燃气轮机与联合循环-姚秀平-课后题答案-第一单元
燃气-蒸汽联合循环机组试题库3月
1、燃气轮机T3温度指的是燃气轮机第一级喷嘴环出口处的燃气平均温度1、西门子V94.3A燃机燃烧室为环形结构，有24个燃烧室。
2、天然气燃烧的常用方案有扩散燃烧和均相预混燃烧。
2、燃烧天然气燃气轮机的排气污染物主要有CO、NOX、SO2。
1、控制燃气轮机低NOx排放的技术措施有哪些？答：（1）注水或蒸汽，降低燃烧温度；（2）采用干式低NOX燃烧室；（3）使用选择性催化还原技术SCR5、220kV线路开关运行时SF6漏气严重引起闭锁时应（）。
(A)断开线路保护电源(B)断开该开关操作电源(C)立即到就地手动断开开关以防事故扩大。
正确答案：B（难）6、断路器的跳闸辅助触点应在（）。
(A)合闸过程中, 合闸辅助触点断开后接通(B)合闸过程中, 动、静触头接触前接通(C)合闸终结后接通正确答案：B（难）14、变压器油枕油位计的＋１５℃油位线，是标示（）的油标准置线。
(A)变压器温度在＋15℃时(B)环境温度在＋15℃时(C)变压器温升至＋15℃时正确答案：B（难）当避雷器泄漏电流较前一天升高（）以上时，应对其增加巡检次数，并汇报有关领导。
（A）5% （B）15% （C）20% （D）10%正确答案：D（难）发电机在并列过程中，当发电机电压与系统电压相位不一致时，将产生冲击电流，此冲击电流最大值发生在两个电压相差为（）时。
（A）0 º；（B）90 º；（C）180 º；（D）100 º。
正确答案：C（难）发电机过电流保护，一般均采用复合低电压启动。
其目的是提高过流保护的（）。
（A）可靠性；（B）快速性；（C）灵敏性；（D）选择性。
正确答案：C（难）发电机长期进相运行，会使发电机（）发热。
(A)转子 (B)定子端部 (C)定子铁芯 (D)定子线圈正确答案：B（中等）发电机三相定子绕组，一般都为星形连接，这主要是为了消除（）。
(A) 偶次谐波 (B) 三次谐波(C) 五次谐波正确答案：B（中等）69、高压厂变重瓦斯动作的可能原因是（）。
联合循环思考题
燃气轮机专业思考题基础部分：1．9 E机组性能参数、燃气轮机发电机组示意图？答：9E机组基本负荷时功率为123.4MW，热效率33.97%，3000转/分，发电频率50HZ，排气温度539℃，排气量1476×103公斤/小时，压比12.3，燃气初温1124℃。
发电机组示意图：2．9E机组采取防止压气机喘振的措施有哪些？答：采用压气机进口可转导叶IGV，改变进气功角，调节进气量，防喘；设置4个压气机11级抽气防喘阀，在起停过程中通过放气来防喘。
3.压气机喘振现象是怎样的？为什么会发生喘振？答：在压气机启停中，压气机可能发生巨大的振动，伴随着很大声音，严重时会毁坏机组。
发生喘振是因为压气机进气功角大，在叶背发生脱流，造成堵塞引起的。
4．压气机可转导叶的作用是什么？在启动过程中是怎样动作的？答：可转导叶作用：一是防止喘振，二是IGV温控中通过改变进气角度，调整进气量，保证较高排气温度，提高整个联合循环的热效率。
在启动中对可转导叶进行IGV温控，IGV的动作为：发完启动令后，IGV角度为34度，直到14HS继电器动作，IGV开始从34度开到57度，IGV开到57度位置时，机组位于全速空载状态；随着机组并网加载，排气温度上升，受IGV温控，IGV角度不变，当机组符合带到额定符合81％作用，机组转为FSR控制，IGV角度由57度逐渐开至84度。
5．燃气轮机在启动过程中随着转速的升高，经历哪几个阶段？答：（1）从发启动令到10%rpm,14HM继电器动作。
88AB，88HQ投入；（2）清吹过程，约60s,结束时转速约17％rpm；（3）清吹后降速至12％rpm，进入点火过程；（4）点火后升速，直至60％rpm，14HC动作，脱扣；（5）升速直至95%rpm,14HS动作，退出88QA，88HQ，防喘阀关闭（6）至空载满速。
7．燃机点火失败，应从哪些系统，哪些方面查找原因？答：首先考虑燃油系统故障，检查燃油分配器有没有卡涩，燃油饲服阀65FP有没有卡涩，主燃油泵离合器20CF有没有故障，主燃油泵有无故障，或者前置油泵未启动或管路上有关阀门未打开；然后，检查雾化空气系统，检查点火时雾化空气压力是否正常。
V94.3A燃气轮机控制策略分析
