天然气发电机组热电联产
热电联产机组工作原理
热电联产机组工作原理热电联产是一种高效利用能源的技术，通过同时利用燃料燃烧产生的热能和机械能，实现热电能的联合生产。
热电联产机组是实现这一技术的关键设备之一。
本文将从热电联产机组的工作原理进行详细解析，旨在帮助人们更好地理解热电联产技术的原理及其在能源利用中的重要性。
一、热电联产机组的基本概念热电联产机组是一种能够同时产生电能和热能的设备，其利用机械能和热能的联合作用，将天然气、煤气、生物质等燃料转化为热能和电能。
其工作原理主要依靠燃烧燃料产生高温高压的蒸汽，然后通过蒸汽驱动涡轮发电机产生电能，同时利用蒸汽余热进行热能的生产。
二、热电联产机组的工作原理1. 燃烧系统热电联产机组的工作原理首先需要通过燃烧系统将燃料燃烧产生高温高压的蒸汽。
通常情况下，燃料在锅炉中进行燃烧，燃烧产生的高温烟气通过锅炉内的换热面加热水，使水转化为蒸汽。
蒸汽的压力和温度取决于燃烧系统的设计和运行参数。
2. 蒸汽发电系统经过锅炉产生的高温高压蒸汽驱动着涡轮发电机进行发电。
涡轮发电机通过蒸汽的作用使得转子运转，从而产生电能。
蒸汽能够有效地转化为电能的过程，经历着热能转换为机械能，再转换为电能的过程。
3. 余热回收系统在蒸汽发电的过程中，大量高温高压蒸汽在产生电能后成为低温低压的凝结水被排放。
而这部分低温低压的凝结水仍存有大量热能。
热电联产机组的工作原理中，余热回收系统就是用来利用这部分热能的。
通过余热回收系统，可以将蒸汽的余热用于供暖、工业生产等领域，从而实现热能的利用。
三、热电联产机组的优势热电联产机组的工作原理决定了它拥有多方面的优势。
1. 高效节能：热电联产机组能够将燃料的能量充分利用，不仅产生电能，还能利用余热进行热能生产，大大提高了能源的利用效率。
2. 环保节能：与传统的分开发电和供热方式相比，热电联产机组在发电和供热过程中能够更有效地减少二氧化碳等有害气体的排放，降低了环境污染，符合绿色环保理念。
3. 提高能源供应的稳定性：热电联产机组能够将电能和热能同时供给用户，提高了能源供应的稳定性和可靠性。
燃气轮机与热电联产
燃气轮机与热电联产【摘要】燃气轮机是一种环境代价低、能源利用效率高、运行灵活、技术可靠、组合多样化能量转换装置，已为全世界广泛采用。
在电力行业，它不仅被用于根本负荷与调峰发电，更多地被用作为热电联产，并取得了极为理想环境、社会与经济效益。
使用燃气轮机热电联产工艺受到世界各国政府普遍鼓励与扶持，并通过制定相应法律、法规予以保护。
我国政府面向21世纪，在可持续开展战略指导下，为有力配合西部大开发，正式公布对开展燃气轮机热电联产扶持政策--?关于开展热电联产规定?，对于我国环境保护、提高资源综合利用效率、加快城镇现代化进程、改善人民生活品质将具有十分深远意义。
如何确定燃气轮机热电联产技术指标，将直接影响到这一技术能否安康推广。
订立技术指标基点应该是国家、社会长期利益，并结合我国实际情况，同时参考各国及地区政府已经实旋法律、法规与技术标准。
燃气轮机热电联产工艺方式燃气轮机热电联产一般主要有四种工艺方式：1．燃气轮机一蒸汽轮机联合循环热电联产：这是世界各国最为明令鼓励工艺方式。
此种工艺首先由燃气轮机对燃料进展首次能源利用，燃烧燃料产生热膨胀功推动动力透平涡轮叶片来驱动发电机发电。
其高温乏气通过余热锅炉将烟气转换中温中压以上参数蒸汽，再推动蒸汽轮机作功发电，并将功后乏汽用于供热。
这种工艺发电比率高，有效能量转换率高，及烟转换率高，因此经济效益也较好。
后置蒸汽轮机可以是抽汽凝汽式，也可以是背压式，但背压式汽轮机受制约比拟大，不利于电网、热网与天然气管网调节，除非是企业自备热电厂，用汽、用电稳定，一般在世界上极少采用。
