燃气轮机及其联合循环发电技术介绍
燃气联合循环电站原理
燃气联合循环电站原理燃气联合循环电站的原理，就像是一场精心编排的团队协作舞蹈，各个部分相互配合，发挥出最大的效能。
先来说说燃气轮机部分吧。
燃气轮机就像是一个活力四射的短跑运动员，它的工作原理基于布雷顿循环。
在这个循环里，空气被吸入压缩机，压缩机就像一个不知疲倦的打气筒，把空气不断地压缩，使空气的压力升高。
这时候的空气就像被紧紧压缩的弹簧，充满了能量。
被压缩后的空气进入燃烧室，在这里燃料像热情的火焰舞者，与空气热烈地混合燃烧，产生高温高压的燃气。
这个燃气就像汹涌澎湃的潮水，拥有巨大的能量。
然后燃气冲向燃气轮机的涡轮叶片，涡轮就像一个被强风推动的风车，在燃气的推动下高速旋转，带动发电机发电。
再讲讲蒸汽轮机部分。
燃气轮机排出的尾气依然带着不少热量，这些尾气可不能就这么浪费掉呀，就像一个宝藏还有很多可利用的价值。
这些尾气被送到余热锅炉，余热锅炉就像一个神奇的热量转换站，把尾气的热量传递给水管里的水，使水变成高温高压的蒸汽。
这个蒸汽就像被唤醒的巨龙，充满力量。
蒸汽再进入蒸汽轮机，推动蒸汽轮机的叶片旋转，带动另一台发电机发电。
从整体上来看，燃气联合循环电站就是把燃气轮机和蒸汽轮机的优势结合起来。
燃气轮机启动速度快，就像短跑运动员起跑迅速，在用电高峰或者紧急情况下可以快速响应。
而蒸汽轮机虽然启动慢一些，但是它能充分利用燃气轮机排出尾气的热量，就像一个擅长收拾残局、变废为宝的高手。
两者相辅相成，就像两个性格迥异但配合默契的伙伴，共同提高了整个电站的发电效率。
燃气联合循环电站还有很多精妙之处呢。
比如说，在控制系统方面，就像一个智慧的大脑，精确地控制着各个部分的运行参数，确保整个系统稳定高效地运行。
它要根据电网的需求、燃料的供应情况等因素，灵活地调整燃气轮机和蒸汽轮机的运行状态，就像一个指挥家根据音乐的节奏和现场的气氛指挥乐队演奏。
在设备的设计和制造上也充满了智慧。
各个部件的材料选择就像给运动员挑选最合适的装备一样重要。
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。
感谢您的观看
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。
燃气蒸汽联合循环发电供热流程及原理
燃气蒸汽联合循环发电供热流程及原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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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
燃气蒸汽联合循环发电运行技术问答 热工仪表及控制
燃气蒸汽联合循环发电运行技术问答1. 什么是燃气蒸汽联合循环发电技术？燃气蒸汽联合循环发电技术是一种高效的发电方式，它结合了燃气轮机和蒸汽轮机两种能量转换装置。
通过将燃气轮机的排放废热利用于产生蒸汽，再由蒸汽轮机进一步转换为电能，实现了能源的高效利用。
该技术具有高效、节能、环保等优点，在现代电力工业中得到广泛应用。
2. 燃气蒸汽联合循环发电技术的主要原理是什么？燃气蒸汽联合循环发电技术主要包括以下几个步骤：•步骤1：燃料（如天然气）在燃气轮机中燃烧产生高温高压的燃气。
•步骤2：燃气驱动涡轮旋转，带动发电机产生电能。
•步骤3：在燃气轮机排放废气中回收余热，进行余热锅炉加热。
•步骤4：通过余热锅炉中的水管道，使水蒸汽产生并进入蒸汽轮机。
•步骤5：蒸汽驱动蒸汽轮机旋转，继续带动发电机产生电能。
•步骤6：排放废气经过除尘和脱硫等处理后，减少对环境的污染。
通过上述步骤的循环运行，实现了燃料能源的高效利用和电能的持续产生。
