燃气-蒸汽联合循环机组循环效率的分析
燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组调差系数优化整定分析与处理
燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组调差系数优化整定分析与处理作者：***来源：《科技风》2021年第36期摘要：目前，隨着我国电力企业对节能环保越来越重视，以及电网对电厂调峰能力更高的要求，燃气轮机—蒸汽机联合循环电厂在广东电网中的比例不断增加，通过对燃机发电机和汽机发电机励磁系统调差系数进行优化整定，重点研究同套机组间无功分配、机组阻尼，并分析对电力系统稳定器（PSS）的影响，为燃气轮机发电机组的调差系数优化整定工作具有重要的意义。
关键词：励磁系统;调差系数;动态稳定;优化整定中图分类号：TM712随着我国经济的持续发展，国内的电力需求持续增加，电力需求量已处于世界首位。
目前，国内电网内的发电厂种类较多，其中火力发电以燃煤为主，而燃煤发电存在许多缺点，如热效率低、高污染以及调峰能力不足等。
燃气发电机组是市场新环境和世界环保需求推出的新主力发电机组，其中燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组具有建设周期短、效率高、污染小等优点在热电联产和冷点联产工程中积极作用[1]，随着电网对火力发电企业环保减排及调峰能力的越来越重视，燃气轮机发电机组在我国火力发电力所占比例不断增长。
燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组包括燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、发电机以及辅机[2]，因此一套燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组为一台燃气发电机及一台汽轮发电机，两者通过各自的主变压器升压后并接在变电站，主接线如图1所示。
燃机发电单元与汽机发电单元的容量及主变短路电抗存在较大差异，因此需要对两台机组发电机调差系数进行调整优化。
调差系数是励磁系统中描述同步发电机无功电压外特性的参数，其值大其值大小不但对发电机电压和无功功率具有重要影响，也间接影响到电网电压水平[3-5]。
因此，对燃气轮机—蒸汽机组调差系数优化计算对电网系统稳定有重要作用。
1 励磁系统调差系数同步发电机励磁系统调差系数的定义如下：发电机在功率因数为0的工况下，发电机无功功率QG从0变化到额定值，发电机机端电压UG随之变化的变化率，调差系数实际是发电机电压调节特性曲线的直线斜率，公式如下所示：国内外对其中调差系数的极性有不同的规定，国内规定向下倾斜的曲线为正调差;反之，向上倾斜的曲线为负调差，斜率水平平行于QG轴的为零调差，特性曲线如下图2所示。
对燃气-蒸汽联合循环机组启动锅炉系统的分析及改进
文 献 标 识 码 ： Ａ
文 章编 号 ： ６ ２ ３ ９ （ ０ ０ ０ （ ） ０ １ 一 ｌ １ ７ － ７ １２ １ ） ５ ｂ一 １ ５ ｏ
