新型燃气—蒸汽联合循环发电站的特点及循环效率分析
燃气-蒸汽联合循环发电效率分析
燃气-蒸汽联合循环发电效率分析摘要：目前，世界范围内的能源危机与环境危机不断加重，且尚无较好的解决对策，而社会发展与经济发展对于能源资源的需求量却在不断增加，这也会导致能源问题将在未来较长一段时间成为社会发展的主要问题之一。
在此背景下，清洁能源发电技术得到了人们的重视，且已经在多个行业中得到了较好应用，在清洁能源发电技术当中，燃气-蒸汽联合循环发电是主要构成，若想确保该技术的合理应用，就需要不断提高其发电效率，本文将对燃气-蒸汽联合循环发电技术进行概述，并探讨提高发电效率的主要措施。
关键词：循环发电；蒸汽；燃气；效率；措施；联合伴随我国社会经济的不断发展，我国能源危机与环境污染问题则较为严峻，目前，我国政府已经针对能源与环境问题提出了环境保护以及节能减排的相关要求，相关行业与企业需要切实响应这一号召，对于传统的燃煤发电系统进行革新、更换等。
在工业生产等领域，联合循环发电技术是一项高效运营技术，燃气-蒸汽联合循环发电是一种清洁能源发电技术，对于环境有较好的保护，且这一技术在国际领域的发电量占比也较高。
因此，对这一发电技术的效率进行有效提高十分必要，这也是该项技术未来深入发展的关键所在。
一、联合循环发电的意义联合循环发电技术需要使用燃气轮机与蒸汽轮机，与常规类型的燃气炉相比，清洁程度更高。
联合循环发电的效率较高，污染较少，所以在国外受到较高认可，国际领域很多生产发电的企业，应用联合循环发电技术的占比超过50%。
对于我国而言，可以将多余的热量用于水资源的加热，以满足工业生产与用户的取暖需求，能源得到循环利用之后，效率可超过八成。
绝大多数火力发电在燃煤过程当中仅能产生电能，大量热量都被浪费，所以火电厂的能源利用率相对较低，很多火电厂仅能达到1/3。
热电厂主要是利用燃煤将水加热，让其通往不同用户处供暖，所以，将两者进行联合，就可以在火力发电的同时，将冷凝水用于供暖，以实现能源节约。
二、我国燃气-蒸汽联合循环发电目标效率图1 燃气-蒸汽联合循环发电系统热循环示意图对于我国燃气-蒸汽联合循环发电的目标效率而言，我国目前最为先进的燃气轮机多为F型，这类燃气轮机的制造技术较为优秀，进气与排气温度都较高，上限温度分别为1288℃与589℃，且排放的废气很少，GE公司也生产出212MW，效率达到35%的9F燃气轮机。
燃气蒸汽联合循环发电厂介绍(1)
燃气蒸汽联合循环发电厂介绍(1)燃气蒸汽联合循环发电厂介绍随着我国经济的快速发展，电力的需求越来越大。
因此，燃气蒸汽联合循环发电厂被广泛应用于许多领域，成为我国电力领域中必不可少的一部分。
一、概述燃气蒸汽联合循环发电厂是一种高效、低排放、多功率级别的燃气发电装置，由燃气轮机和蒸汽轮机组成，通过循环利用余热将燃气轮机功率余热回收，并将余热引入蒸汽轮机，从而提高发电系统的效率，提供多种功率级别的电。
它是一种绿色、环保的能源利用方式。
二、优点燃气蒸汽联合循环发电厂的优点非常明显。
首先，它采用的是燃气发电技术，具有清洁、高效等方面的优势，可以有效地提高能源利用效率，降低环境污染。
其次，它采取联合循环的技术，将燃气轮机的余热回收并转化为蒸汽，从而提高了发电效率，同时还可以提供多种功率级别的电。
再者，它具有快速启动、灵活运行、自动控制、低噪音等特点，使得它成为一种非常优秀的发电方式。
三、组成燃气蒸汽联合循环发电厂主要由以下组成部分构成：1.燃气轮机发电部分：由燃气轮机、发电机和辅助设备组成，主要负责电能的转换。
2.蒸汽轮机发电部分：由蒸汽轮机、发电机和辅助设备组成，主要通过余热循环，将燃气轮机的余热转换成蒸汽轮机的动力。
3.废气处理系统：负责燃气轮机产生的废气处理并进一步净化。
4.电气自动化系统：负责对燃气轮机和蒸汽轮机的运行状态进行监控、控制。
四、应用燃气蒸汽联合循环发电厂在现今的电力行业中应用领域非常广泛。
由于它的节能、环保、高效等特点，通常被用于以下三个领域：1.固定型电站：固定电站可以直接将发电机输出的电流接入电网。
它通常利用天然气、工业废气等作为燃料，可以为城市、大型企业等供应稳定的电力。
2.分布式电源：分布式电源通常针对于中小企业、农村地区等。
