燃气轮机发电技术综述_杨巧云
先进燃气轮机技术的研究与发展
先进燃气轮机技术的研究与发展随着工业化的迅速发展，能源需求越来越大。
燃气轮机（Gas Turbine）是一种重要的能源转换设备，采用连续燃烧燃料来为发电机提供动力。
它是一种高效、低排放、运行可靠的内燃机型式，广泛应用于航空、能源、交通以及军事等行业。
近年来，随着技术的不断创新，燃气轮机技术也在不断发展，并成为一种更加先进和高效的能源转换方式。
一、先进燃气轮机技术的发展历程燃气轮机的基本原理是利用压缩空气，在燃烧器中燃烧燃料，产生高温高压的气体去推动涡轮，带动机械转动。
燃气轮机的发明可追溯到1903年的法国，但是它的实际应用却是在第二次世界大战之后。
20世纪50年代和60年代是燃气轮机技术发展的黄金时期，大量的燃气轮机被用于航空发动机、电力站、海洋石油勘探平台等领域。
20世纪70年代以后，随着能源危机的到来、环保意识的提高以及新材料科技的出现，燃气轮机技术也开始了新的一轮发展。
为了提高燃气轮机的效率和降低它的排放量，人们开始研究先进的燃气轮机技术，例如陶瓷材料的应用、高温材料的使用以及复合材料的应用。
同时，人们还通过改善设计来提高燃气轮机的可靠性和降低运行成本。
二、先进燃气轮机技术的主要发展方向1. 高效率高效率是先进燃气轮机技术的核心目标。
通过提高压比、降低透平内通气漏失以及利用废气余热等方式，可以提高燃气轮机的效率。
在燃气轮机的研究和生产中，各种技术手段的不断改进使得燃气轮机的效率有了不断提高，这有效地减少了人类对能源资源的开采和消耗，大大提高了能源利用效率。
2. 低排放环保问题一直是燃气轮机技术面临的主要挑战之一。
燃气轮机燃烧时会产生大量的氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）等有害气体，对环境和人体健康造成影响。
为了降低燃气轮机的排放量，人们开始研究低排放技术，例如超低NOx低排放燃烧系统、降低污染物排放的催化转化技术等，这些技术的应用有效地减少了燃气轮机的污染排放，实现了燃气轮机清洁环保的目标。
科技成果——煤气化多联产燃气轮机发电技术
科技成果——煤气化多联产燃气轮机发电技术适用范围化工行业煤化工领域行业现状目前我国60万t/a以上的大型甲醇装置一般都配套建设H2回收装置，回收生产甲醇过程中排放的弛放气中的H2。
根据回收装置的实际运行状况，整体能量回收率只有50%左右，而且实际甲醇生产过程中H2回收装置的运转率一般都较低。
目前该技术可实现节能量35万tce/a，减排约92万tCO2/a。
成果简介1、技术原理将空气通过前置的过滤系统进入17级压气机压缩到1.3MPa，同燃料气一起进入燃烧室混合燃烧，燃烧后的高温气体进入三级透平膨胀做功，推动叶轮旋转，转速为5163转/分，经负荷齿轮箱减速为3000转/分，带动发电机发电。
燃烧效率可达到99.85%，机组热效率达32%以上，机组平均负荷率为85%。
燃烧后排出的高温废气进入余热锅炉换热副产中低压蒸汽用于生产工艺，剩余约130℃的废气排入大气。
2、关键技术（1）多联产系统中低热值燃料燃气轮机技术；（2）煤制气+弛放气燃气轮机燃烧室技术和控制系统技术。
主要技术指标1、燃烧效率可达到99.85%；2、机组热效率达32%以上；3、机组平均负荷率为85%。
技术水平该技术已通过中国石油和化学工业协会组织的鉴定。
2008年10月，以“煤气化多联产燃气轮机发电技术”为核心的兖矿集团“煤气化发电与甲醇联产系统关键技术的研发与示范”获山东省科技进步一等奖。
2009年7月，以该技术为核心内容的“高效洁净煤制甲醇与联合循环集成系统的研发和示范”项目荣获国家科学技术进步二等奖。
该技术通过对多联产系统中低热值燃料燃气轮机技术的研发，突破了40MW级煤制气重型燃气轮机中4大核心设计技术中的“煤制气+弛放气燃气轮机燃烧室技术”和“控制系统”2项技术，建成了适用于联产系统的40MW级燃气轮机工业示范。