却 所 需要 辅 助 蒸汽 约 ２ ｔ ｈ， 约 ２ ｔ ｈ。 ０／ 共 ５ ／ 参 数 要 求 ： 度３ｌ ， 力 １ ０ 温 ０℃ 压 ． ＭＰａ 。 由于 启动 锅 炉 配 置 两组 相互 独 立 的燃 烧 系 统 ， 般 来 说 ， 了 保持 高 负 荷 时 候 锅 一 为 炉 燃 烧 的 稳 定 型 ， 好 是 采 用 两 个 燃 烧 器 最 同 时 运 行 。 以 在 启 动 锅 炉 运 行 过 程 中具 所 有 以 下特 点 ：１ 启动 锅炉 刚启 动 ， 升 温升 （） 在 压 过 程 中 可根 据 实际 情 况 采 用 一 只 或 者两 只燃 烧 器 运 行 ； ） 动锅 炉 启 动 完成 ， （ 启 ２ 当只 需要 提 供 轴封 蒸 汽时 （ 助 蒸 气流 量５ ／ ） 辅 ｔｈ ， 只 需 保 持 一 个 燃 烧 器 运 行 ， 为 两 个 燃 烧 因 器运行会导致 启动锅炉压 力不断升高 ， 当 １系统和结构介绍 压 力超 过 设定 压 力＋１ ５ ａ 后 燃 烧 器 会 自 ．ｂ ｒ 为 了满 足 机 组 启 动 和 停 运 时 所 需 的辅 动熄 灭 ；３ 当低 压 缸 末 级 叶 片 冷 却 蒸 汽 投 （） 助蒸汽， 置一台德国Ｌ 配 ００Ｓ生产 的ＺＦＲ— 入时 （ 助蒸 气流 量 ２ ｔ ｈ ， 虑 到 机 组 启 辅 ５／ ）考 ｘ～ Ｅ 启 动 锅炉 。 动 锅 炉 系统 包括 了系 动 安 全 性 和 稳 定 性 ， 好 能 保 持 两 个 燃 烧 Ｉ型 启 最 统 包括 除 氧 器 、 水 泵 、 给 省煤 器 、 燃烧 机 、 过 器运 行 。 热 器 、 污 扩 容 器 等主 要 设 备 。 动锅 炉 的 排 启 由于 启 动 锅 炉 具 有 以 上 运 行 特 点 ， 运 燃料 由调 压 站 天 然 气 管 道 引来 ， 热 除 盐 行 操 作 中相 应 的应 该 注 意 以 下方 面 ：１在 加 （） 水 ， 成 一 定 压 力 、 定 温 度 的 过 热 蒸 汽 ， 锅 炉 升 温 升 压 期 间 ， 炉 压 力 会 一 直 很 快 生 一 锅 送 至 全厂 辅 助 蒸 汽 母 管 。 上升 ， 当发 现 锅 炉 压 力 过 高 时 ， 了防 止 燃 为 Ｌ Ｏ 锅炉 采用 的 是 三 回程双 炉胆 蒸 汽 烧 器 自动 熄 火 ， 开 对 空 排 气 门或 开大 疏 ０ Ｓ 需 锅 炉 ， 心 燃 烧 器设 计 及 分 布 ， 烧 器 （ 偏 燃 第 水 来 降 低 锅 炉 压 力 。２ 在 只 需 要送 轴封 蒸 （） 回 程 ） 第 一 时 间 从 高 温 火 区 吸 取 最 大 汽 期 间 ， 注 意 提 高 轴 封 蒸 汽 的温 度 。 以 以 要 所 热 量 ， 炉 时 能 迅 速 产 生 饱 和 蒸 汽 及 在 大 在 此 阶 段 ， 提 高 蒸 汽 的过 热 度 ， 要 采 用 开 为 需 量 耗 用 蒸 汽 后 迅 速 复原 增 压 。 三 回程 时 加 大 系统 的 疏 水 ， 加 蒸 汽 流 量 来 提 高 燃 第 增 在 炉 的 底部 ， 水 温最 低 处 。 炉 配 置两 组 烧 器 负 荷 从 而 提 高 蒸 汽 过 热 度 的 方 法 。 既 锅 相 互 独 立 的 燃 烧 系 统 ， 组 燃 烧 系 统 的 功 １． 