它通常利用当地的天然气等做为燃料，发电量较小，产生的电能主要供应当地的电网。
3.备用电源：备用电源通常用于关键的设施设备，例如高速公路、机场、医疗机构等。
200MW级燃气-蒸汽联合循环机组循环效率的分析
200MW级燃气-蒸汽联合循环机组循环效率的分析摘要：本文针对无锡蓝天燃机热电有限公司2x200MW级燃气-蒸汽联合循环机组的循环效率进行分析，对该类型机组提出进一步实现节能降耗的措施。
关键词：燃气-蒸汽联合循环机组；发电；效率前言随着国家经济的快速发展，能源和环境已成为当今社会发展日益突出的两大问题。
我国目前的能源利用形式有70%以上都是来自于以煤炭等化石燃料为主的火力发电。
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。
为了尽快改善环境，在江苏、上海、广东、浙江等经济发达地区先后投产了一批以天然气作为燃料的燃气-蒸汽联合循环机组。
机组在发电过程中，天然气经过燃烧后的排放物只有少量的氮氧化物，与等容量的燃煤电厂相比，大大降低了污染物的排放，使环境污染问题得到了有效改善。
但是天然气成本较高，对于天然气发电企业来说成为制约其生存发展的根本因素，本文以江苏无锡蓝天燃机热电有限公司为例，对200MW级燃气-蒸汽联合循环机组进行了研究，并分析了影响机组循环效率的因素，希望与大家交流进一步降低燃气-蒸汽联合循环机组的运行成本。
1 燃气-蒸汽联合循环机组概述无锡蓝天燃机热电有限公司建设规模为2×200MW级燃气-蒸汽联合循环机组。
该机组的主要部件包括燃气轮机、蒸汽轮机和余热锅炉。
燃气轮机是南京汽轮电机(集团)有限责任公司与美国GE公司合作生产的PG9171E型燃气轮机，它由一个额定功率为1000KW的启动马达、一个17级的轴流式压气机、一个由14 个分管式燃烧室组成的燃烧系统、一个3级透平转子组成。
汽轮机为南京汽轮机厂制造的LCZ60-5.8/1.3/0.58型双压、冲动、单排汽、单轴、可调整抽汽凝汽式汽轮机。
主汽额定参数：压力5.8MPa，温度518℃，流量190.5t/h；补汽额定参数：压力0.58MPa，温度250℃，流量35.9t/h；抽汽额定参数：压力1.3MPa，温度327℃，流量100t/h。
M701F燃气-蒸汽联合循环机组运行特点
M701F燃气－蒸汽联合循环机组运行特点一、前言燃气－蒸汽联合循环机组具有起停快捷、加减负荷迅速的优点，具有优良的调峰特性，因此常作为电网的调峰机组。
当电网发生大面积停电时，联合循环机组也可作为整个电网的紧急备用电源。
另外，同常规燃煤电厂相比，燃气－蒸汽联合循环机组效率高，整机效率可达56％（满负荷时）；对环境的污染也极小，火电厂最头痛的SO2排放没有了。
三菱M701F燃气－蒸汽联合循环机组是广东省引进的第一批9F 型燃气轮机组，其主设备特点简要介绍如下：M701F型燃气轮机的轴流式压气机具有17级叶片、总压比为17，进口可转导叶（IGV）可以防止压气机在变工况运行过程中发生喘振及机组部分负荷时调节机组最佳效率的特点；20个预混、环管式燃烧器具有降低NO X排放的优点；燃气透平采用4级反动式叶片，透平进口温度为1400℃，并采用先进的叶片冷却技术；蒸汽轮机也是由三菱－东方联合体制造，型式为三压、再热、双缸下排汽，其中高、中压缸合缸，低压缸背靠背对称布置；发电机由三菱－东方电机厂生产，在机组启动时作为同步电动机运行；燃气轮机、汽轮机、发电机依次布置在同一根轴系上，采用冷端驱动方式；在机组总的功率输出中，燃气轮机、汽轮机的输出功率分配分别为（以机组总负荷380MW为例）：燃气轮机负荷240MW左右，汽轮机负荷140MW左右。
余热锅炉型式为卧式、三压、再热、无补燃的自然循环余热锅炉。
二、M701F型燃气－蒸汽联合循环机组的运行特点。
1.启动装置介绍。
燃气轮机在点火之前需要进行吹扫，防止在点火时发生爆燃甚至爆炸，当燃气轮机具有一定的转速时，压气机就会排出一定压力的压缩空气来进行吹扫。
通常在点火之前，启动装置将燃气轮机的转速提高到一定水平，来完成吹扫、点火以及机组的升速过程，等待机组能够自持（即燃气轮机的作功能够维持机组转速而不需要启动装置）时，启动装置脱扣。