3. 燃气蒸汽联合循环发电技术相比传统发电技术有哪些优势？与传统发电技术相比，燃气蒸汽联合循环发电技术具有以下优势：•高效节能：由于利用了余热进行二次发电，整体能量利用率更高。
相较于单一的燃气轮机或蒸汽轮机发电，具有更高的发电效率和节能性。
•环保低排放：在余热锅炉中回收了废气中的余热，并经过处理减少了废气中的污染物排放，对环境影响较小。
•燃料适应性强：燃气蒸汽联合循环发电技术可以适应多种不同的燃料，如天然气、煤气、油气等，具有较高的灵活性。
•响应速度快：相比于传统的蒸汽发电站，燃气蒸汽联合循环发电技术启动和停机时间较短，响应速度更快。
4. 燃气蒸汽联合循环发电技术中的热工仪表及控制有哪些关键要素？在燃气蒸汽联合循环发电技术中，热工仪表及控制起着重要的作用。
以下是其中的关键要素：•温度测量和控制：通过温度传感器对各个关键部位的温度进行实时测量，并通过控制系统对温度进行调节和控制，保证系统稳定运行。
燃气轮机与联合循环
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主要内容
一、燃气轮机与联合循环的概论
二、燃气轮机的主要部件结构、原理
三、联合循环的余热锅炉
四、PG6111FA型燃气轮发电机组特 点
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电厂汽水系统
汽水电厂基本流程系统：给水→锅炉→过热蒸汽→汽轮机→ 凝汽器→给水泵→给水送入锅炉。
锅炉
汽轮机
发电机
给水泵
凝汽器
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的做功能力小 ❖ 4.与汽轮机不同点 ❖ 气缸壁薄 ❖ 级数少 ❖ 转子和叶片均需用压缩空气或者用水、水蒸气冷却 ❖ 没有调节级
❖ 其效率变化对燃气轮机装置效率变化的影响更加显 著
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三、联合循环的余热锅炉
❖ 1.作用：接收燃气轮机的排气余热，产生汽轮机 所需要的蒸汽。
❖ 2.类型 ❖ （1）按照汽水系统的特点，可分为单压式、多压
式。 ❖ （2）按照锅内汽水流程的特点，可分为汽包式和
直流式。
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❖ (3)按照汽水循环方式的不同，可分为自然循环式 和强制循环式。
❖ (4)按照炉内烟气的流动方向，可分为卧式和立式 。
❖ 3.余热锅炉的特点 ❖ (1)热力特性变化大 ❖ (2)燃气温度低、流量大，传热方式以对流为主。 ❖ (3)炉内烟气的速度和温度分布很不均匀。 ❖ (4)汽水系统形式多样。 ❖ (5)变工况时烟气侧和蒸汽侧热力 变化不协调。 ❖ (6)需要适应燃气轮机快速启动的要求。
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3.压气机的增压原理。
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4. 轴流式压气机的特性线
燃气轮机联合循环发电系统在能源产业中的应用
燃气轮机联合循环发电系统在能源产业中的应用随着全球能源消耗的快速增长，环境问题日益突出，人们开始探索一些新的可持续发展的能源产业，燃气轮机联合循环发电系统便是其中之一。
一、燃气轮机联合循环发电系统的概念燃气轮机联合循环发电系统是一种利用天然气、石油等热源，通过燃气轮机和蒸汽轮机组成的联合循环发电系统。
由于燃气轮机和蒸汽轮机具有不同的工作原理和工作环境，采用联合循环发电系统能够大大地提高发电效率，降低空气污染排放量。