锅 炉 调试 期 间 出现 问题 的分 析 和处 理 每 ２ 率 为２ ｔ ｈ 在２ ８ ８／ 负 荷范 围内 自动 ８／ ， ． ～２ ｔ ｈ 本 厂作 为首 批 选 用德 国Ｌ Ｏ 大 型 锅炉 Ｏ Ｓ 比例 调节 ： 负 荷 工况 下 ， 组 燃 烧 系统 运 作 为 启 动 锅 炉 的 燃 机 电 厂 之 一 ， 小 单 由于 此 大 行 ， 现 锅 炉 额定 负荷 １ ％～５ ％负荷 范 围 实 ０ ０ 型锅 炉 在 燃 机 电厂 中使 用 和 可 借 鉴 经验 的 的 自动 比例 调 节 ， 证 过 热 蒸 汽 满 足 设 计 不 足 ， 种 锅 炉 的 最 初 是 在 各 种 工 厂 和 酒 保 此 参数 ； 负 荷 工况 下 ， 组 燃烧 器 系统 同 时 店 被 用 来提 供稳 定 的 热 源 ， 燃 气 一 大 两 而 蒸汽 联 投入 运 行 ， 实现 锅炉 额定 负 荷２ ％～１０ ０ ０％负 合循 环 机 组 特 点 就 是 调峰 ， 停 频 繁 。 炉 启 锅 荷范 围的 自动 比 例调 节 。 过 热 器的 内部 ， 是 Ｌ Ｓ 炉 首 台 在 亚 洲 应 用 出 力 最 大 的 在 ＯＯ 锅 锅炉 第 二 回程 侧 ， 装 了 自动 排烟 挡 板 ， 安 主 锅 炉 ， 是 首 台 应 用 于 燃 机 电 厂 点 火 调 试 也 要 目的 是 为 了有 效 控 制 过 热 蒸 汽 的温 度 ， 的 锅 炉 。 适 应 燃 机 调 峰 电厂 运 行 的 特 点 为 达到辅 助蒸汽所需要的蒸汽温度 。 以 及 启 动 锅 炉 的运 行 特 点 ， 们 对 启 动 系 我 锅 炉 的控制 系统 为Ｌ （ ＯＯ Ｂ ｉ ｒ ｏ 统 进 行 了很 多 的 改 进 ， 要 有 以 下 几 个 方 ＢＣ Ｌ Ｓ ０ｌ Ｃ ｅ 主 ｎ ｒ １， 启动 锅炉 整体 控 制 ， ｔｏ）对 即将 锅 的 压 面 ：１Ｌ ＯＳ 动 锅 炉 调试 期 间 ， 向主 机 （） Ｏ 启 在 力 控 制 、 热 蒸 汽 温 度 控 制 、 炉 液 位 控 送 辅 助 蒸 汽 过 程 中 ， 了 保 证 主 机 运 行 的 过 锅 为 制 、 面 排 放 控 制 、 部 排 污 控 制 、 全 连 安 全性 ， 表 底 安 不允 许 进 行 锅 炉 的 调 试 工 作 ， 在 而 锁 控 制 等全 部 由Ｌ Ｃ 行 整 体 控 制 。 Ｂ 进 锅 炉 调试 时 又 只 能用 对 空 排 汽 管 来 调 试 锅 １ １启 动锅 炉运 行特 点分 析 ． 炉 ， 是 对 空 排 气 管 的管 径 就 限制 了 锅 炉 但 燃 气 一蒸 汽 联 合 循 环 机 组 在 启 动 过 程 的 调 试 工 作 ， 得 锅 炉 调 试 期 间没 有 一 个 使 中 一 个 重 要 的 特 点 是 对 蒸 汽 需 求 量 变 化 合 适 的 工 况 条 件 ， 来 我 们 建 议 厂 家在 以 后 大 ， 启 动 锅 炉 负荷 调 节 要 求 高 ， 应 的 对 后 的调 试 工 作 中设 计 一 条 管 路 专 门 用 来 模 对 相 启 动 锅 炉 的 运 行 操 作 也 提 出 了 更 高 的 要 拟 各 种 辅 助 整 汽 的各 个 工 况 ， 后来 Ｌ Ｏ 锅 Ｏ Ｓ 求。 炉 在 北 京 一 家 电厂 调 试 的 时 候 就 专 门 设 计 本 厂机 组辅 助蒸 汽 需 求 ： 组 启 动 前 ， 了 一 条 管 道 用 来 排 汽 ， 拟 主 机 各 种 状 态 机 模 送 轴 封 所 需 要 的辅 助 蒸 汽 大 约 为 ５ ／ 启 下所 需 要 的 辅 助 蒸 汽 参 数 。 ｔ ｈ。 动后（ 当机 组 ２ ０ 转 后 ）低 压 缸 末级 叶 片 冷 ００ ， （ ） 氧 器 补 水 系统 改 造 。 初 除 氧 器 ２除 最
