 的低 Ｎ Ｏ 排放 和低噪音 ；ｈ ）具有较佳 的技术优 势和价格优势；ｉ ）有利于分期建设 。
燃气-蒸汽联合循环电厂(余热锅炉)
主要由分离器、除氧器、， 除氧水箱（低压汽包）等组成。
5.支撑、构架、平台扶梯
余热锅炉本体和支撑根据容量和型式的不同，可采用自立支撑 型和钢架悬吊型。
三.余热锅炉重要参数
1.余热锅炉－汽轮机蒸汽参数
蒸汽压力：取决于汽轮机功率的大小。 蒸汽温度：受燃气轮机排气温度的限制
美国GE公司生产的燃气－蒸汽联合循环中蒸汽参数选择基本如下： （1）汽机功率≤ 60MW时，采用非再热，初参数5.86MPa，502℃ ； （2）汽机功率> 60MW时，采用非再热，初参数8.62MPa，502℃ ； （3）汽机功率> 60MW时，当燃机排气温度偏高时，采用再热，初参数 10.0MPa，537.8℃ ；
余热锅炉换热过程属低温换热范畴，辐射 换热效应可以忽略不计，它几乎全部依靠 对流换热的作用。
二.余热锅炉分类
1.按余热锅炉烟气侧热源分类分类
1.1无补燃余热锅炉
单纯回收燃气轮机排气的热量，产生一定压力和温度的蒸汽。
1.2有补燃的余热锅炉
在余热锅炉适当的位置安装补燃燃烧器，补燃天然气或燃油等燃料进行 燃烧，提高烟气温度，保持蒸汽参数和负荷的稳定，提高蒸汽参数和产 量，改善联合循环的变工况特性。 一般来说，采用无补燃的联合循环效率高。目前，大型联合循环大多采 用无补燃的余热锅炉。
4.2立式布置余热锅炉
从汽包下部引出的水借助于强制循环泵压入蒸发器的管簇，通过强制循 环泵来保证蒸发器内循环流量的恒定。
4.3直流余热锅炉
燃气—蒸汽联合循环电厂整体配置选择
燃气—蒸汽联合循环电厂整体配置选择摘要：燃气—蒸汽联合循环能够对燃料中的化学能进行梯级利用，与常规火力发电相比，不仅效率高，建设周期短，也更加节能环保。
文章分析了燃气—蒸汽联合循环工作原理，对联合循环整体配置选择进行了探讨。
关键词：联合循环发电燃气轮机蒸汽轮机配置我国电厂能源消费仍然以煤作为最主要的原料，随着我国能源消费的不断扩大，节能降耗，保护环境的呼声越来越高。
燃气—蒸汽联合循环的优点在于能够对燃料中的化学能进行梯级利用，与传统燃煤蒸汽轮机相比，燃气—蒸汽联合循环机组效率更高，建设周期更短，用地用水也更少，并且燃气—蒸汽联合循环机组更加节能环保，其投资效益也更加明显，适宜于在我国生存和发展。
当前，我国燃气—蒸汽联合循环机组基本依赖进口，探讨并选择燃气—蒸汽联合循环电厂整体配置，分析影响联合循环中整体*能的主要因素，将有助于燃气—蒸汽联合循环机组的国产化，帮助我国尽快掌握这一先进技术。
1、燃气—蒸汽联合循环工作原理燃气—蒸汽联合循环机组主要部件包括燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、发电机以及其它一些辅机[1]。
探讨其整体配置选择，首先需要了解一下燃气-蒸汽联合循环的工作原理。
所谓燃气—蒸汽联合循环发电就是将燃气轮机的排气引入余热锅炉，产生高温、高压蒸汽驱动汽轮机，以带动发电机发电[2]。
燃气—蒸汽联合循环的本质就是将高温区工作的燃气轮机Branyton循环与中低温区工作的蒸汽轮机Rankine循环重叠，形成总能利用系统。
通过结合燃气轮机和蒸汽轮机两种成熟的机械各自的优点，实现热能的梯级利用。
燃气—蒸汽联合循环中的燃气轮机直接采用燃气作为工质，初温很高，排气温度也高;而蒸汽轮机受限于蒸汽*质，初温不能太高，但是蒸汽凝结温度低。
可见，燃气—蒸汽联合循环充分吸收了燃气轮机平均吸热温度高、蒸汽轮机平均放热温度低的双重优点，其热能利用效率较单纯的燃气轮机循环和蒸汽轮机循环都高，从图1可以看出，其整体利用效率为：(1)当前，燃气轮机进气温度超过了1600K，压气机的压比达30，联合循环机组的热效率超过了60%。
刍议燃气-蒸汽联合循环发电机组继电保护配置
上 世 纪八十 年代 后确 立 的燃气 轮机 及其 联 合 循 环 总 能 系 统 ，开 始 逐 渐 改 变 世 界 电 力系 统的大格局 ， 联合循环总 能系 统凭借其 高效 率、 低排放 、低 耗能、 以及污染小 的特 点将世 界发 电技 术带入新的阶段 ，