燃气轮机一蒸汽轮机联合循环热电厂往往采用两套以上燃气轮机与余热锅炉拖带1-2台抽汽凝气式汽轮机，或使用余热锅炉补燃，以及双燃料系统提高对电网、热网与天然气管网调节能力及供能可靠性。
2．燃气轮机-仑热锅炉直供热电联产：它与前一工艺方式区别为只有燃气轮机与余热锅炉，省略了蒸汽轮机，因此，也有将其称为“前置循环〞。
【精品】燃气轮机发电案例介绍-天然气应用1案例背景燃气轮机热电冷联产
燃气轮机发电案例介绍-天然气应用1案例背景燃气轮机热电冷联产燃气轮机发电案例介绍-天然气应用1 案例背景燃气轮机热电（冷）联产系统可同时提供电能和热（冷）能，相比传统能源解决方式，系统效率高，简单可靠，应用灵活，节能环保，且受国家政策鼓励，可广泛应用于各种场合，为用户降低能耗并改善当地环境，以下是以天然气为燃料，应用于工业用户的典型案例介绍。
1.1 现场条件(以上海为例)海拔高度5m设计大气温度14℃设计大气压力101.3Kpa设计大气相对湿度60%1.2 燃料以天然气为燃料燃气热值：8400 KCal/Nm3燃气压力：0.3Mpa(假设)1.3 热电负荷及运行时数最大蒸汽流量：29t/hr蒸汽压力： 1.0 Mpa蒸汽温度：185℃年供热时间：7000小时年运行小时数：7000小时2 方案燃气轮机热电联产系统一般根据以热定电的原则进行设计和设备选择，该项目选用 1台索拉公司大力神130(TITAN 130)燃气轮机，配1台余热锅炉，两台燃气压缩机（1用1备），整个系统可布置在简易厂房内，总占地面积约3200平方米。
2.1 燃气轮机每台大力神130机组在项目现场主要参数如下：铭牌功率：15000KW发电机出力：14556 KW燃烧空气进口温度：14℃燃机工况点：满负荷运行燃料流量：4339Nm3/hr涡轮排气温度：500 ℃尾气流量：177882 Kg/hr2.2 余热锅炉每台余热锅炉在项目现场主要参数如下：蒸汽温度：185.5℃蒸汽压力： 1.03 Mpa蒸汽流量：29245 kg/hr2.3 系统主要设备清单2.4 系统总容量及实际出力总装机铭牌功率：15000 KW现场实际净输出功率：14556 KW总蒸汽流量：29245 Kg/hr总燃气消耗量: 4339 Nm3/hr3 索拉中国业绩索拉公司进入中国已经超过30年，在国内已经有超过260台机组，其中金牛60机组超过70台，大力神130超过70台。
中海油珠海天然气发电有限公司热电联产项目安全监理总结
中海油珠海天然气发电有限公司热电联产项目2×390MW（F级）燃机蒸汽联合循环机组安全监理工作总结一、工程概况1.1 工程规模中海油珠海天然气发电有限公司热电联产项目为新建电厂，最终规模为12台390MW（F级）燃气蒸汽联合循环热电联产机组，本期工程建设2台390MW （F级）燃气蒸汽联合循环机组，远期规划4台390MW（F级）燃气蒸汽联合循环机组。
首台机组已于2014年月投产；第二台机组也于2014年月投产。
1.2 工程组织系统工程建设单位：中海油珠海天然气发电有限公司工程设计单位：广东省电力设计研究院工程监理单位：广东天安工程监理有限公司土建主体工程施工单位：江西省水电工程局安装工程施工单位：广东火电工程总公司前期土建工程施工单位：广东省基础工程公司（地基处理）、广东省地质工程公司（桩基）、江西省水电工程局（桩基）全厂消防工程施工单位：广东百安机电消防安装工程有限公司全厂绿化工程施工单位：广东中南园林工程有限公司生产办公楼装修施工单位：广州市第三装修有限公司全厂设备、系统调试单位：广东粤能电力科技开发有限公司1.3 主要工程概况建筑工程：主厂房、余热锅炉、启动锅炉、调压站、主变、220KV升压站、集控楼、循环水泵房、工业生活消防泵房、废水处理站、化水车间、制氢站、柴油机房、综合材料库、检修车间及其它辅属建筑物。