同时燃料供应系统匹配与调节、燃气轮机现场测试调节及检测技术等煤制气燃气轮机技术又使装置具有燃料适应性广、节能效果显著、环保效果明显等优势。
面向未来燃气轮机的先进燃烧技术综述
面向未来燃气轮机的先进燃烧技术综述山东固居建筑工程有限公司摘要：现如今，我国的经济在迅猛发展，社会在不断进步，为为满足日趋严格的环保法规和减少碳排放的需求求,燃气轮机的技术发展呈现出低排放放、高高参数数、多多燃料和宽工况灵活运行的趋势势.现现有的单一旋流贫预混燃烧技术已经不能适应这些新的变化化.因因此此,该该文挑选了１１０种有潜力的先进燃烧技术展开综述述,首首先简要介绍其原理和发展现状状,然后针对燃气轮机未来发展趋势势,从从技术成熟度度、污污染物排放等方面分析其应用前景和可行性性,并并提出下一步需要突破的技术瓶颈和关键问题题.在在此基础上上,提提出了一种评价方法法,分分析和比较各技术的综合性能和实施难易程度度,为为技术路线和攻关方向的筛选提供参考依据据关键词：未来燃气轮机;先进燃烧技术;综述引言燃气轮机从原来单一气／液燃料系统升级为双燃料系统后，燃料适用性得到了进一步拓宽。
目前，双燃料燃气轮机工程应用主要集中在海洋油气开发、车载能源电站、液化天然气（ＬＮＧ）船及原传统燃气轮机应用领域。
双燃料燃气轮机由于其良好的燃料适应性已成为未来燃气轮机主要发展方向。
燃料混合燃烧是燃气轮机双燃料燃烧室的独有特性。
由于气液２种燃料的差异，二者的反应速率也不同；采用双燃料燃烧时燃烧室性能的变化规律与仅使用单一燃料时有较大差异；研究混合燃烧条件下双燃料燃烧室性能的变化规律是进行燃烧室燃料在线切换的前提。
对沼气与天然气混合时燃烧室性能进行了数值模拟，并给出了详细的反应机理，用来描述混合燃烧条件下的化学反应机理；通过对某短环形燃烧室进行了氢气、裂解气与柴油燃料的混合燃烧研究，指出优化燃烧室头部结构、合理组织流场以及稳定回流区内当量比是保证燃烧室混烧性能的有效措施；则给出了双燃料燃烧室混合燃烧的基本原则，指出燃料混烧时要保证一定的天然气喷嘴压降以防止燃烧脉动，且液体燃料占比过小时会导致燃油路循环量过大而损坏油泵；对化学回热燃烧室进行了双燃料混合燃烧数值模拟，给出了裂解气与柴油混烧时的简化机理，并指出在低热值燃料燃烧时加入部分高热值燃料，可以提高火焰温度及火焰传播速度，从而提高燃烧效率；通过双燃料切换试验，指出混合燃烧及燃料切换时需重点关注燃烧室出口平均温度和动态压力值的变化情况；此外，也对燃气轮机双燃料燃烧室的燃烧特性进行了相关研究。
燃气轮机发电技术综述
的燃 气轮 机发 电机组 的热效率难 以达到较 高值（ 表 １ ） 。蒸 汽 轮机循环 中 ， 工质 的平均放热 温度达 到 了较低值 ， 但工
质 的平 均 吸热 温度 不高 ， 因 此单 独 的蒸 汽 轮 机 发 电机 组 的 热 效 率 也 难 以达 到较 高值 。 这 两 种 单 独 的循 环 的热 效 率 最
Ｉ Ｓ Ｏ基 本 功 率 （ ＭＷ ） 燃气： 朗温 ℃
２５ ５． ６３ ６． ０ ３ ９． ５
４ ０． ７
在 满足 电力需求 的同时 ，创造 了 良好 的社 会效益和 经济
效 益。 目前 就 世 界 范 围 而 言 ， 燃 气 轮 机 发 电 已是 电力 结 构 中 的 重 要 组 成 部 分 ，对 推 动 经 济 和 社 会 发 展 发 挥 着 重 要 作 用。
Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ Ｃｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ ＆ Ｐａ ｒ ｔ ｓ
・３ ３・
燃 气 轮 机 发 电技 术综 述
杨 巧 云
（ 武 汉 电力 职 业技 术学 院 ， 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ９）