作用 也无法 发挥 ，此时建议退 出接地配 电变 压 器 和 发 电机 接 地 保 护 ，但 保 留绝 缘监 测 设施 和 全性 、信赖 性、灵敏性。 零序过 电压保护 ：过励磁 和过 电压保护，这两 ２ ． ２基 本原 理及作 用 项保护一般 不会 误动，但 为防止异常过 电压情 况 ，都建议保 留；逆功率 和异频 保护 ，建议在 燃气 ． 蒸汽联 合循环发 电机组继 电保护装 发电机并网后使用 ；失磁保护 ，适宜 由电源变 置是保证电力系统正常、 安 全 运 行 的 有力 保 障 ， 压器 ６ ｋ Ｖ开 关柜 内设 的综合保 护和 测控 单元 １燃气一 蒸汽联合循环发 电机组 简介 任何 电力设备 （ 线路、母线 、变压器 ）都不 允 测 出无功 功率 反 向和 过符 合信 号检 测失磁 作 许在没有机 电保护 的状态下运行 ，它是利用 电 用，可 以不退出发 电机起动过程 ，也不用专 门 １ ． １基 本原 理 力系统中元件发生短路或异常情况时 的电器量 设置；失步保护 ，起动元件多采用阻抗元件 ， （ 电流、 电压、功率、频率等 ）的变化 ，构成 种 类 较 多 。 燃气 ． 蒸汽联合循环发 电机组 的核 心设备 包括：燃气轮机 、余热锅炉 、汽轮 机、发电机 继电保护动作的原理，也有其他的物理量 。 ２ ． ４我国继 电保 护的发展 现状及 趋势 燃气 一 蒸汽联 合循环发 电机组继 电保护装 和凝汽机 。 置的作用是当 电力系统发生的保护元件或者 自 当系统运作时 ，燃气机轮首先运转起来， ２ ． ４ ． １发展现状 于 此 同 时 压 气 机 将 外 部 空气 吸入 并 压缩 ， 形 成 身系统故障时，保护装置就会 自动 、迅速 、有 上世 纪六 十年 代起 ，晶体 管继 电保 护就 选择性的从 电力系统 中切除故障 ，这样就可 以 高温高压 ，当空气温度增加 后输入 到燃 气室， 进入蓬勃时期 ，发展到八十年代末集成 电路保 与燃料混合燃烧产生燃气后输入燃 气轮机 内作 保护 故障元件或 电力系统免于遭到继续性 的破 护 已经成熟 ，而取代 了晶体管 。我 国自九十年 功，带动发 电机发 电，而燃气轮机 的排 气则进 坏，使得其他无故障元件或区间可 以恢复正常 代后 ，也进入 了继 电保护 的微机 时代 ，为 电力 入余热锅炉 中产生 高温 高压 ，此 时蒸汽 又将带 运 行 状 态 。 系统提供 了性能优 良、功 能周全 的继 电保护装 动汽轮机发 电；凝汽机则又利用汽 轮机 的排汽 ２ ． ３ 实际 应 用 置。 继 电保护 的 四个基 本 要求 ：可靠 性、 安 凝结水 ，再输送到余热锅炉完成蒸汽动 力循环
F级燃气-蒸汽联合循环供热机组配置方案研究
F级燃气-蒸汽联合循环供热机组配置方案研究摘要：随着燃气-蒸汽联合循环渐趋成熟以及大气环保要求的逐步提高，在一些天然气供应充足的城市正在兴建越来越多的燃气-蒸汽联合循环电站。
燃气-蒸汽联合循环电站具有效率高、造价低、占地少、调控灵活等特点，符合国家产业政策，对于我国的节能减排具有十分重要的意义。
关键词：燃气-蒸汽联合循环；供热方案一、燃机容量的选择目前,世界上有大型燃机运行记录或供货记录的厂商主要有：美国GE公司,德国西门子公司,瑞士ABB- ALSTOM公司和日本三菱重工，国内联合体有：东方电气-MHI联合体、哈尔滨动力-GE联合体、上海电气-SIEMENS联合体。
各大燃机厂家生产的燃气轮机的出力各不相同，但燃气轮机根据其不同的容量等级和发展阶段可分为：E级燃机（简单循环出力为150MW等级、燃烧温度低于1205℃）；F级燃机（简单循环出力为250MW等级、燃烧温度约1315℃）；G或H级燃机（简单循环出力为300MW等级、燃烧温度约1425℃）。
在实际运行中，G型或H型燃机技术上尚存在一些需要进一步完善和解决的问题；而且最新型燃机均未对国内进行技术转让，如果采用，大部分设备需进口，设备初投资较大，因此暂不考虑H或G级机组。
E型燃机的效率大约33～34%左右，F型燃机的效率大约36～38%左右，从系统配置、占地面积及经济方面考虑，F级均优于E级。