V94.3A燃气轮机控制策略分析曹越;章伟杰;杨景祺【摘要】介绍了西门子V94.3A燃气轮机调节控制系统的划分,依此对其控制逻辑进行分析,并以主控制系统与IGV控制系统协调作用得出用于燃烧的燃料空气比,燃料控制系统用于切换燃烧室的燃烧方式,从而实现不同运行阶段的控制.【期刊名称】《发电设备》【年(卷),期】2015(029)003【总页数】4页(P176-179)【关键词】燃气轮机;控制系统【作者】曹越;章伟杰;杨景祺【作者单位】上海发电设备成套设计研究院,上海200240;上海发电设备成套设计研究院,上海200240;上海发电设备成套设计研究院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TP273随着经济的高速发展,具有低污染的燃气轮机(简称燃机)发电技术与高效率的燃气-蒸汽联合循环技术受到重视。
V94.3 A型燃机的控制系统根据功能可以分为调节控制系统、顺序控制系统、保护系统和电源系统［1］。
笔者主要对用于调节作用的调节控制系统,包括主控制系统、IGV控制系统和燃料控制系统做研究分析。
主控制系统是燃机控制系统的核心,承担着燃机从点火到稳定运行阶段的控制任务,其使用最小值选择逻辑来实现燃料量的单变量控制(见图1)。
当起步升速控制器(HLG)被选择时,可以通过控制燃料量使机组转速按一定的启动曲线上升；当转速负荷控制器(NPR)被选择时,通过转速或负荷的反馈控制作用可以使机组维持在并网转速或带额定负荷；当排气温度控制器被选择时,保证机组在稳定运行时透平温度不超过允许值；负荷限制、压气机压比限制、冷却空气限制则作为该控制系统的约束条件,来保证机组可以安全运行。
1.1 起步升速控制系统起步升速控制系统不是在燃机启动后就直接启动。
燃机的启动是依靠启动变频器(SFC)来实现的,在SFC的拖动下,当透平发出的功率可以满足燃机系统耗功时,SFC 退出,燃机进入独自运行状态［2］。
此时起步升速系统的信号被最小值选择器所选择,控制燃机转速按一定的升速曲线上升,直到接近额定转速时,转速负荷控制系统被最小值选择逻辑选择,起步升速控制系统退出作用。
燃气轮机与联合循环-完整可编辑-课后题答案-第五单元
第五单元1、端差： 节点温差： 接近点温差：2、余热锅炉排烟温度选择时，除了考虑余热锅炉的效率还要考虑联合循环的总效率，不仅 要考虑热经济性，更要考虑包括整体投资因素在内的技术经济性，同时还受到烟气酸露点温度的限制。
实践：对含硫燃料，一般选150℃～200℃，对天然气，一般取100℃左右3、余热锅炉总体结构有立式和卧式两种。
卧式的的优点是烟气流动损失小，管束容易布置、易于配置脱硝装置和补燃系统、钢结构少、易于满足高地震地区的要求。
缺点是占地面积大，且因部件尺寸大而对制造、运输和安装有较高要求。
立式的优点是占地面积小，部件尺寸小，缺点是钢结构件多，配置脱硝装置和补燃系统困难。
4、因为多压汽水系统可以把燃气轮机的排烟温度降低到110----130℃的水平，对于燃烧硫分很少的天然气机组，其排烟温度可降至80----85℃。
研究表明，三压联合循环的效率比双压联合循环的效率大约可提高1%；双压和三压采用再热后，联合循环的效率均可提高0.8----0.9%.5、余热锅炉除氧——与低压汽包一体化常规煤粉电站的除氧----回热抽气除氧。
6、排烟温度越低，余热锅炉的效率越高。
7、a.是否采用多压汽水系统；b.是否对主蒸汽进行再热；c.蒸汽参数选取什么值；d.是否采用独立的除氧器。
8、联合循环汽轮机不同于常规汽轮机的地方是有;a.联合循环汽轮机的系统类型众多，彼此之间的参数有很大差别。
b.联合循环汽轮机的主蒸汽压力一般低于同功率常规汽轮机的主蒸汽压力。
原因：余热锅炉侧延期的平均温度远远低于常规锅炉侧的平均温度，其传热过程受到节点温差的严格控制，在一定的节点温差下，若果锅炉侧压力过高，锅炉的排烟温度就不可能被降低到较低的值。
c.联合循环汽轮机一般无回热抽气，而常规汽轮机一般有回热抽气。
∆t T T gw g w =-49∆t T T x g s=-7∆t T Tw s w =-79、联合循环的汽轮机一般采用滑压运行方式，原因：降低出力可以使余热锅炉的排烟温度降低，效率和产汽量提高，同时也可以使汽轮机的排汽湿度不至于过大。
《燃气轮机与联合循环》第一章 联合循环概论解析