燃气—蒸汽联合循环机组热态启机经济性分析与优化
燃气—蒸汽联合循环机组热态启机经济性分析与优化摘要：本文在对影响广州大学城分布式能源站FT8-3型燃气—蒸汽联合循环机组热态启动过程延长的原因进行分析的基础上，提出了相应的优化措施，以缩短启动时间，节约能源消耗，提高机组启动过程的经济性。
关键词：启机优化运行经济性1概述联合循环（Combined Cycle Power Plant，CCPP）系统是由燃气轮机系统和蒸汽轮机系统联合起来的一套联合循环发电装置。
燃气—蒸汽联合循环是布雷顿循环与郎肯循环，按照温度对口，梯级利用的原理[[1] 林汝谋, 金红光.燃气轮机发电装置及应用[M]. 北京：中国电力出版社,2004.][1]，串联在一起的能量转换综合利用系统。
广州大学城分布式能源站引进美国普惠公司两套FT8-3轻型燃机（2*60MW），配国产武汽15MW抽汽凝汽式汽轮发电机组和21MW补汽凝汽式汽轮发电机组。
锅炉是中国船舶重工集团公司第七○三研究所生产的双压无补燃、自支持式结构、正压运行、自然循环余热锅炉。
能源站主要是为广州大学城一期18平方公里区域内10所大学提供冷、热、电能三联供。
2启机经济性分析与优化联合循环经济性的高低，表现在两个方面：设计制造优化和运行优化。
其中设计制造优化是联合循环经济性的前提，主要体现在汽轮机与燃气轮机的功率匹配上[[2] 钱育军.FT8-1燃气轮机联合循环的经济性能分析与改善[J].燃气轮机技术，2009，(1).][2]。
燃气轮机与汽轮机存在一定的匹配关系，一般情况下，重型联合循环的汽轮机与燃气轮机的功率比约为1:2；轻型联合循环的汽轮机与燃气轮机的功率比约为1:3，汽轮机功率占总功率的25~35%[[3] 清华大学热能工程系动力机械与工程研究所, 深圳南山热电股份有限公司. 燃气轮机与燃气—蒸汽联合循环装置[M]. 北京：中国电力出版社,2007.][3]，大学城能源站的联合循环就是按照此原则优化设计的。
运行优化是联合循环经济性的具体体现，因为在实际电力生产中，存在着频繁启停机组和变工况运行等情况，所以运行优化显得尤其重要。
燃气-蒸汽联合循环机组循环效率的分析
燃气-蒸汽联合循环机组循环效率的分析摘要：最近几年，我国经济可以说是快速发展，而经济发展离不开能源，在我国，电力是能源利用的主要方式，我国70%以上的电力都是来源于以煤炭燃烧的火力发电。
但是，大量的煤炭燃烧造成了气候变暖、空气质量变差、雾霾严重等一系列的环境问题。
燃气-蒸汽联合循环机组的出现，使这种状况得到了解决，燃气-蒸汽联合循环机组在发电过程中使煤得到了更充分的燃烧，减少了污染物的排放，使环境污染问题得到了改善。
本文对燃气-蒸汽联合循环机组进行了研究，并分析了影响循环机组效率的因素。
关键词：燃气-蒸汽联合循环机组；发电；效率1、燃气-蒸汽联合循环机组概述燃气-蒸汽联合循环机组是一种节能型机组，能够最大程度上使煤得到洁净燃烧，不但可以减少环境污染，还能提高发电效率。
燃气-蒸汽联合循环机组是上个世纪90年代才出现并开始发展的，它是通过气体动力循环和蒸汽动力循环来完成工作。
气体动力循环是压气机将空气压进燃烧室，空气与燃烧室内的燃料进行燃烧，使温度升高，气体进行膨胀，烟气在膨胀的过程中进行做功，使热能转换成机械能推动燃气轮机进行发电。
做完功的烟气温度还很高，会进入到余热锅炉进行热能的回收，加大蒸汽的压强和温度，使蒸汽进行做功，并把能量转换成机械能进行发电。