安装工程：上述建筑物区域设备及其它附属机械和辅助设备安装、调试。
1.4 工程建筑特点1.4.1 本工程位于珠海市高栏港经济区装备制造区，场地地形平缓，厂区采用平坡式布置，固定端朝东南，往西北扩建，往东北出线。
本期厂区呈三列式布置，从东北往西南依次为配电装置区，主厂房区、冷却塔区、辅助生产区。
天然气调压站与末站设在主厂房区东南侧，厂前办公区布置在固定端。
二、安全监理工作内容和履行情况2.1 安全监理对本期工程建设施工全过程中的人、机、环境实行安全监控管理，制止建设行为中的冒险性、盲目性和随意性，有利于“安全第一、预防为主”方针的落实，对项目法人落实安全管理职责起到辅佐、协助作用，对施工单位则形成有效的外部监督制约作用。
冷热电三联产方案
冷热电联产（CCHP）技术方案1.概述项目所在地无法提供外部电源供电系统，因此业主决定采用燃气发电机组孤岛运行，作为全厂电力供应。
本项目考虑配套余热锅炉，以回收燃气发电机组高温烟气余热，副产低压蒸汽作为工艺装置热源（脱酸单元再沸器、脱水再生气蒸汽加热器）；同时配套溴冷机组回收燃气发电机组缸套水热量，并为工艺装置提供冷源（原料气预冷、冷剂压缩机段间冷却）的冷热电联产（CCHP）方案。
根据工艺装置所需的冷、热、电消耗，优选与之相配套的燃气发电机组、余热锅炉和溴冷机组，以达到最大程度的回收利用发电机组烟气余热，优化主体工艺装置设备选型以及降低运行能耗的目的。
2.设计范围该方案为燃气机组冷热电联产系统，即利用管输天然气及工艺装置所产BOG，通过燃气机组（燃气内燃机或燃气轮机）发电，机组高温尾气配套余热锅炉副产低压饱和蒸汽供工艺装置使用，机组冷却循环生成热水配套溴化锂机组副产7℃空调水供工艺装置制冷。
电、蒸汽、空调水全部自用，实现冷热电联产，提高能源利用率，获得最高的系统效率，减少大气污染。
3.设计基础甲方供气≤50×104Nm3/d，经20km长输管线进入厂区附近，降压至0.8MPaG，分为三部分：一部分（15×104Nm3/d）进入公司原有天然气液化工厂作原料气；一部分（30×104Nm3/d）加压后进入本次新建天然气液化工厂作原料气，剩余部分（3.6×104Nm3/d，折~1500Nm3/h）与BOG之间的关系进入燃气机组发电，配套余热锅炉副产低压蒸汽，同时配套热水溴化锂机组副产空调水，均供工艺装置使用。
1）电规格：10kV（±7%），50Hz（±1%），三相三线。
30×104Nm3/d天然气液化工厂全厂有功负荷~5.4MW（已考虑照明、空调、锅炉系统、发电机组自用电以及溴化锂机组用电，~0.6MW）。
2）低压蒸汽规格：0.6MPaG饱和蒸汽（~165℃）液化工厂脱酸单元共需蒸汽~1.6t/h。
浙能常山天然气热电联产工程
浙能常山天然气热电联产工程环境影响报告书（简本）浙江环科环境咨询有限公司Zhejiang Huanke Environment Consultancy Co., Ltd国环评证：甲字第2003号二○一二年八月1.环境质量现状结论⑴环境空气质量现状根据环评期间环境空气质量现状监测结果可知，各测点SO2、NO2小时、日均浓度、TSP和PM10日均浓度占标率相对较低，均能满足《环境空气质量标准》(GB3096-1996)中的二级标准。