综上所述，考虑工程造价、技术成熟度等因素，燃机机型选择时宜优先考虑国内已经引进的技术成熟的大容量“F”级燃气蒸汽联合循环供热机组。
二、F级燃气-蒸汽联合循环供热机组配置方案研究F级燃气-蒸汽联合循环供热机组按轴系布置可分为单轴和多轴配置方案，多轴配置方案又可分为一拖一、二拖一、三拖一等。
不同的轴系配置，其适宜承担的负荷性质、主设备配置、主厂房布置方式截然不同。
本文以2台F级燃机组成的燃气-蒸汽联合循环供热机组为例，对联合循环供热机组配置方案进行研究。
由2台F级燃机组成的燃气-蒸汽联合循环供热机组可能的配置有如下三种方案：即“一拖一“单轴方案”、“一拖一”多轴方案和“二拖一”多轴方案。
燃气-蒸汽联合循环机组详介
混合后燃烧，成为高温燃气，随即流入燃 气透平中膨胀作功，推动透平叶轮带着压 气机叶轮一起旋转 加热后的高温燃气的作功能力显著提高， 因而燃气透平在带动压气机的同时，尚有 余功作为燃气轮机的输出机械功。 燃气轮机由静止起动时，需用启动设备， 待加速到能独立运行后，起动机才脱开。
单轴布置系统流程示意图 二
多台机组可并排布置，安装在同一个厂房内，下 图是三个机组的电厂布置图
下图是一副详细的单轴系统设备结构图 。
单轴联合循环机组的轴承和离合器布置
燃气轮机
发电机
励磁
离合器 汽轮机
轴颈轴承 轴颈推力联合轴承
轴颈轴承
优化后的热膨胀（大约值）
20 mm
0
(0.8 in)
单轴联合循环电厂
汽水流程
• 低压部分由凝结水加热器、低压汽包、低压蒸 发器、低压过热器组成。通过凝结水加热器出 来的水进入低压汽包，在低压蒸发器内加热成 饱和蒸汽上升到低压汽包。从低压汽包输出的 饱和蒸汽通过低压过热器加热，进入低压缸， 用来驱动低压蒸汽轮机旋转做功。
中压部分由中压省煤器、中压汽包、中压 蒸发器、中压过热器、再热器组成。通过 凝结水加热器出来的水由中压给水泵注入 中压省煤器继续加热，然后进入中压汽包 ，在中压蒸发器内加热成饱和蒸汽上升到 中压汽包。从中压汽包输出的饱和蒸汽通 过中压过热器加热，然后再与高压汽轮机 排出来的蒸汽混合，一同经过再热器加热 ，产生中压再热蒸汽，用来驱动中压蒸汽 轮机旋转做功。
4、设备配置和布局简单。
燃气-蒸汽联合循环特点
5、占地少 6、耗水量少 7、建设周期短 8、负荷受环境温度的影响
燃气-蒸汽联合循环机组 详介
燃气—蒸汽联合循环发电系统的流程
燃气蒸汽联合循环辅助系统及设备配置综述
投资与创业2016.61.启动系统由于压气机是由燃气透平驱动，且一般情况下，燃气透平的2/3功率须用来驱动压气机，其余1/3作为输出，因此，燃气轮机的启动须借助外部动力设备㊂除作为外部动力，启动系统第二功能是作为停机后的冷机盘车设备㊂启动系统的主要设备包括：启动机㊁液力变扭器㊁启动离合器和辅助齿轮箱㊂联合循环中常用的启动机如下：a）内燃气启动主要采用柴油机㊂机组在较低的转速（10%~15%额定转速）下即可以点火，能充分利用燃气轮机的自发功率来帮助升速，从而无需选择很大功率的柴油机㊂这种启动机的优点是：不需较大容量的外部电源，有利于在外界没有电网的地区运行，适用性强；缺点是：结构复杂，需增配液力变扭器，冬天较难启动，机组启动一般需要暖机时间㊂b）单轴联合循环机组汽轮机启动其优点是：简单方便，可以省去启动机，节省设备投资；缺点是：需要外界蒸汽源㊂但对于拟扩建的老电站及已有多台燃气蒸汽联合循环的电站是现实的，并已有使用实例㊂液力变扭器在启动过程中作用：①在机组刚启动时，使柴油机（或交流电动机）的输出轴与机组脱离传动，保证柴油机（或交流电动机）能够首先单独启动起来；启动离合器作用：当机组启动时，能够自动的把启动机的输出轴与燃气轮机的主轴联结起来，使启动机驱动燃气轮机转子升速㊁点火㊁升速到脱口转速，之后它自动将启动机的输出轴与燃气轮机的主轴联结脱开，启动机停机，燃气轮机依靠燃气透平的剩余功率升速到运行转速，然后同期并网㊂辅助齿轮箱的功用有两个：一是在机组启动时，启动/盘车系统通过它向燃气轮机传递启动扭矩；二是当机组进入正常运行状态后，通过它有燃气轮机来拖动关键辅机，并使燃气轮机和启动装置切断或连接㊂2.