较其他类型的燃气轮机不同，M701F型燃气轮机将其启动机设置为发电机，发电机作为同步电动机运行从而带动机组升速、定速吹扫、降速、定速点火，点火之后再带动机组升速至自持转速。
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。
燃气-蒸汽联合循环原理简介
三菱重工--G 系列燃气轮机
三菱重工( MHI ) 的G 系列燃气轮机用于 60 Hz的是501G 机型, 用于50 Hz 的是 701G 机型。MHI 的G 型机相对于F 型机 来说, 透平进口温度从1 400 ℃ 级提高 到了1 500 ℃ 级。 701G2（燃机输出功 率334MW）效率39. 5％, 联合循环功率 489.MW, 效率58. 7％。
HRSG
GT
ST
G
GE,三菱
HRSG
GT G
ST
SIMENS , ALSTOM
一拖一联合循环电厂示意图
造价及成本情况
机组越大, 单位投资越小 对9E系列, 3600元/千瓦左右 对9F系列, 3400元/千瓦左右 对9E系列, 每立方米天然气发4度 对9F系列, 每立方米天然气发5度
西气东输天然气管线及电厂分布
V94.3A燃气轮机---转子
V94.3A燃气轮机---转子
转子将压气机和透平段连接在单个轴上, 并支撑在两端的轴承上。
西门子公司SGT--8000H 燃气轮机
4 级轴流透平, 前3 级均采用空气冷却, 第4级无冷却, 转子前燃气温度1 427 ℃ 。 第1 级动静叶采用单晶超合金材料并涂 以耐热涂层, 已具有承受近1 500 ℃ 高 温的能力； 第2 级叶片上涂敷了热障涂 层。
由SGT--8000H 机组组成的联合循环的额 定净输出功率超过530 MW, 效率超过 60%。
H 型燃气轮机的压气机压比为23, 空气流 量为685 kg/ s.
压气机的进口导叶( IGV) 和前4 级静叶 (VSV) 均可调, 以控制空气流量, 适应环 境温度的变化和不同运行工况的要求。
GE 公司MS9001H 燃气轮机
燃气-蒸汽联合循环机组运行经验总结
燃气 -蒸汽联合循环机组运行经验总结燃气—蒸汽联合循环具有效率高、环保性能好、自动化程度高、运行可靠性高、运行方式灵活等特点，是当今世界最受青睐的发电技术之一。
近年来，国家大力发展燃气发电机组，以江苏为例，2020年全省已有大小燃气发电企业39家，燃机数量共计83台，因其启停迅速、负荷调节速度快的特点在电网调峰起到至关重要的作用，已在发电企业中牢牢占据一席之地。
本文以金坛热电公司燃气—蒸汽联合循环机组为例，简单总结一下机组启停操作及运行经验。
金坛热电公司燃气—蒸汽联合循环机组装机容量为436MW/套，燃机本体为GE公司提供的9FB机型，型号为PG9371FB，简单循环机组出力为294.16MW（设计工况）。
燃机由一台18级的轴流式压气机、一个由18个低NOX燃烧器组成的燃烧系统、一台3级透平和有关辅助系统组成。
汽轮机为国内首台引进GE公司A650型汽轮机进行优化设计的改进型，型号为LC110/N160-15.68/1.44/0.42，三压、再热、反动式、抽凝、轴向排汽汽轮机，汽轮机采用低位布置，分高压缸、中低压合缸，通流部分由高压27级、中压12级、低压6级压力级组成。
余热锅炉型号为MHDB- PG9371FB-Q1，由东方菱日锅炉有限公司生产。
燃机出口不设置旁通烟道，余热炉进口烟道膨胀节直接与燃机扩散段法兰相连。
露天布置，无补燃、自然循环，卧式炉型。
锅炉具有高、中、低三个压力系统，一次中间再热。
过热、再热汽温采用喷水调节。
燃气—蒸汽联合循环机组的主要工艺流程：天然气在燃气轮机内直接燃烧做功，使燃气轮机带动发电机发电，燃烧产生的高温尾气通过余热锅炉，加热锅炉给水，产生高温高压蒸汽后推动蒸汽轮机，带动发电机发电。
启动过程简述燃机GE的9FB燃气轮机在机组启停过程中已实现了完全的自动控制，当燃机满足启动条件Start Check完成后，从点击Auto Start发启动令、高盘清吹、降速点火、暖机、升速、起励建压，只需要30分钟左右，全程无需任何操作及干预，在此过程中需加强对程序进行的正确性及燃机振动、分散度、燃烧脉动的监视。