⑵地表水环境质量项目纳污水体常山港及厂址附近山塘地表水执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅲ类标准，根据常山港水质现状监测结果，常山港水质监测指标PH、DO、COD cr、BOD5、氨氮、总磷可以达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅲ类水质标准，可以满足Ⅲ类功能区要求；根据项目厂址附近山塘水质现状监测结果，项目附近山塘水质监测指标除COD Mn、BOD5、总磷超标外，其余监测指标PH、DO、氨氮可以达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅲ类水质标准，COD Mn、BOD5为Ⅳ类水质，总磷为劣Ⅴ类水质，受农业面源的影响，山塘现状水质不能满足Ⅲ类功能区要求。
⑶地下水环境质量现状对照《地下水质量标准》（GB/T14848-93）的Ⅲ类标准，除朱家坞地下水水质PH监测指标超标外，其余水质指标均可以达到Ⅲ类标准要求。
分析原因，酸性土造成的。
⑷声环境质量现状根据现场踏勘，项目拟建地无民居，离最近村庄鲁里村敏感点约397m。
根据声环境现状监测结果，拟建项目厂址及附近的2个村庄敏感点目前昼、夜间噪声值均较低，厂址可以满足《声环境质量标准》（GB3096-2008）中的3类和4a类标准，村庄敏感点满足2类标准。
2.工程分析结论2.1工程规模根据《常山县集中供热规划（2010~2025年）》，浙江省能源集团有限公司拟投资建设浙能常山天然气热电联产工程（以下简称“本工程”）。
天然气发动机热电联供装置
维普资讯
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合理 用能技术与产 品
表 １ Ｊｎａｈｒ Ｍ ｅ ｂ ｃ ｅ Ｊ Ｓ型燃气 发电机组性能
型
号
２Ｏ８ ２１２ ３１２ ３１ ６ ３２Ｏ ６１２ ６１６ ６２Ｏ
输 入 功 率 折 算 天然 气 用 量 输 出 电功 率 输 出热 功 率
总 效 率
８２ ． ４ ８６ ． ２ ８７ ． ３ ８７ ． ４ ８７． ６ ８５． Ｏ ８５． Ｏ ８４ ． ６
ｍ ／ ３ｈ
９４ １４５ １７Ｏ ２２７ ２８３ ３７２ ４９５ ６８２
Ｋ Ｗ
３３Ｏ ５２６ ６２５ ８３６ １０４８ １４６４ １９５２ ２７１７
目前 Ｇ ｓ ｏ ｏ ａ Ｍ ｔ ｒ的主要产 品国外有 奥地利颜 巴
随 着东海 天然 气的开 发和 西气 东输项 目的进展 ，
热 电联 供 已 列入 上海 市 “ 十五 ”能源 发展 重 点 专项
规划 。
Ｇｓ ｏｏ ａ Ｍ ｔ ｒ和 Ｇ ｓ ｕ ｂ ｎ （ ａ Ｔ ｒ ｉ ｅ 燃气透 平 ）技 术 均 较 为 成 熟 ， 如 上 海 闵 行 区 中 心 医 院 采 用 一 台 ４ ０ Ｗ ａ Ｍ ｔ ｒ ０ Ｋ Ｇ ｓ ｏ ｏ ，上 海浦东 国际机场 采用 电功 率 为 ４ ０ Ｋ Ｓ ｌ ｒ燃气透平 配余热锅炉 ，上海黄 浦区 ００Ｗ ｏａ 中心 医院选 用 ｓ １ ｒ的 １ ０ Ｋ ｏａ ０ Ｏ Ｗ机组 实现热 电联供 ，
国金达克 （ ｅ ｔ ｃ Ｇ ｎ ｅ ）公 司采用帕金斯 （ ｅ ｋ ｎ ） Ｐ ｒ ｉ ｓ 的天
然 气发动机 组 １ ０ ｗ １ ４ Ｋ Ｋ ～ ２ Ｗ。国 内有胜 利石油 管 ２ ０
Ｓ ａ ｇ Ｍ Ｅ ｅ ｇ ｏ ｓ ｒ ａ ｉ ｎ ２ ０ ．ｏ ５ 上海节能 ◆ ２ ｈｎｈ ｎ ｒ ｙ Ｃ ｎｅ ｖ ｔ ｏ ０ ２ Ｈ ． ９
139大唐国际发电股份有限公司大唐江山天然气热电联产工程