润滑油系统润滑油系统应保证在机组的启动㊁正常运行以及停机过程中，向正在运行中的燃气轮机发电机组的各个轴承㊁传动装置及其附属设备供应数量充足的㊁温度和压力合适的㊁干净的润滑油，以确保机组安全㊁可靠地运行，防止发生轴承烧毁㊁转子轴颈过热弯曲㊁高速齿轮法兰变形等事故㊂整个润滑油系统包含下述设备部件：（1）润换油箱：主润滑油箱和辅助润滑油箱；（2）主润滑油泵；（3）辅助润换油泵；（4）事故润滑油泵；（5）油气抽取装置：常规安装在辅助润滑油箱体上：；（6）两台主润滑油冷却器：并联可切换方式布置；（7）两个主润滑油滤网：并联可切换方式布置；（8）孔板㊁调压阀㊁油位开关㊁温度开关㊁压力开关和加热器等部件㊂3.液压油系统液压油系统保证为燃烧系统和进口可调导叶系统的控制执行元件提供所需要的高压油㊂液压油系统的主要部件至少应包括一台主液压泵，一台辅助液压泵，两个液压油滤油器及其间的一个切换阀和两套液压油歧管组合，溢油阀，排气阀和单向阀组成㊂4.燃料系统燃气轮机的燃料系统根据种类分为：气体燃料系统㊁液体燃料系统和双燃料系统㊂（1）气体燃料系统气体燃料系统主要包括以下三个：气体燃料调压装置㊁气体燃料加热装置㊁气体燃料主控系统㊂a）气体燃料调压装置燃气轮机燃烧器对入口燃料的压力有一个要求范围（约2.0Mpa左右），燃料供应系统应能满足：当燃料供应系统的气压较低时能增压；当燃料供应系统的气压高于要求时能降压㊂b）气体燃料加热装置燃气轮机燃烧器对入口温度也有要求，一般为露点温度加28~30ħ㊂在寒冷地区，燃料供应系统应配备燃料加热装置（如蒸汽加热器）来提高燃烧器入口的燃气温度㊂c）气体燃料主控系统气体燃料在通过过滤器时刻去除其中夹带杂物，以免影响气体控制阀和气体速度/比例截止阀的工作㊂过滤器下方装有排污阀，要求定期开启㊂运行过程中过滤器也须定期清洗，清洗周期取决于气体燃料质量㊂（2）液体燃料系统液体燃料系统通常包括：燃油前置供给系统㊁燃油选择/监视系统㊁抑钒剂加注系统㊁燃油增压/主控系统㊂（3）双燃料系统在双燃料系统中，需加装控制两种燃料比例的装置，其控制应具有以下特点：①按照命令可以从一种燃料切换到另一种燃料；②在切换燃料时，应该有一定的时间让即将使用的燃料充满燃料管路；③实现混合燃料的运行；④在全部燃用气体燃料时，对液体燃料喷嘴进行清吹㊂5.雾化空气系统机组设有雾化空气系统㊂从压气机排气抽出的压缩空气经过冷却器冷却后，送到雾化空气压缩机增压，再通燃气蒸汽联合循环辅助系统及设备配置综述房文福（南京凯盛开能环保能源有限公司江苏南京210000）摘要：在常规的燃气蒸汽联合循环装置中，除燃气轮机㊁余热锅炉㊁蒸汽轮机和发电机四个主要部件外，还必须根据不同的技术要求和使用条件配置相关的辅助系统和设备㊂本文从燃气蒸汽联合循环主要辅助系统作用出发探讨归纳了相应设备的配置㊂关键词：燃气蒸汽联合循环；辅助系统；设备配置探索与研究·130·投资与创业2016.6（上接第129页）任务要点，让学生通过直观的画面走进课堂，走进令他们兴趣盎然的读图时代㊂第四环节：相关知识与技能训练㊂利用学生产生的对牡丹花的好奇心理，作为课堂的兴奋点， 兴奋之火，可以燎原 ，激发他们的学习热情，让他们在振奋的精神状态下，好好听课，积极配合老师的课堂教学，学习牡丹花的寓意，她为什么适于此任务，从而掌握 弹性的智能，学会应用信息解决问题 ㊂教师通过讲授实践性的知识，可以培养 有专长的学生 ㊂这种知识即将学生知道的知识运用到一种真实的情境中去㊂教师给出自己的设计作品，进行范例启发，通过教师现场操作，将作品放于场景中，让学生可感可触，形象立体，真正感悟到花艺的无穷魅力㊂第五环节：任务实现㊂教师启发教学过后，与学生进行互动，将课堂交还给学生，让学生们成为课堂的主角，根据教师的教授与演示，进行过程归纳，自我总结㊂将学生分成4个小组，由小组长带领组员，设计花艺，插制作品㊂实现换位操作，自我引领，达到寓学于乐，是整个课堂交还该学生的又一制高点，真正做到教与学的 协作㊁平等㊁和谐 ㊂再对学生的作品及时给予交流评价，互取优势㊂于是强化了概念和技能，并增加了在课后保持记忆的可能性㊂第六环节：巩固提高㊂必须仔细的设计结课，让结课包含复习和迁移的机会㊂板书是以黑板为载体，演绎知识提纲挈领的一种方式㊂精心设计的板书，能够起到启发他们创造性思维，及时对所学知识进行复习总结㊂好的教师在解决完课堂知识后，通过作业会再 