能源与动力学院
第一章 联合循环概论
二、联合循环的热力学原理
燃气-蒸汽联合循环，将燃气轮机排出的温度较高的废热，用以 加热蒸汽循环，其主要特点： （1）提高热经济性，只要汽轮机和燃气轮机容量匹配，正确 选择各项参数和热力系统，其热效率可提高到45%； （2）减轻公害，由于利用了燃气轮机的废热，蒸汽锅炉的有 害气体排放可以大为减少； （3）适用于缺水地区或水源较困难的坑口电站； （4）改造旧电站，旧电厂改造锅炉报废，可以继续使用汽轮 机，若配以容量匹配的燃气轮机，改造成燃气-蒸汽动力循环，可 提高热效率；
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第一章 联合循环概论
二、联合循环的热力学原理
燃气轮机组缺点： （1）采用昂贵的天然气、石油等轻质燃料； （2）压气机耗费功率大（约为燃气轮机功率的2/3或 更多）； （3）放热温度高达400~650℃；
燃气轮机与联合循环
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第一章第一节 联合循环的热力学原理
一、汽轮机循环与燃气轮机循环的局限性 热机的热效率可以表示为：
T2 1 T1
若想效率升高：则需提高平均吸热温度； 或需减低平均放热温度（冷源温度）
燃气轮机与联合循环 能源与动力学院
第一章 联合循环概论
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第一章 联合循环概论
第一章 联合循环概论
燃气轮机与联合循环
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第一章 联合循环概论
第三节 常规余热锅炉联合循环
一、设备与系统 2、与常规蒸汽循环机组的区别 （1）联合循环没有多级回热加热系统
原因：常规锅炉具有空预器，可以进一步利用锅炉汽水 受热面后的烟气余热而不使余热损失掉；而联合循环余 热锅炉无空预器，若给水温度过高，排烟温度就会很高， 余热浪费掉；
燃气轮机原理与应用复习题50及答案
燃气轮机原理与应用复习题50及答案本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March燃气轮机原理与应用复习题2013-05-281 同汽轮机相比，燃气轮机的特点有哪些优点：（1）重量轻、体积小、投资省。
（2）启动快、自动化程度高、操作方便。
（3）水、电、润滑油消耗少，少用或不用水。
（4）燃料适应性强、公害少。
（5）维修快、运行可靠。
缺点：A. 热效率较低。
B.使用的经济性和可靠性较差。
2 燃气轮机涡轮叶片有哪几种冷却方式？每种冷却方式的大概降温范围？1)对流冷却 可使温度降低200-250℃ 2)冲击冷却 可使温度降低200-300℃ 3)气膜冷却 可使温度降低400--600℃ 4)发散冷却 可使温度降低500-800℃ 普遍使用前三种的混合3 航空用燃气轮机有哪几种类型？涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机 4 什么是燃气轮机循环的压比、温比？*1*2*p p =π*1*3*T T =τ压比 *：压气机出口的气流压力与其进口的气流压力的比值。
温比*：涡轮前进口燃气温度与压气机进口气流温度的比值。
5 什么是燃气轮机循环的比功、热效率、有用功系数燃气轮机的循环比功：进入压气机内1kg 空气完成 一个循环后，对外界输出的有效轴功。
热效率：燃气轮机输出的有用功与其所耗燃料的热量的比值。
有用功系数：燃气轮机比功w i 与涡轮比功w T 的比值。
6 燃气轮机理想简单循环的比功与哪些因素有关？影响理想简单循环的比功ws 的重要因素：压比*和温比*。
（1） 压比*一定时，温比*增大，循环比功ws 增大。
（2） 温比*一定时，有一最佳比L *使比功最大，且*增大时，L *增大。
7 燃气轮机理想简单循环的效率与哪些因素有关？（1） 理想简单循环的热效率s只与压比*有关，而与温比*无关。
（2） 理想简单循环的热效率s随压比*增加而提高。
燃气轮机复习题修订稿