这样，就完成了燃气-蒸汽联合循环。
2、燃气-蒸汽联合循环机组配置的型式燃气-蒸汽联合循环机组的配置设备一般包括燃气轮机、蒸汽轮机、余热锅炉、发电机和其他硬件配置等。
根据硬件配置的不同通常分为单轴循环机组和多轴循环机组。
下面针对这两种型式进行简单分析：单轴燃气-蒸汽循环机组的硬件配置是比较简单的，燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机和发电机组是同轴转动，在整个发电运作过程中依靠一个轴进行工作。
这是出现比较早的循环机组，配置和运作都比较简单，在工作效率上也有欠缺的地方，能源无法实现洁净燃烧，无法进行完全利用。
所以，这种型式的循环机组也逐渐被更先进的型式所取代。
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—蒸汽联合循环的原理
12.08.2019
注蒸汽的燃气轮机循环
二、注蒸汽的燃气轮机 注蒸汽的燃气轮机存在两个较大的问
题：一是注入的蒸汽随排气排至大气，现 尚未解决回收问题，故水耗量大，增加了 运行成本；二是为防止注入蒸汽所含杂质 在高温下对透平叶片的腐蚀，对给水处理 的要求很高，实践表明，即使在达到严格 要求的条件下，透平叶片的寿命也要缩短， 燃气轮机高温燃气通道检修的间隔时间将 缩短很多。因此，在联合循环迅速发展和 广泛应用的今天，注蒸汽的燃气轮机应用 较少。
12.08.2019
燃气轮机的复杂循环
（一）间冷循环 所谓间冷循环，是指在压缩过程中，把工质引至冷却器 冷却后，再回到压气机中继续压缩的中间冷却、逐渐压 缩的过程。
12.08.2019
燃气轮机的复杂循环
（二）再热循环
所谓再热循环，是指在膨胀过程中间，把工质引 出至再热燃烧室中加热后，再回到透平中继续膨胀以 完成膨胀过程。
12.08.2019
燃气轮机简单循环
（1）标准额定功率：是指在ISO工况下，即 环境温度15℃、海平面高度、相对湿度为60 ％、以及燃用天然气的工况下连续运行，发 电机出线端的最大持续功率；
（2）合同额定功率：指在事先确定的运行工 况下连续运行，发电机能够保证的出力；
（3）现场额定功率：指在燃气轮机发电厂所 处的当前环境的条件下，诸如大气压、大气 温度、压力损失等条件下的最大持续功率；
（4）尖峰功率：在规定的运行条件下，保持 一个约定的短时间内，燃气轮机以高于连续 额定功率安全运行的最大功率。
12.08.2019
燃气轮机简单循环
（五）热效率 热效率的含义是：当工质完成
一个循环时，把外界加给工质的热 量q转化成为机械功（电功）的百 分数。
发电燃气轮机效率的分析及提高措施
发电燃气轮机效率的分析及提高措施摘要：燃气轮机具有效率高、占地面积小、调峰性能好、工期短、用水量低、启停方便、运行可靠等优点。
所以，燃气轮机发电的应用越来越广泛。
对燃气轮机发电效率进行了分析，并对提高发电效率的方法和措施进行了探讨。
关键词：发电；燃气轮机；效率；提高措施引言近几年来，随着科技的不断创新与发展，燃气轮机技术得到了迅速的推广和发展，伴随着科技的更新换代，如何有效地提高燃气轮机的效率，降低能耗，节约能源，越来越多的人在探索。
1燃气轮机的工作原理燃气轮机的工作原理并不复杂，就像喷气机的引擎一样。
气体通过燃气轮机进口进入，压缩空气的叶片增加空气的压力，从而进入燃烧室。
气体注入燃烧室后再点火。