大唐国际发电股份有限公司大唐江山天然气热电联产工程第六批辅机第二批招标公告招标编号：WEME-1204CDTJS073/74/75/76/77/78根据《中华人民共和国招标投标法》以及有关法律法规，遵循公开、公平、公正和诚实信用的原则，北京国电工程招标有限公司受大唐国际发电股份有限公司的委托，就本项目第二批辅机设备进行国内公开招标，欢迎有资质的投标人前来参加投标。
一、工程概况项目名称：大唐江山天然气热电联产工程（2×100MW燃气供热机组）工程地址：浙江省江山市莲花山工业园区建设规模：2×100MW级（F级）工期进度：浙江大唐国际江山燃气热电厂工程将建设2套100MW级“F”系列“一拖一”多轴联合循环热电联产机组，浙江省能源局已对本工程可行性研究报告进行了审查。
根据大唐国际有关规定，本工程已具备开展初步设计招标工作条件，本期工程拟定于2011年8月开工，于2012年12月投产。
资金来源：大唐国际发电股份有限公司投资建设二、投标人的资格要求：投标人应具有圆满履行合同的能力，具体应符合下列条件（通用资格要求）：1. 中华人民共和国境内注册的企业法人或其他组织，并具备承担招标项目的能力。
2. 具有ISO9000系列质量保证体系认证证书及年检记录。
3. 具有本次招标产品的生产许可证或国家规定的认证机构颁发的认证证书。
4. 法定代表人为同一个的两个及两个以上法人，母公司、全资子公司及其控股公司，只能有一家参加同一包（或子包）的投标。
5. 应有良好的财务状况和商业信用。
6. 提供的同类设备未因设备原因出过事故（或出现过事故，但已采取了有效的整改措施及善后处理，并得到电力系统的验证）。
7. 在国内设备供货合同执行过程中，未因严重质量问题而造成批量退货（退货量占合同金额10%及以上）或严重影响施工，或出现过重大问题，但已采取了有效的整改措施及善后处理，并得到电力系统的验证。
8. 在国内设备供货合同执行过程中，未因货物或投标人图纸的交付拖延问题而严重影响施工和工程进度，或出现过其他重大问题，但已采取了有效的整改措施或善后处理，并得到电力系统的验证。
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天然气发电机组热电联产
1引言
众所周知，天然气是一种优质清洁的一次性能源，被世界各国广为使用。
有资料显示，目前世界范围内天然气的消耗量已占到总能耗的20%以上。
作为能源，天然气的利用方式目前主要有两种形式一一供热或发电。
然
而，从能源利用的角度讲，天然气无论是单纯用于供热还是发电均不能发挥其最
大效益。
一一从供热角度讲，通过燃烧天然气加热媒质（水）来供热，能量的利用率太低。
这是因为，天然气燃烧的最高温度可达2000C以上，而通常制热所
需的温度仅在200C〜300C，甚至50〜70C,悬殊的温差，带来极大的能量损失;
如利用天然气发电，贝U有成本高的问题，我国天然气的价格比较昂
贵，按同比热值计算，天然气的价格是煤炭价格的4倍以上，专门建造天然气电站用于发电，目前尚不能为一般用户所接受。
这样，就提出了本文所要涉及的问题：能不能利用天然气这种能源，既
供热，又发电，实现热电联产呢？实践表明，利用天然气实现热电联产不仅在理论和技术上完全可行，而且大大提高了天然气的利用效率与效益，是合理使用天然气的极佳方式。
2天然气热电联产的基本原理
目前世界上最流行的天然气热电联产技术方式是对天然气发电机组进行
余热利用，其基本原理如图1所示。
发电机排烟管排出的废气温度高达560°C，
通过热复用装置（废气锅炉）吸收废气的热能，同时把发电机排烟温度控制在
100C〜130C左右，在生产热能的同时，也使发动机更有效，更经济地运行。
一般火力发电机组所产生的电能只占其消耗燃料总能量的
1/3左右，其
联产则使火力发电机组同时生产电和热两种产品，这样便可以将能源的利用率大 致提高到80%左右。