摘 要： 介 绍燃 气轮机发 电装置的的工作 过程及典型型式， 对几种主要 的燃气一 蒸汽联合 循环发 电装置进行分析 比较 ， 并将 燃气轮 机发 电机组与 常规燃煤发电机组进行 比较 。
１ ３ ２ ７ １ ｌ ４ ３ ０
１ ｌ ６ ０
Ｍ７ ０１ Ｇ ＧＴｌ ３ Ｅ２ Ｖ９ ４ ． ３ Ａ
３ ３ ４ １ ６ ５． １ ２ ６ ５． ９
１ ． ４ ２ ７ １ ｌ ｏ ０ １ ３ １ Ｏ
３ ９． ５ ３ ５． ７ ３ ８ ． ６
循 环 方 案。 余 热 锅 炉 内 不 加入 燃 料燃 烧 ， 因此 ， 蒸 汽 参数 及
新型燃气轮机再热联合循环发电关键技术研究
三、燃气轮机排气温度对联合循 环热经济性的影响
1、排气温度升高导致热效率降 低
随着燃气轮机排气温度的升高，高温燃气的热量损失增加，导致燃气轮机的 热效率降低。同时，高温燃气对联合循环系统中其他设备的运行也会产生不利影 响，如对余热锅炉的传热效率、蒸汽轮机的做功能力等。这些因素都会导致联合 循环系统的热经济性降低。
一、燃烧室设计
燃烧室是燃气轮机的核心部件，其设计对于发电效率和排放水平有着决定性 的影响。新型燃气轮机再热联合循环发电技术采用双环燃烧室设计，相较于传统 的燃烧室设计，双环燃烧室能够有效降低烟气温度，提高燃气轮机的效率。这种 设计的原理在于，通过改变燃烧室的结构和布局，使得燃料在燃烧过程中能够更 充分地与空气混合，从而减少不完全燃烧的产物，同时降低烟气温度。
在评估新型性进行评估。这包括设备的初始投资、运行成本、维护费 用以及生命周期内的总成本等。此外，还需要考虑该技术在市场上的竞争力以及 其为社会带来的经济效益等。
总结：
新型燃气轮机再热联合循环发电技术是一种高效、清洁的发电方式，具有较 高的发电效率和较低的排放水平。通过对燃烧室设计、再热系统、控制系统、维 护管理、环境影响以及经济性评估等方面的研究和改进，可以进一步提高其性能 和市场竞争力。未来随着科技的进步和环保要求的提高，这种技术将在电力市场 中发挥越来越重要的作用。
参考内容
一、引言
燃气轮机作为一种高效、环保的能源转换设备，在联合循环发电系统中得到 了广泛应用。联合循环热经济性是评价联合循环系统性能的重要指标，而燃气轮 机排气温度是影响这一指标的关键因素之一。本次演示将探讨燃气轮机排气温度 对联合循环热经济性的影响。
二、燃气轮机排气温度的概述
燃气轮机排气温度是指燃气轮机排放的尾气温度，通常以摄氏度（℃）表示。 在燃气轮机运行过程中，燃料在燃烧室内燃烧产生高温燃气，燃气进入涡轮机膨 胀做功，推动涡轮机转动。高温燃气在排出燃气轮机时，会携带一部分热量，这 部分热量是燃气轮机运行过程中的能量损失之一。
燃气轮机发电技术综述_杨巧云
燃气轮机是以连续流动的燃气为工质、将燃料的化学
1327
36.0
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40.7
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35.7
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能转变为转子机械能的内燃式动力机械，是一种旋转式热 表 2 某些联合循环发电机组的主要技术参数（教材，清华）
力发动机。燃气轮机装置主要由压气机、燃烧室、透平三大
Internal Combustion Engine & Parts
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燃气轮机发电技术综述
杨巧云
（武汉电力职业技术学院，武汉 430079）
摘要： 介绍燃气轮机发电装置的的工作过程及典型型式，对几种主要的燃气-蒸汽联合循环发电装置进行分析比较，并将燃气轮
机发电机组与常规燃煤发电机组进行比较。