这种气体在燃烧过程中受热时迅速膨胀。
然后进入涡轮区域，经过第一级叶片，推动叶片一步一步地跳动，直到气体从出口排出。
叶片的转动带动轴的转动，也使轴上的机器转动，最终实现气缸的联动操作。
燃气轮机的具体工程过程如下：天然气通过压缩机装置连续吸入燃气轮机。
经过有效压缩后，压缩空气被送回燃烧室，然后与天然气充分结合，然后燃烧。
在这个过程中，会形成高温气体。
此时气体迅速膨胀进入燃气轮机形成高温气体，此时气体迅速膨胀，使涡轮不断转动，从而使涡轮不断转动。
高温气体加热后，其工作能力的提高最为明显。
因此，当燃气轮机驱动压缩机时，有一部分剩余功率作为燃气轮机的输出。
像机械工作一样，它能驱动起动机。
燃气轮机启动时，起动机转动是必不可少的。
当速度达到预期值时，设备可以独立运行。
这时，起动机的作用才能得到有效发挥。
2影响燃气轮机热效率的主要因素燃气轮机在使用过程中，影响其热效率的因素很多，如大气温度、压力、空气相对湿度、海拔、燃料种类等，都会导致热效率的变化。
接着，对其产生的具体影响进行论述和分析。
第一个是大气温度。
在这些因素中，大气温度对燃气轮机及其循环性能的影响最大。
随着气温的升高，空气的比容也会增加，同样质量的空气流量也会减少，这将大大降低燃气轮机和联合循环的产量。
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。
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燃气-蒸汽联合循环机组循环效率的分析
发表时间：2018-11-13T20:31:59.670Z 来源：《电力设备》2018年第20期作者：张志响
[导读] 摘要：最近几年，我国经济可以说是快速发展，而经济发展离不开能源，在我国，电力是能源利用的主要方式，我国70%以上的电力都是来源于以煤炭燃烧的火力发电。
（河北华电石家庄热电有限公司 050041）
摘要：最近几年，我国经济可以说是快速发展，而经济发展离不开能源，在我国，电力是能源利用的主要方式，我国70%以上的电力都是来源于以煤炭燃烧的火力发电。
但是，大量的煤炭燃烧造成了气候变暖、空气质量变差、雾霾严重等一系列的环境问题。
燃气-蒸汽联合循环机组的出现，使这种状况得到了解决，燃气-蒸汽联合循环机组在发电过程中使煤得到了更充分的燃烧，减少了污染物的排放，使环境污染问题得到了改善。
本文对燃气-蒸汽联合循环机组进行了研究，并分析了影响循环机组效率的因素。
关键词：燃气-蒸汽联合循环机组；发电；效率
1、燃气-蒸汽联合循环机组概述
燃气-蒸汽联合循环机组是一种节能型机组，能够最大程度上使煤得到洁净燃烧，不但可以减少环境污染，还能提高发电效率。
燃气-蒸汽联合循环机组是上个世纪90年代才出现并开始发展的，它是通过气体动力循环和蒸汽动力循环来完成工作。
气体动力循环是压气机将空气压进燃烧室，空气与燃烧室内的燃料进行燃烧，使温度升高，气体进行膨胀，烟气在膨胀的过程中进行做功，使热能转换成机械能推动燃气轮机进行发电。
做完功的烟气温度还很高，会进入到余热锅炉进行热能的回收，加大蒸汽的压强和温度，使蒸汽进行做功，并把能量转换成机械能进行发电。
这样，就完成了燃气-蒸汽联合循环。
2、燃气-蒸汽联合循环机组配置的型式
燃气-蒸汽联合循环机组的配置设备一般包括燃气轮机、蒸汽轮机、余热锅炉、发电机和其他硬件配置等。