燃气轮机复习题内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）电站燃气轮机课程复习思考题1. 词语解释：（1）循环效率：当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q 转化成为机械功l c 的百分数。
ηη=ηηη⁄（2）装置效率（发电效率）: 当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q 转化成为电功l s 的百分数。
ηηη=ηηη⁄（3）净效率（供电效率）: 当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q 转化成为净功l e 的百分数。
ηηη=ηηη⁄（4）比功:进入燃气轮机压气机的1kg 的空气，在燃气轮机中完成一个循环后所能对外输出的机械功（或电功）l s （kJ/kg ）,或净功l e （kJ/kg ）.（5）压气机的压缩比: 压气机的出口总压p 2∗与进口总压p 1∗之比。
ε∗=p 2∗p 1∗⁄ （6）透平的膨胀比: 透平的进口总压p 3∗与出口总压p 4∗之比。
δ∗=p 3∗p 4∗⁄（7）压气机入口总压保持系数:压气机的入口总压p 1∗与当地大气压p a之比。
εy =p 1∗p a ⁄（8）燃烧室总压保持系数:燃烧室的出口总压p 3∗与入口总压p 2∗之比。
εr =p 3∗p 2∗⁄ （9）透平出口总压保持系数:当地大气压p a 与透平的排气总压p 4∗之比。
εt=p a p 4∗⁄（10）压气机的等熵压缩效率:对于1kg 同样初温度T 1∗的空气来说，为了压缩达到同样大小的压缩比ε∗，等熵压缩功l ys 与所需施加的实际压缩功l y 之比。
ηy ∗=l ys l y=h 2s ∗−h 1∗h 2∗−h 1∗ （11）透平的等熵膨胀效率:对于1kg 同样初温度T 3∗的燃气来说，为了实现同样的膨胀比，燃气对外输出的实际膨胀功l t 与等熵膨胀功l ts 之比。
ηt∗=l tl ts=h 3∗−h 4∗h 3∗−h 4s∗⁄（12）温度比:循环的最高温度与最低温度之比。
内燃机原理课后练习及答案.doc
内燃机原理课后练习及答案第一章发动机性能1。
简要描述发动机的实际工作循环过程。
1)进气过程:为了使发动机连续运转，新鲜的工作介质必须连续吸入，即吸入过程。
此时，进气门打开，排气门关闭，活塞从上止点移动到下止点。
2)压缩过程:此时，进气门和排气门关闭，活塞从下止点移动到上止点，气缸中的工作介质被压缩和加热。
压力不断上升，工作介质的压缩程度用压缩比表示。
3)燃烧过程: 在此期间，进气门和排气门关闭，活塞位于上止点前后。
其作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度增加，燃烧放热更多，在上止点附近热效率更高。
4)膨胀过程:此时，进气门和排气门关闭，高温高压工作介质推动活塞从上止点向下运动到点膨胀做功，气体的压力和温度也迅速下降。
(5)排气过程:当膨胀过程接近尾声时，排气阀打开，废气开始通过自身压力自由排出。
膨胀过程结束后，活塞从下止点返回上止点，排出气缸中的废气。
3.提高发动机实际工作循环热效率的基本方法是什么？可以采取哪些基本措施？提高实际循环热效率的基本方法是:减少传热损失、燃烧损失、通风损失、不完全燃烧损失、工作流体流动损失和工作流体泄漏损失。
可以采取的提高工作介质绝热指数κ的基本措施是:(1)减小燃烧室面积和缩短后燃期可以减少传热损失。
⑵采用最佳点火提前角和供油提前角可以减少提前燃烧或补燃损失。
(3)多气门、最佳气门正时和最佳进排气系统可降低通风损失。
(4)加强燃烧室内的气流运动，提高混合气体的均匀性，优化混合气体的浓度，可以减少不完全燃烧损失。
(5)优化燃烧室结构，降低缸内流量损失。
[6]采用合理的气缸间隙，提高各密封面的密封性能，减少工作介质的泄漏损失。
4.发动机的指示器是什么？主要有哪些？回答:基于工作介质在活塞上做功的指数称为指示器性能指数。
它主要包括:指示器工作和平均指示器压力。
指示器功率。
指示器热效率和指示器燃油消耗率。
发动机的有效指标是什么？主要有哪些？答案:基于曲轴输出功的指数称为有效性能指数。
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1.