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内燃机与配件
如果对全燃型锅炉配置备用送风机和空气预热器，燃气轮 机和蒸汽轮机能分开单独运行。这种联合循环中，补燃的 燃料只参与了蒸汽循环，不是纯粹能量梯级利用的联合循 环，因此，只是在纯余热锅炉联合循环中因蒸汽参数受限 而不能采用高参数大功率蒸汽轮机的情况下，排气补燃型 联合循环才可能优越于纯粹能量梯级利用的纯余热锅炉 联合循环。
2 燃气轮机发电机组 用燃气轮机驱动发电机构成了燃气轮机发电机组。目 前，应用最广泛、获得最高实用热效率的是燃气与蒸汽的 联合循环。燃气轮机循环中，工质的平均吸热温度很高，燃 气初温达到了 1300℃-1500℃（表 1），平均放热温度也较 高，通常燃气轮机排气温度在 500℃-600℃左右，因此单独 的燃气轮机发电机组的热效率难以达到较高值（表 1）。蒸 汽轮机循环中，工质的平均放热温度达到了较低值，但工 质的平均吸热温度不高，因此单独的蒸汽轮机发电机组的 热效率也难以达到较高值。这两种单独的循环的热效率最 高 40%多。若将燃气循环和蒸汽循环联合起来，就成为了 平均吸热温度很高而平均放热温度很低的热机，其循环效 率必定较高，最高热效率已达到 60%以上（表 2）。如 GE 公 司基于空气冷却透平技术的 9H 级燃气轮机联合循环效 率约 61%，西门子公司全内空冷 H 级燃机联合循环效率 — —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——
燃气轮机技术在飞行器推进系统中的应用
燃气轮机技术在飞行器推进系统中的应用随着科技的发展和人们对空中交通的需求不断增加，飞机的推进系统也在不断完善和发展。
燃气轮机作为一种重要的推进系统，其应用范围也在不断拓展。
本文将从燃气轮机的基本原理、技术特点和应用场景三个方面来探究燃气轮机技术在飞行器推进系统中的应用。
一、燃气轮机的基本原理燃气轮机是一种将燃气燃烧产生的高温高压气体能量转化为机械能的动力装置。
其基本原理是通过燃烧室内的燃油来产生高温高压的燃气，然后使燃气通过涡轮机转动飞机的涡轮叶片，带动飞机的进气口吸入空气，最终将空气加速后喷出，从而推动飞机前进。
燃气轮机的工作过程分为四个步骤。
第一步是压缩，通过旋转压缩机将大气中的空气压缩到高压状态；第二步是燃烧，在高压状态下将燃料喷入燃烧室内，产生高温高压的燃气；第三步是膨胀，将高温高压的燃气经过涡轮叶片膨胀后转动轴，使机械能被传送到联轴器上；最后是排气，将喷出的气体排出机体。
整个过程是连续不断的，形成了一个封闭的燃气循环系统。
二、燃气轮机技术特点燃气轮机相比于其他推进系统，拥有明显的技术优势。
其最大的优点在于高效能、高可靠性、高适应性和高灵活性。
首先，燃气轮机的效率非常高，可达到40%以上。
燃气轮机拥有较高的压缩比和燃烧温度，使得燃烧产生的热量能够充分利用。
由于能量的转化效率高，燃气轮机比其他推进系统更加节能。
其次，燃气轮机拥有高可靠性。
燃气轮机的工作过程非常稳定，能够在不同空速、高度、温度和湿度等环境条件下保证稳定运行。
且燃气轮机拥有较少的机械运动部分，相比较其他机械装置，故障率更低、维护方便，具有更好的可靠性和可维护性。
第三，燃气轮机具有较高的适应性。
燃气轮机可根据不同的空气压力和环境，自动调整燃油的流量和喷射角度，从而保证飞机在不同高度和空速时都能达到最佳效果。
此外，燃气轮机还适应于各种不同类型的飞行器，如航空器、直升机、无人机等。
最后，燃气轮机具有较强的灵活性。
燃气轮机在高温高压环境下工作，适用于各种天气和地形不同的场景。
燃气轮机发电技术分析
燃气轮机发电技术分析
燃气轮机发电技术是一种以燃气为燃料，通过燃烧产生高温高压气体，然后将高温高
压气体转换为旋转动力的技术。
以下是对燃气轮机发电技术的详细分析。