图2为天然气发电机组热电联产能量转换示意图。
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天然气发电机组热电联产能量转换示意图
无疑，在各种火力发电设备中天然气发电机组最适宜被用来进行热电联
产，其理由如下:
1）天然气热值较高，热利用潜力大;
\
2 ）天然气发电机组使用寿命长，维修成本低，排放物少，清洁环保;
余约2/3的能量被转化为热能，而且往往是在没有被利用的情况下排放掉。
热电
天然气发电机组热电联产原理示意图
图1
3 ）天然气发电机组一次性投资成本相对较低;
4）随着西气东输工程的实施，城市天然气管网系统逐步配套成型， 天然 气成为城市
小型自备电站的首选能源，可开发前景看好；
5 ）目前中、小功率（2MW 以下）天然气发电机组已有比较成熟的技术，为
多样的自主选择;
了良好的社会氛围。
3热电联产应用实例
地处区政府所在地莘庄镇，是近 几年上海新
兴发展地区之一。
扩建后的医院总建筑面积为
4667m ，设有26个科
室，600张病床，在2002年底投入使用，是当地标志性建筑。
医院在用电负荷方面，照明占23%，电梯占6%,制冷设备占31.3 %,
后勤设备占10.5 %，医疗设备占17%，开水炉和其他占12%多一些。
按春秋二 季的低负荷计算，上午的用电负荷约为1200kW 下午约为800kW 晚上约为200kW
进行热电联产工程设计的核心是确定合理的“热电比”，以热定电，并
顾及年开机率。
系统的合理配置不仅决定了设备使用的可靠性， 而且涉及到投资 回收期和长期运行费用等综合效益问题。
为此，发电机组热电联产的施工方威尔 信公司（以下简称施工方）依据医院的实际情况进行工程设计。
施工方案分析：春、秋两季是医院用热的低峰期，夏季是用电高峰期,
冬季是用热高峰期，就每天情况来说，上午是医院就诊和治疗高峰期，也是用电 高峰期，但不是用热高峰期；下午就诊和治疗率约为上午的
50%〜60%,用电
量下降，但生活用水量上升；晚上仅设急诊，但病房照明和生活用水使对电、热 的需求都达到高峰。
由于医院已设有2路10kV 市电进线及4t ,2t 锅炉等常规电、 热设施，天然气发电机组热电联产设备应主要承担调峰功能。
最后施工方选择
2
套威尔信G500型（2X400kW ）天然气发电机组互为备用，在达到满载发电（即 发电400kW
在一个小系统内实现热电联产提供了技术保障,
使用户对热电联产可以进行形式
6）产业政策及环保节能发展的导向,
为天然气热电联产技术的应用创造
上海闵行区中心医院（以下简称医院）
的条件下，单套机组每小时产生5t70 C热水及300kg蒸气，可有效调节夏、冬季及晚间医院用电、热高峰期对设备的需求，而且取得较好的经济效果。
上海地区天然气热值每立方米8400kcal/m3计算，威尔信G500型天然气发电机组在满载发电时，总耗气量为
125.8m3/h，其中发电量（400kW）热效率达35%,生产生活用水5t （从12C加热到70C）热效率为27%,蒸汽300kg （从
12C加热到100C以上）热效率为16%，三项合计总热效率达到76%，大大节
约了能源及相当可观的资金，更重要的是通过发电机组的热复用装置，将排放废气污染降至最低点。
在不计算投资折旧的前提下，医院热电联产项目经济效益分析如表1及表2所示。
表I
4结语
天然气发电机组热电联产的实施，打破了传统的管理方式，将发电，采暖，热水供应，制冷及环境污染治理等多项工作统筹考虑，以最小的资金，资源和环境代价，换取最高的投资效益，能源转换效率和能源设施效能，可谓是一石数鸟。