向学生提出挑战性的问题，使学生的发展步步向前 ㊂让学生带着问题走出课堂，思索不断，实现课堂的延伸与知识的迁移㊂（上接第128页）动性的同时，不影响队伍的士气，从招聘㊁培训㊁绩效回馈和薪酬激励四个环节一起入手，防止给员工带来太多的负担㊂保证新的员工薪酬激励政策顺利执行需要充分考虑以下几个方面：第一；要保证公司政策适当向工作在一线的人员倾斜，建立正确的营销效益理念和企业文化；第二；为了使下级能够理解支持新政策，要注意及时对新政策的进行沟通；第三；要保证业务指标设计科学合理，容易操作和可以实现，确保期指标可控㊂五㊁结束语人力资源薪酬管理对于企业的长远发展而言具有极其重要的意义，它是企业优化企业人力资源配置㊁激励职工工作热情和吸引优秀人才非常有效地方法，是企业进行长远规划和科学决策的重要影响因素㊂过雾化空气母管送到各个燃料喷嘴，将燃油雾化，使燃油充分燃烧㊂该系统中主要包括主雾化空气压缩机㊁启动（辅助）雾化空气压缩机㊁两个雾化空气冷却器及一些相关附件㊂6.冷却密封空气系统冷却密封空气系统的功能是：①对燃气透平高温通道中的高温部件进行冷却；②冷却燃气透平的外壳和排气管道的支撑；③提供透平轴承密封所用的增压空气；④为防止压气机喘振提供放气通道；⑤为机组的压气机进口空气滤网的自动清洗提供脉动气源；⑥为控制系统的气动阀门提供操作气源㊂7.压气机清洗系统压气机水清洗系统包括装在压气机进气喇叭口处的固定式水洗喷嘴和相应的连接管道及水洗站，其中水洗站应包括以下主要设备：离心式水泵；洗涤泵；电加热器；水箱；洗涤箱；电控盘；整体罩壳；公用底盘8.进气和排气系统（1）进气系统进气系统功能：对进入机组的空气进行过滤㊁消声，并将空气流引到压气机的入口㊂进气系统由一个封闭的进气室和进气管道组成，进气管道中有消音装置㊂表一不同进气过滤装置的性能比较脉冲自清洗过滤装置中过滤元件为刚性滤筒，圆筒式过滤器一般采用高效木浆纤维滤纸，耐破度较好，可以直接采用一级过滤系统㊂脉冲空气自清洗过滤装置分悬吊灯笼式底部进气和立式二面迎风进气两种方式㊂悬吊灯笼式底部进气系统脉冲清灰效果好，但占地面积大㊂表二不同工作环境推荐选用的进气系统（2）排汽系统在燃气-蒸汽联合循环系统中，燃气轮机的排气或是被引入余热锅炉（对于联合循环运行方式），或是直接排入大气（非联合循环运行方式）㊂排气系统由下述部分组成：排气室㊁膨胀接头㊁过渡管道㊁低频消声器㊁弯头管道和烟囱㊂9.总结燃气蒸汽联合循环的技术一直在进步，使得燃气蒸汽联合循环发电机组的功率在增大，效率在增高，控制手段及水平也在逐步提高，辅助系统及设备也在改进中有增有减，改进辅助系统及设备须保证机组在各个工作过程中不受到损坏，机组的运行有较高的热经济性，则可确保联合循环电站的启动㊁带荷载㊁停机过程的顺利实施㊂参考文献[1]杨顺虎.燃气-蒸汽联合循环发电设备及运行[M].北京：中国电力出版社，2003：78-82.[2]张兴华.高炉煤气燃气一蒸汽联合循环热力性能数学模型及优化研究[D].长沙：中南大学，2010.[3]国外的燃气轮机和燃气-蒸汽联合循环装置[J].燃气轮机技术，2006，13（2）：44-50.过滤级数过滤阻力过滤效率抗湿性滤芯寿命维护费用初投资可靠性常规三级过滤器3级较高较高差500~1000h高低低脉冲自清洗过滤器1级较低高好3000~5000h低高高工作环境颗粒环境浓度（mg/kg）颗粒直径(μm)推荐进气系统工业地区工业粉尘㊁油性烟粒0.008~0.770.05~50常规㊁脉冲沿海地区盐粒㊁盐雾㊁粉尘0.008~0.770.3~30常规㊁脉冲沙漠地区硬质细尘㊁细粒0.023~7.730.5~100脉冲多雨㊁潮湿地区丝状物㊁粉尘㊁细粒0.08~50.5~50常规探索与研究·131·。
燃气-蒸汽联合循环机组的轴系配置分析