从高温热源吸收热量：a-2-3-4-5-b-a；
对外做功：1-2-3-4-5-6-1；
向低温热源放出热量：a-2-3-4-5-b-a；
效率：对外做功：1-2-3-4-5-6-1与从高温热源吸收热量：a-2-3-4-5-b-a的间接比。
2.
可用能
不可用能
1
2
3
4
a b
T
S
从高温热源吸收热量：a-2-3-b-a；
对外做功：1-2-3-4-1；
向低温热源放出热量：a-1-4-b-a；
效率：对外做功：1-2-3-4-1与从高温热源吸收热量：a-2-3-b-a间接比。
3
和
4、从热力学角度看，汽轮机循环利用了蒸汽可在常温下凝结的特性，达到了较低的工质平均放热温度，但工质平均吸热温度不高。
燃气轮机循环的工质平均吸热温度高，但工质平均吸热温度不低。
汽轮机发展方向：开发新材料以便把主蒸汽参数从亚临界水平逐步提高到超超临界水平；采用两次再热等手段改进热力系统及设备的设计。
其中，主要方向为提高工质平均吸热温度。
燃气轮机发展方向：提高燃气平均吸热温度。
5、燃气轮机是工作于高温区的一种热机，易于利用高品位的热量；
汽轮机是工作于低温区的一种热机，易于利用低品位的热量；
而联合循环按照热量梯级利用的原则将燃气轮机和汽轮机结合起来，可以将高品位和低品位的热量同时利用起来。
由于联合循环同时利用了燃气轮机循环平均吸热温度高和汽轮机
循环平均放热温度低的优点，又同时克服了两者的缺点，所以可以达到较高的循环效率。
6、ISO基本功率是指在国际标准化委员会所规定的ISO环境条件下燃汽轮机连续运行所能达到的功率。
ISO环境条件：温度15℃，压力0.01013MPa相对湿度60%。
7、燃气轮机与汽轮机同轴，共同驱动一台发电机的联合循环机组称为单轴机组；
燃气轮机与汽轮机不同轴，各驱动一台发电机的联合循环机组成为多轴机组。
8、前置循环是工作于高温区，输入大部分热量的循环，它会产生大量的余热；
后置循环是工作于低温区以前置循环的余热为主要热源的循环。
两者通常用换热设备耦合在一起，最广泛的应用是燃气——蒸汽联合循环。
9、最基本的三种联合循环形式：余热锅炉型、补燃余热锅炉型和增压锅炉型。
余热锅炉型：
通过余热锅炉传向谁的热量：b-5-4-c-b；向外界放出了热量：a-1-5-b-a；汽轮机子循环：从余热锅炉吸收的热量：b-6-7-8-9-d-b，与面积b-5-4-c-b相等；
对外做功：6-7-8-9-10-11-6；通过凝汽器向外界放出的热量:b-11-10-d-b；
10、余热型：优点是技术成熟。
系统简单、造价低、启停速度快缺点是余热锅炉效率低、汽轮机的功率和效率也低，所以不仅机组功率不大，而且效率也不高。
补燃型：优点是在燃气轮机排气温度较低的情况下，可使蒸汽参数及流量大幅度提高，从而使机组的容量增大、效率提高；同时机组的变工况性能也可得到改善。
缺点是它并不是纯粹能量梯级利用意义上的联合循环，其中或多或少有一部分热量参与了汽轮机循环。
所以，他只是在因蒸汽参数受限而无法采用高参数大功率汽轮机的条件下才可能优越于纯粹能量梯级利用意义上的余热锅炉型联合循环。