燃气轮机发电技术具有高效率的特点。
由于燃气轮机采用了燃气和空气的双重循环系统，通过预烧技术将废气和残余燃料燃烧，使得热能得到充分利用，燃烧效率达到了30%
以上，远远高于传统的蒸汽轮机发电技术。
燃气轮机发电技术具有灵活性强的特点。
燃气轮机发电系统可以根据电网负荷的变化
实现快速的启停和负荷调整，适应性强。
燃气轮机系统还可以与其他能源系统相结合，形
成复合能源系统，实现多能互补和综合利用。
燃气轮机发电技术具有环境友好的特点。
相对于燃煤发电技术，燃气轮机发电技术几
乎不产生二氧化硫、氮氧化物等污染物，排放的废气也经过处理后基本没有固体颗粒物，
大大减少了大气污染。
燃气轮机发电技术还具有运行成本低的特点。
燃气作为燃料，相对比较廉价，并且燃
气轮机的燃烧效率高，热损失少，使得燃气轮机的运行成本相较于其他发电方式更加低
廉。
燃气轮机发电技术也存在一些挑战和问题。
燃气轮机的设备成本相对较高，需要大量
的资金投入。
供气系统和废气处理系统的建设和运维也需要相应的投入，增加了运行成本。
燃气轮机对燃气的要求比较高，对燃气质量和供气压力有一定要求。
燃气轮机发电技术是一种高效、灵活、环保、低成本的发电方式，具有很大的潜力和
前景。
在新能源发展的背景下，燃气轮机发电技术将会得到更加广泛的应用和推广。
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效果。为了提高基波含量，还可以三次谐波注入法，已有集
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内燃机与配件
如果对全燃型锅炉配置备用送风机和空气预热器，燃气轮 机和蒸汽轮机能分开单独运行。这种联合循环中，补燃的 燃料只参与了蒸汽循环，不是纯粹能量梯级利用的联合循 环，因此，只是在纯余热锅炉联合循环中因蒸汽参数受限 而不能采用高参数大功率蒸汽轮机的情况下，排气补燃型 联合循环才可能优越于纯粹能量梯级利用的纯余热锅炉 联合循环。
项目 装机规模 燃机机型
SO2 排放浓度（mg/Nm3）
表 3 某些燃机电厂污染物排放 GB13223-2011 规定的燃气轮机组大气污染物排放浓度限值
以天然气为燃料的燃气轮机组，35 以其他气体为燃料的燃气轮机组，100
以油为燃料的燃气轮机组，100
金陵燃机电厂 2×200MW 级
PG9171E
1.5
Internal Combustion Engine & Parts
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燃气轮机发电技术综述
杨巧云
（武汉电力职业技术学院，武汉 430079）
摘要： 介绍燃气轮机发电装置的的工作过程及典型型式，对几种主要的燃气-蒸汽联合循环发电装置进行分析比较，并将燃气轮
机发电机组与常规燃煤发电机组进行比较。
及其系统，这使蒸汽循环的系统大幅度简化、设备大幅度 减小、尺寸大幅度减小、投资大幅度减少；由于蒸汽注人燃 烧室降低了火焰温度，所以 NOx 排放量低；含有水蒸气的 烟气的传热系数高，所以余热锅炉的换热效果好、效率高。 由于有大量蒸汽排向大气，所以需要消耗大量经过严格处 理的补充水，耗水量要比余热锅炉型联合循环多 38%左 右，这需要庞大的水处理设备，而且浪费水资源。
耗，在一定程度上限制了电机的工作效率。变频调速是基 行优化设计。目前比较有效的优化方法是将等宽的脉冲波
于对子电源频率的调整来改变同步频率，进而实现电机转 转为宽度按照正弦化规律渐变的脉冲波（详见图 量，可以得到基本满意的驱动
2 变频变压的实现— ——SPWM 调制波