Ａｎ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｓ ｈａ ｆ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｃ０ ｎｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ａ ｔ ｉ Ｏ ｎ ｏ ｆ Ｇａ ｓ Ｓ ｔ ｅ ａ ｍ Ｃｏ ｍｂ ｉ ｎｅ ｄ Ｃｙ ｃ ｌ ｅ Ｕｎｉ ｔ ｓ
保证 ； 而对于“ １ ＋１ ” 方案， 具 有 很 好 的 运 行 灵 活性 ， 可 以停 运 一 台 机 组 ， 保 证 另 一 台 机 组 高 效 运 行 。 因此 “ ２ ＋１ ”轴 系 方 案 并 不 适 合 热 电
联 产 的 电厂 。
Ｅ级燃 机 联合循 环 供 热机 组 ， 对多轴“ １ ＋１ ” 和 单
动， 我 国以天 然气 为燃 料 的燃 气 轮 机 （ 简称燃机） 联 合循 环 电 厂 建设 进 入 了一 个 新 的高 潮 。轴 系 布 置 方案是 联 合循 环 机 组 的灵 魂 ， 决 定 燃 机 电厂 的结 构 、 效 率 以及 灵 活 性 。笔 者 结 合 江 苏某 厂 的
抽汽供热 ； 当机 组 低 负 荷 运 行 时 ， “ ２ ＋１ ” 轴 系 方 案中的汽轮机效率 降低 ， 供 热 抽 汽 压 力 很 难
轴轴 系配置 进 行技 术经 济性 分 析 。
１ 联 合 循 环 轴 系配 置 的分 类
轴系 布置 方案 可 以分 为单 轴 和 多 轴 ： 单 轴 是 指燃机、 汽 轮机 和 发 电机 在 同一 根轴 上做 功 和 发
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燃气_蒸汽联合循环机组方案比较_刘金海
序 项目
号
单位
数据
方案一
方案二
１
额定出力
ＭＷ
７５
５５
２ 天然气低位发热量 ｋＪ／Ｎｍ３
３６１７０
３６１７０
３ 燃气轮机出力
ＭＷ
２５×２
２５×１
４ 燃气轮机热耗率 ｋＪ／ｋＷｈ
１２７７６
１２７７６
５
汽轮机出力
ＭＷ
１６．５
３．５
６
总出力
ＭＷ
６６．５
２８．５
７ 年运行小时数
ｈ／ａ
７０００
一、工程概括 本工程是沈阳至康平高速公路路面工程，路线全长 ２４１４７．６８５ 米， 路基宽度有 ２８ 米变化到路基宽度 ３２ 米，路面宽度 １１．２５ 米，土路肩 ２× ０．７５ 米，硬路肩 ２×３ 米，行车道 ２×０．７５ 米，路缘石 ２×０．７５ 米，中央分隔 带 ２ 米，由辽宁省路桥建设有限公司承建。 二、行车道及路缘带路面结构 采用 ７ｃｍ 粗粒式沥青混凝土 ＬＡＣ－２５ 型下面层，５ｃｍ 中粒式沥青 混凝土 ＬＡＣ－２０ 中面层，基层采用水泥稳定碎石补强。 三、沥青路面面层配合比设计 沥青混凝土路面采用 ＬＡＣ－２５ 型下面层、ＬＡＣ－２０ 中面层，沥青混 凝土配合比设计根据《公路沥青路面施工技术规范》（ＪＴＧＦ４０－２００４）进 行设计的，矿粉采用辽阳小屯；水泥采用铁岭铁新；沥青采用 ＳＢＳ 改性 沥青；碎石采用辽阳小屯。 四、问题的提出 在施工时发现沥青混凝土铺筑时沥青混合料出现严重的离析现 象，我们对该现象进行了专门的分析研究，并探索出具体的解决办法。 五、分析过程 影响沥青路面寿命其中一个关键问题是沥青混合料的均匀性，即 级配的均匀性、沥青含量的均匀性和空隙率的均匀性等。本文分析了影 响离析主要有两个方面的原因，一是混合料的颗粒骨料离析，二是温度 离析。骨料离析通常很容易观察，特别是粗骨料的混合料，但温度离析 很难直接观察到，其影响更是不容易发现。 离析的形成： （一）骨料离析 目前的沥青混凝土拌和机拌出的料一般是比较均匀的，能满足工 程的需要，然而在施工过程中会出现离析，主要有以下几个方面的原 因： １、拌和机向运输车装料时，由于装料时形成的料堆使大骨料滚向 四周，每一次装料大料都会滚向四周，当一车料装完时，车厢四周的大 料会多一些，形成第一次离析； ２、在运输过程中，由于运输车的颠簸，使表面的混合料中的大骨料 进一步滚向四周，又使离析进一步扩大。 ３、当运输车向摊铺机倒料时，同样会在摊铺机的料斗形成料堆，也 同样形成混合料的离析。 ４、每一车卸料完毕后，摊铺机料斗收斗，在料斗四周的大料被摊铺 机的输料器送到熨平板下，这样就形成骨料的离析。 ５、摊铺机螺旋布料器分料时，由沥青混合料在链条箱及螺旋布料 器的吊架处部位受到阻挡等原因也易形成料的离析。 （二）温度离析 还有一种离析是温度离析，这个离析不容易通过眼睛观察看出来， 最容易被人们忽视。下面重点分析温度离析的形成及防止措施。 影响温度离析的因素： １、沥青混合料装入运输车的温度 ２、环境温度 ３、运输车是否保温