增压型：优点是在燃气轮机排气温度较低的情况下，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；同时由于燃烧是在较高的压力下进行的，烟气的质量流速较高，所以锅炉的传热效率高，所需的传热面积小，锅炉尺寸紧凑缺点是系统复杂、制造技术要求高、燃气轮机不能单独运行，同时兼有和补燃型类似的缺点。
综上可知，余热锅炉型联合循环将是今后的发展方向。
11、增压流化床联合循环PFBCC和整体煤气化联合循环IGCC是最有发展前途的两种燃煤型联合循环。
12、最基本的优点：高效率、低污染、低水耗。
13、一拖一：一台余热锅炉和一台汽轮机。
可采用燃气轮机与汽轮机同轴，共同配置一台发电机的单轴方案，也可不同轴，各配置一台发电机的双轴方案。
二拖一：两台余热锅炉和一台汽轮机。
只能采用不同轴各配置一台发电机的双轴方案。
14、配置旁通烟道的好处：启停时，不必对燃气轮机、余热锅炉和汽轮机的工作状态进行严格协调；增加运行调节的灵活性，并方便临时性的检修及事故处理；必要时，可使燃气轮机维持单循环运行；可对整个工程分段建设、分期投运，从而可合理注入资金，更快地获得回报。
但配置旁通烟道需要增加投资，并且即使在正常运行的情况下，旁通挡板处也往往存在烟气泄漏损失，所以不再配置。
15和16、最大的差别在于：常规蒸汽循环机组中设有多级给水加热系统，该系统利用汽轮机的抽汽将给水逐级加热到比较高的温度后再送入锅炉，提高汽水工质在锅炉中的平均吸热温度从而提高循环效率；而联合循环机组一般不设给水加热系统，并且须使送入预热锅炉的给水问道尽可能的低。
其原因在于：常规蒸汽锅炉都装有空气预热器，它可以进一步利用锅炉汽水受热面后的烟气余热而不至于时余热损失掉；而联合循环机组中的余热锅炉并无空气预热器，因此若给水温度太高，汽水受热面后的烟气余热只能损失掉。
第二个主要的区别是常规机组设有专门除氧器，而联合循环机组往往将除氧器与余热锅炉或凝汽器合为一体，其原因也在于为了尽可能的利用烟气余热。
17、ηcc=ηgt+（1-ηgt）ηhηst；
Scc=【（1-ηgt）ηh】ηst/ηgt；
余热锅炉联合循环热效率ηcc，功比率Scc，燃气轮机效率ηgt，汽轮机循环的热效率ηst，余热锅炉效率ηh
18、在余热锅炉型联合循环中，燃气轮机的工作情况对联合循环的影响最大，汽轮机和余热锅炉的影响相等，但均比燃气轮机小。
19、只要ηgt提高1%不至于引起ηhηst降低1.13%以上，ηcc就可以随ηgt提高而提高。
20、优点：启停时间短，便于调峰运行；部分负荷下的热经济性高；占地面积小；比投资费用低；建设周期短；管理费用低；机组的运行性能高于或至少相当于常规燃煤机组缺点：机组的出力和功率受环境条件、特别是环境温度的影响较大；常规联合循环机组只能燃用石油、天然气等优质燃料，当本地区不具备这些资源时，燃料成本可能会比较高。
21、ηcc=ηgt+（1-ηgt）ηhηst=0.39+（1-0.39）*0.9*0.36=0.58764；
Scc=【（1-ηgt）ηh】ηst/ηgt=（1-0.39）*0.9*0.36/0.39=0.50676923；
Pcc=Pgt+Pst=Pgt（1+Scc）=406.827692MW.。