2.3 增压锅炉型联合循环发电机组 增压锅炉型联合循环把蒸汽发生器放在燃气侧燃烧 室之后和燃气透平之前，锅炉与燃气轮机的燃烧室合为一 体，燃气轮机的压气机取代了锅炉的送风机，锅炉是在燃 气轮机的工作压力下燃烧和换热的，形成有压力下燃烧的 锅炉。这种联合循环在燃气轮机排气温度较低时，可使蒸 汽参数及流量不受限制，从而可达到较大的机组容量和较 高的机组效率；由于锅炉是在较高的压力下燃烧和传热 的，燃烧强度和传热系数都大为增加，故增压锅炉的体积 比常压锅炉要小得多，使设备的造价和安装费用都有所减 少；但燃气轮机和汽轮机都不能单独运行。与余热锅炉型 联合循环比较，燃气初温在 1050℃-1100℃以下时，增压 锅炉型效率高，在 1050℃-1100℃以上时，余热锅炉型的 效率高。 2.4 给水加热型联合循环发电机组 这种联合循环将燃气轮机的排气用于加热蒸汽循环系 统给水。由于锅炉给水加热的温度不高，燃气轮机排气热量 利用的程度较差，使得联合循环的效率提高较少。因此一般 在用燃气轮机来改造和扩建蒸汽轮机机组时才会采用。 2.5 注蒸汽燃气轮机循环发电机组 这种联合循环中，燃气轮机的排气通入余热锅炉加热 给水产生蒸汽，但蒸汽不是送到蒸汽轮机中去作功，而是 供到燃气轮机燃烧室中，与压气机供来的空气一起被加热 到燃气透平的初温后，燃气蒸汽共同进人燃气透平膨胀作 功，也可以将一部分低压蒸汽不经燃烧室加热而直接进入 燃气透平的低压部分作功。在这种循环中，由于燃气轮机 中同时有燃气和蒸汽两种工质做功，所以又称为双工质燃 气轮机循环。这种循环的燃气循环和蒸汽循环并行地通过 燃气轮机实现，所以又被称为并联型联合循环。 与余热锅炉型联合循环相比，该循环省去了蒸汽轮机
燃气轮机是以连续流动的燃气为工质、将燃料的化学
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1160
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1100
35.7
1310
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能转变为转子机械能的内燃式动力机械，是一种旋转式热 表 2 某些联合循环发电机组的主要技术参数（教材，清华）
力发动机。燃气轮机装置主要由压气机、燃烧室、透平三大
机组型号
ISO 基本功率（MW）
供电效率（%）
部件及控制系统、辅助设备组成。压气机从外界大气环境
S209FA
786.9
57.1
吸入空气，并逐级压缩；压缩空气被送到燃烧室与喷入的
KA13E2-2
480
52.9
燃料混合燃烧，产生高温燃气；然后燃气进入透平膨胀做
KA26-1
392.5
56.3
S109H
480
在满足电力需求的同时，创造了良好的社会效益和经济 PG9351FA
255.6
效益。目前就世界范围而言，燃气轮机发电已是电力结构 MS9001G
282
中的重要组成部分，对推动经济和社会发展发挥着重要 LM6000-PD
41.1
作用。 1 燃气轮机装置的工作过程
M701G GT13E2 V94.3A
334 165.1 265.9
60.0
功；透平排气可直接排到大气，对外界环境放热，也可通过
GUDIS.94.3
392.2
57.4
换热设备放热以回收利用部分余热。工质顺序经过吸气压 MPCP2（M701F）
799.6
57.3
缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热四个工作过程完成 一个热力循环，进行能量转换。通常在燃气轮机中，压气机 是由燃气透平来带动的，它是透平的负载，在简单循环中， 透平的机械能有 1/2 到 2/3 左右用来带动压气机，其余的 1/3 左右的机械能用来驱动发电机。
作 者 简 介 ：杨巧云（1966-），女，湖南湘潭人，武汉电力职业技术学 院教授，硕士。
燃气-蒸汽联合循环的方案有多种，本文介绍典型的 联合循环发电型式。