燃气联合循环的配置
关于燃气-蒸汽联合循环调峰热电厂主机设备选择的探讨中国联合工程公司袁旭岭一、概述随着我国经济改革的深入发展，对外开放，经济开发园区不断涌现，同时电力供应日趋紧张和用电峰谷差值的矛盾日益扩大。
为了适应形势的发展需要，给开发园区创造一个良好的投资环境，集电力调峰和联片集中供热于一体的新型供热调峰热电厂已被人们所关注，国家计划委员会、国家经济贸易委员会、电力工业部、建设部于1998年联合颁发了“《关于发展热电联产的若干规定》的通知”，该通知中第9条特别提到要鼓励发展燃气轮机联合循环发电、供热技术，提高热能综合利用效率。
而燃气－－蒸汽联合循环装臵以其建设周期短、启停速度快、污染物排放少和热效率高等诸多特点已成为目前电力调峰的主要手段之一，同时也是当前高速发展经济、加强环境保护和提高热能综合利用效率的措施之一。
通过苏州高达热电厂的工程设计，结累了一些经验和体会。
苏州高达热电厂坐落在苏州高新技术开发区内，该厂为国内第一个电力调峰供热型热电厂，装机总容量为100 MW,主机的配备如下：2台美国GE公司生产的38MWPG6551(B)型燃机，2台15MWC15-3.43/0.98-3汽轮发电机组，2台66/9.5 t/h 双压自然循环型余热锅炉和2台35 t/h燃油锅炉。
下面就主机设备的选择谈谈体会。
二、主机设备的配臵联合循环调峰热电厂的主机设备有燃气轮机发电机组、余热锅炉、抽汽凝汽式汽轮发电机组及辅助锅炉。
１、燃气轮机发电机组的选择选择燃气轮机时，首先要对燃料进行选择，因为燃机对燃料的适应性有一定范围。
燃气轮机所燃用的燃料有气体燃料（天然气、液化石油气和煤气）、液体燃料（轻油和重油）。
在燃料选择时，应对燃料的品种、运输条件、供应方式及107价格等进行调查分析，以确定合理的燃料供应系统和恰当的设备选型。
天然气、液化石油气、煤气和轻油是燃机的理想燃料，但是使用天然气需要合适的气源，如气源的供给量及地理位臵，液化石油气、煤气和轻油价格较贵而使发电成本提高，对于燃用重油，虽然其价格便宜，但由于其粘度大，并且含有多种对燃机有害的元素，如钾、钠、钒、铅和硫等，使用前需进行专门处理，才能达到燃机的要求。
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燃气—蒸汽联合循环电厂整体配置选择
摘要：燃气—蒸汽联合循环能够对燃料中的化学能进行梯级利用，与常规火力发电相比，不仅效率高，建设周期短，也更加节能环保。
文章分析了燃气—蒸汽联合循环工作原理，对联合循环整体配置选择进行了探讨。
关键词：联合循环发电燃气轮机蒸汽轮机配置
我国电厂能源消费仍然以煤作为最主要的原料，随着我国能源消费的不断扩大，节能降耗，保护环境的呼声越来越高。
燃气—蒸汽联合循环的优点在于能够对燃料中的化学能进行梯级利用，与传统燃煤蒸汽轮机相比，燃气—蒸汽联合循环机组效率更高，建设周期更短，用地用水也更少，并且燃气—蒸汽联合循环机组更加节能环保，其投资效益也更加明显，适宜于在我国生存和发展。
当前，我国燃气—蒸汽联合循环机组基本依赖进口，探讨并选择燃气—蒸汽联合循环电厂整体配置，分析影响联合循环中整体性能的主要因素，将有助于燃气—蒸汽联合循环机组的国产化，帮助我国尽快掌握这一先进技术。
1、燃气—蒸汽联合循环工作原理
燃气—蒸汽联合循环机组主要部件包括燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、发电机以及其它一些辅机[1]。
探讨其整体配置选择，首先需要了解一下燃气-蒸汽联合循环的工作原理。
所谓燃气—蒸汽联合循环发电就是将燃气轮机的排气引入余热锅炉，产生高温、高压蒸汽驱动汽轮机，以带动发电机发电[2]。