燃气蒸汽联合循环发电技术的研究与应用
燃气蒸汽联合循环发电技术的研究与应用摘要：本文以燃气蒸汽联合循环发电机组为例进行介绍，通过企业生产过程中产生的富余焦炉煤气和高炉煤气为燃料，采用先进技术、效率高，实现了将放散的煤气全部回收进行发电，解决了能源浪费和环境污染问题。
关键词：燃气轮机；蒸汽轮机；联合循环；发电技术引言随着能源发电技术的不断发展，人们环保意识的日益增强，燃气发电技术得到了快速的发展。
常规简单循环的燃气发电系统主要是通过空气经过压气机压缩到一定的气压后，然后进入燃烧室与喷入的燃料混合燃烧，形成高温燃气后进入透平膨胀机做功，推动透平转子带着压气机一起旋转，并带动发电机做功，输出电能。
因此当燃气机温度较高时，就会导致热能损失，降低循环的热效率。
一、燃气蒸汽联合循环的意义根据我国当前的用电情况，为了满足社会用电需求及能源消耗增多等情况，对于对节能发电模式的期望越来越高。
为了能同时满足这两方面的需求，热电厂在制定电能生产工艺时，需对传统发电模式进行改造，采用先进的电力生产技术，合理利用煤燃料燃烧生产热能、电能。
联合循环技术的运用对热电厂发电发热有着重要的意义。
1、解决能源问题能源作为社会经济的发展的主要因素，热电厂采用传统发电模式不仅无法获得理想的生产效率，也导致煤燃料资源的浪费。
联合循环技术用于热电厂发电，既能实现“煤的洁净燃烧”，也能提高热电厂的发电效率。
联合循环技术对燃气轮机循环、蒸汽轮机循环进行优化改进，把两者组合到一起构成综合性的热力循环。
不仅科学利用煤燃料发电，也促进了机组运行效率、机组功率的提高。
2、合理利用燃气煤燃料燃烧后产生燃气，若发电厂能充分利用燃气也可将其作为发电的燃料。
对煤燃烧产生的燃气利用率较低，降低了电能生产的产量。
联合循环技术对燃烧锅炉、汽轮机组等设备的连接进行改进，设置了循环控制系统以及时集中燃气加以燃烧，提高了热电厂发电的效率。
如联合循环技术里燃气轮机能充分燃烧气化炉产生的中、低热值煤气，保证了燃气的合理运用。
燃气-蒸汽联合循环发电系统的现状分析及展望
燃气-蒸汽联合循环发电系统的现状分析及展望王平（中国能源建设集团江苏省电力建设第三工程有限公司，镇江212003）摘要:伴随着科学技术的发展，燃气-蒸汽联合循环发电系统为提升我国国民经济水平做出了巨大的贡献。
文章首先针对系统的构成和运行特点进行了阐述，其次展开了深入的系统分析，并在此基础上探讨了燃气-蒸汽联合循环发电系统的应用现状，以及展望了我国未来燃气-蒸汽联合循环发电系统发展前景，以期能够充分促进燃气-蒸汽联合循环发电系统功能优势的发挥，提高我国的综合国力。
关键词:燃气-蒸汽联合循环发电系统；现状；展望0引言当前的社会和经济发展速度不断加快，然而带来的却是能源以及环境危机的逐渐加深。
清洁能源发电技术为缓解这一危机带来了希望，同时，作为清洁能源发电重要组成部分的燃气-蒸汽联合循环发电系统，也实现了较快的更新和进步。
1燃气-蒸汽联合循环发电系统组成和运行特点1.1燃气-蒸汽联合循环发电系统概述通常而言，联合循环发电方式利用特殊的形式将燃气轮机循环与蒸汽轮机循环进行有效结合，从而构成了综合性较强的发电系统，这一发电系统作为一种创新发电技术，可以有效减少煤资源消耗量，提高热效率，起到积极的环境保护效果。
燃气-蒸汽联合循环发电系统有两个重要部分组成，分别是蒸汽发电系统和燃气发电系统，其中发电机、余热锅炉以及汽轮机是蒸汽发电系统的主要设备，燃气发电中的重要设备设施为透平、燃烧室、压气机和发电机。
基于热力学层面的相关理论，联合循环发电系统中存在两部分循环，即布雷顿循环、朗肯循环。
具体热力过程的温熵关系见图1：压气机压缩过程（a —b ），燃烧室燃烧过程（b —c ），燃气轮机做功过程（c —d ），燃气轮机排气在余热锅炉中冷却过程（d —a ）；余热锅炉给水吸热过程（g —e ），蒸汽轮机做功过程（e —f ），凝汽器冷凝过程（f —g ）。
如果将余热锅炉安装在燃气轮机排气侧，蒸汽轮机的给水通过燃气透平尾气进行加热从而形成高温高压的蒸汽，并促使汽轮机进入做功状态，实现发电机发电，能够在很大程度上对燃料化学能以及机械能的转化起到优化作用。