2.1 纯余热锅炉型联合循环发电机组 这种联合循环中，燃气侧和蒸汽侧两循环的结合点是 余热锅炉。燃气轮机的排气送入余热锅炉中去加热给水、 产生蒸汽，驱动汽轮机做功，这是以燃气轮机为主的联合 循环方案。余热锅炉内不加入燃料燃烧，因此，蒸汽参数及 蒸汽轮机的容量取决于燃气透平的排气参数和流量，在通 常燃气轮机排气参数下，得到的是中温中压的蒸汽，通常 汽轮机的容量约为燃气轮机容量的 30%-50%。 这种联合循环效率高、技术成熟、系统简单、造价低、 启停速度快，应用最广。若在燃气透平的排气段设置旁通 烟囱，汽轮机停机时燃气轮机可以单独运行；但燃气轮机 停机时汽轮机不能单独工作。 2.2 排汽补燃型联合循环发电机组 排汽补燃型联合循环有两种方案：在余热锅炉前增加 烟道补燃器以及往余热锅炉中加入一定的燃料，利用燃气 中剩余的氧进行燃烧。由于补燃，锅炉蒸发量增加，蒸汽参 数提高，蒸汽轮机循环的出力和效率得到提高；负荷变化 时，可在较大的输出功率变化范围内，燃气轮机工况不变， 只改变补燃燃料，以改变汽轮机功率来改变联合循环的出 力，机组的变工况性能得到改善，部分负荷下的效率较高；
关键词： 燃气轮机；燃气-蒸汽联合循环；发电
DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2016.12.013 0 引言
也在 60%以上。
随着我国天然气资源的大规模开发及越来越严格的
表 1 某些燃气轮机发电机组的主要技术参数（教材，清华）
环保标准，我国陆续建成投产了多台燃气轮机发电机组， 机组型号 ISO 基本功率（MW） 燃气初温℃ 供电效率（%）
3 燃气轮机发电的优点 与常规燃煤发电相 比 ，燃 气 轮 机 发 电 具 有 以 下 优 点（杨）： ①燃气轮机发电机组设备、系统简单，结构紧凑，体积 小，重量轻。因此，制造、运输、安装、维修方便；造价低，投 资省。 ②燃气-蒸汽联合循环电厂供电效率高，大大超过常 规燃煤电厂（表 1、2）。 ③污染排放量小，无论燃用油气优质燃料，还是燃用 合成煤气，都能满足最严格的环保标准要求。由于燃气轮 机的燃烧效率很高，排气干净，未燃烧的碳氢化合物、CO、 S0x 等排放量低，再结合应用注水或注蒸汽抑制燃烧、干式 低 NOx 燃烧室，或者在排气管路中安装脱销装置等技术措 施，可使 NOx 的排放满足环保要求（表 3）。 ④用地较少。燃气轮机发电机组设备、系统简单，结构 紧凑，体积小，占地少；燃气和燃油的燃机电厂无需煤场、 输煤系统、除灰渣系统等，所以厂区占地面积比常规燃煤 电厂小得多，联合循环电厂占地只有同容量常规燃煤电厂 的 30%-40%，建筑面积也只有常规燃煤电厂的 20%。 ⑤用水量较少。燃气轮机不需大量冷却水，一般燃气 轮机只需常规燃煤电厂的 2%-10%的用水量，联合循环也 只需同容量常规燃煤电厂的 1/3 左右。 ⑥启动迅速，运行自动化程度高，每天都能启停。燃 气轮机从启动到带满负荷运行，一般不到 20min，快速启 动时更短。因而燃机电厂是城市备用或调峰机组的最佳 选择。 ⑦建厂周期短，可分期投产。先进的燃气轮机已普遍 应用模块化结构，运输、安装、维修和更换都比较方便。还 可分单循环和联合循环两期建设，建厂周期短。 4 结束语 燃气轮机发电方式具有高效、清洁、低耗等优点，随着
1 变频调速基本原理 首先通过下式（1）求得三相异步电动机的转速 n：
α＝t1（/ t1+t2）
（2）
调节占空比 α，就能将输出的平均电压调节到符合设
n=n1（1-s）=60（f 1-s）/p
（1） 计要求，若要调速，就必须通过调整 PWM 波的频率 1/T 改
其中，“ n”表示“电机转速”；“n1”表示“电机的同步转 变电源频率，进而实现调速。另外，要改变频率和占空比，
频调速原理，对异步电机的变频调速闭环控制系统进行了优化设计，并给出了单片机的部分流程图。系统理论上应该能够完成电机的
启动、调速、停止控制，以及电机运行过程中出现过流、过压、缺相等异常情况时的综合保护功能。
关键词： 电机；变频调速；异步电机