燃气—蒸汽联合循环的本质就是将高温区工作的燃气轮机Branyton循环与中低温区工作的蒸汽轮机Rankine 循环重叠，形成总能利用系统。
通过结合燃气轮机和蒸汽轮机两种成熟的机械各自的优点，实现热能的梯级利用。
燃气—蒸汽联合循环中的燃气轮机直接采用燃气作为工质，初温很高，排气温度也高；而蒸汽轮机受限于蒸汽性质，初温不能太高，但是蒸汽凝结温度低。
可见，燃气—蒸汽联合循环充分吸收了燃气轮机平均吸热温度高、蒸汽轮机平均放热温度低的双重优点，其热能利用效率较单纯的燃气轮机循环和蒸汽轮机循环都高，从图1可以看出，其整体利用效率为：
（1）
当前，燃气轮机进气温度超过了1600K，压气机的压比达30，联合循环机组的热效率超过了60%。
2、联合循环整体配置选择
燃气—蒸汽联合循环机组配置主要包括主机选型、蒸汽系统设计选型、轴系配置等[3]，其中燃气轮机、余热锅炉与蒸汽轮机最为重要，对其进行合理选型至关重要。
2.1 燃气轮机选型
燃气轮机是余热锅炉中主要设备，决定着发电成本、运行可用率以及供电效率，其选型应主要考虑：热力性能、环境、经济性与可靠性等几个因素。
单轴燃气轮机主要由轴流式压气机、燃烧室和透平三大部件组成。
对于燃气轮机而言，影响联合循环性能最为关键的是比功，比功越大效率越高，而燃机的燃烧温度又是决定比功的关键。
因此，从热力性能角度看，燃气轮机除了具有尽可能高的燃气初温外，还需要由适合联合循环最佳的压比和较高的排气温度。
但在设计和实际过程中，透平初温与压气机压比不能无限制增大，透平初温要根据
高温材料和冷却技术来确定，而压气机的压比则要根据热力循环设计优化确定。
燃气轮机以空气作为工作介质，由于环境条件、负荷等不断变化，其联合循环发电装置不总处于设计工况下，就需要根据实际条件作变工况运行，变工况由压气机、燃烧室以及透平的变工况特性联合确定。
此外，在环境保护越来越成为共识的今天，燃气机组选型还应有利于环境保护，机组的经济性要更高，例如，以E级和F级燃机为例进行比较，从经济性上看，F级成本可以比E级少10%。
另外，燃气机组选择时，还应考虑所在地区的电站负荷与运行模式，对于承担调峰的机组，其加速加载性能应该更高，而对用于基本负荷和中间负荷的机组，在合适的燃料利用前提下，优先考虑热效率高和可用性好的型号。
2.2 余热锅炉选型
在燃气—蒸汽联合循环中，高温的燃机排气并不是直接进入大气中，而是经过余热锅炉回收燃气中的余热，从而得到高温高压的蒸汽去蒸汽机作功。
与燃气轮机作为制造厂商定型产品不同，余热锅炉是按照燃气轮机型号以及厂址条件通过优化设计制造。
按照汽水循环的方式，余热锅炉可分为自然循环、强制循环和直流锅炉3种，自然循环锅炉优点是结构简单，直流方式给水灾蒸发器中没有再循环，而直接由省煤器进入蒸发器蒸发成饱和蒸汽后进入过热器过热。
影响余热锅炉特性的因素主要有以下几个：
（1）节点温差。
为了充分利用余热，应尽可能降低排气离开余热锅炉的温度值，由于总要保证锅炉给水的饱和蒸发段起始点与燃气侧之间保持一定温差，因此，排气终温不可能无限制降低。
从联合循环最佳效率看，应选择一个最佳的余热锅炉节点温差。
（2）接近点温差。
余热锅炉的一个重要指标就是接近点温差。
一旦锅炉尺寸确定，若进入燃气温度随着机组负荷减小时，接近点温差就会随之减小。
（3）锅炉入口燃气参数与排烟温度。
余热锅炉出口排烟温度越低，其效率就越高，但因此要扩大受热面积和增加设备费用。
（4）烟气成分。
在温度相同时，不同成分的烟气烩值不一样，特别是水与其它成分的差别较大。
计算一定温度下烟气比焙，应根据各烟气成分在对应温度下的比烩和其百分含量的代数平均而得。
（5）蒸汽参数。
产生的蒸汽温度越高，蒸汽量就会减少，汽轮机的输出功率则会增加，提高机组效率。
2.3 蒸汽轮机选型
为了提高联合循环效率，由余热锅炉和汽轮机等组成的蒸汽系统应充分回收燃机的透平排热，为此，必须合理确定系统流程和参数。
根据所选系统的不同压力、温度和流量蒸汽，蒸汽循环可分为单压、多压和再热式循环方案。
在实际工程中，对于某个具体的电厂，优化选型蒸汽轮机是提高联合循环系统效率的关键之一。
由于燃机的排气温度基本上可以认定为定值，因此，对汽轮机的优化选型，主要是压力选取问题。