根据硬件配置的不同通常分为单轴循环机组和多轴循环机组。
下面针对这两种型式进行简单分析：
单轴燃气-蒸汽循环机组的硬件配置是比较简单的，燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机和发电机组是同轴转动，在整个发电运作过程中依靠一个轴进行工作。
这是出现比较早的循环机组，配置和运作都比较简单，在工作效率上也有欠缺的地方，能源无法实现洁净燃烧，无法进行完全利用。
所以，这种型式的循环机组也逐渐被更先进的型式所取代。
多轴燃气-蒸汽循环机组的硬件配置相对单轴型式来说比较复杂。
燃气轮机和蒸汽轮机都有一个自己的发电机组，它们分别带动发电机进行联合循环。
这种型式对设备的要求比较高，对于相关管道的设计和布置也比较复杂，整体的运行成本也要比单轴的高很多。
但是，这种型式实现了联合循环，可以更充分的进行能源的利用，大大提高了循环机组的工作效率，符合现在经济发展的需求。
3、燃气-蒸汽联合循环机组的优点
3.1热效率高
联合循环机在运作时，压气机会把空气和煤气进行压缩，之后两种气体会一起进入燃烧室，在1000多摄氏度的环境下进行燃烧，膨胀做功。
而膨胀后的气体温度依然可达500多摄氏度，这些气体则会进入到余热锅炉进行热量的回收，这种模式充分提高了机组的热效率。
例如，350MW级联合循环机组的效率可达58%，比一般的机组效率高出很多。
3.2污染物的排放少
燃气-蒸汽联合循环机组是将空气与天然气或液体燃料进行燃烧，使气体膨胀进行做功来进行发电。
这种方式与传统的燃煤机组的方式相比，燃烧释放的气体中，二氧化碳的排放量是传统方式排放的一半，氮氧化物的排放量没有超过传统方式排放的五分之一，二氧化硫的排放量几乎可以忽略。
燃气-蒸汽联合循环机组运作过程中，污染物的排放更少，这种方式更适合现在环保的需求。
3.3占地和耗水量比较少
使用燃气-蒸汽循环机的电厂与同容量的传统火力电厂相比，占地面积不到传统电厂的一半，极大的节约了土地。
而且，联合循环机组中燃气轮机的运作不需要大量的水来进行冷却，与同容量的火电厂比较更加节水。
4、影响燃气-蒸汽联合循环机组效率的因素
4.1环境温度
周围大气的温度会影响到机组燃气轮机的效率。
当环境温度比较高时，压气机就需要消耗更多的功率进行空气的压缩，燃气轮机输出的功率就会下降；当环境温度比较低时，会使压气机的进口导叶片结冰，需要将压气机出口的高温空气导入进口，来提高进口空气的温度，这样也会降低燃气轮机的功率。
所以，联合循环机组的功率受到环境温度的影响。
4.2煤气进口的温度
联合循环机组在运行过程中对进口处煤气的温度也是有要求的。
如果压缩机进口煤气的温度比较高，则气体的比容就会比较大，压缩同样质量的气体，温度越高，压缩机所需要耗费的功率就越大。
而且也会限制到煤气的流量，影响到燃气轮机的效率，进而影响整个燃气-蒸汽联合循环机组的效率。
4.3机组负荷
经过相关的实验验证，燃气轮机的效率与机组的输出效率成正比。
当机组发电机最后输出的功率越高时，燃气轮机的功率也会越高。
所以，机组负荷的大小也会影响到本身的功率输出。
总之，燃气-蒸汽联合循环机组对于我国的电力业的发展影响重大，不仅提高了发电厂的热效率，还使我国的环境污染问题得到了缓解，是一种节能、清洁生产的技术，更加符合当下经济效益和社会效益的需求。
参考文献
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