二、燃气轮机联合循环发电系统的工作原理燃气轮机联合循环发电系统的工作原理如下：首先天然气燃烧，推动燃气轮机转动，燃气轮机输出的高温高压的燃气，通过回收燃气轮机排放的余热，进而提高燃气轮机的发电效率。
然后，余热被用于蒸汽轮机进行发电，通过这样的方式，联合循环系统的发电效率得到了大幅度的提高。
三、燃气轮机联合循环发电系统的优势1、高效节能。
燃气轮机在燃烧天然气时利用了高温高压的热能，通过余热回收再利用，提高了发电效率，达到了降低热耗、降低一次能源消耗的目的。
2、环保节能。
燃气轮机联合循环发电系统排放的污染物，不仅热效率高，而且环保效益明显，很大程度上抑制了煤和油燃烧所产生的有害物质和未经处理的尾气的排放。
3、青色经济。
由于燃气轮机联合循环发电系统的管路简单、可靠性高、维护方便，以及减少环境污染等优势，使得其运行成本相对于传统能源更低。
4、可持续发展。
燃气轮机联合循环发电系统是使得能源传输更为远洋或远距离，为能源合理调配创造了条件，而且可持续发展，不会对环境造成任何污染和危害。
四、燃气轮机联合循环发电系统在能源产业中的应用燃气轮机联合循环发电系统在能源产业中的应用可以说是一个全面提升。
由于其高效环保的特点，越来越多的国家对其使用进行了鼓励，优惠政策也相应推出。
1、国内应用情况我国燃气轮机联合循环发电系统正逐渐得到应用。
截至2021年，中国已经在全国广泛普及燃气轮机联合循环发电系统，并且正在逐渐推广到城市生活区、化工生产企业、医院、酒店等领域，取得明显的节能效果。
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。
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主要性能修正曲线（环境温度-出力）
主要性能修正曲线（环境温度-热耗率）
主要性能修正曲线（环境湿度-出力）
主要性能修正曲线（环境湿度-热耗率）
燃气轮机标准工况定义（ISO11086:1996）
• 燃气轮机的标准额定出力指燃气轮机在透平温度 、转速、燃料、进气温度、压力和相对湿度、排 气压力为标准参考条件，且处于新的和清洁状态 下运行时的标准或保证的出力。
• ISO工况定义：压气机进口压力为101.3kPa，温度 15℃，相对湿度60%；用来冷却工质的冷却水或 空气温度为15℃；标准气体燃料的H/C重量比为 0.333，净比能为50000kJ/kg；标准燃料油的H/C重 量比为0.1417，净比能为42000kJ/kg。
燃气轮机及其联合循环 发电技术介绍
发电事业部机务室 2014.7.11
一、燃气轮机发展状况
燃气轮机发展状况
• 燃气轮机（Gas Turbine）是20世纪40年代兴起的一种新型动力 机械，具有功率大、重量轻、尺寸小、起动快等优点。它先 广泛应用于航空和宇航领域，随后迅速向能源（发电）、石 化、冶金以及海陆交通等诸多领域发展。
温度、压力对燃机出力及效率的影响
• 效率随温比升高而升高；对应温比有一个最佳压 比；在提高燃气温度的同时，必须提高压比；
• 燃气轮机会在1650~1700 ℃而终止燃气初温的增 长。
• 在转速、压比、燃气初温等条件均保持不变的情 况下，大气压力对燃气轮机效率没有影响，但是 影响到燃气轮机的功率。因为燃气轮机的功率与 空气流量成正比，在温度不变的条件下，空气密 度与大气压力成正比，因此燃气轮机功率与大气 压力成正比。
前置模块； • DLN模块； • 润滑油辅助模块； • 燃气轮机控制模块； • 二氧化碳消防模块。
燃气轮机简单循环原理（布雷登循环）
温度、压力对燃机出力及效率的影响
• 温比：涡轮前进口燃气温度与压气机进口 气流温度的比值。
• 压比：压气机出口的气流压力与其进口的 气流压力的比值。
温度、压力对燃机出力及效率的影响
• 热耗率：每单位时间消耗的净燃料能量与输出的净功 率的比值，单位是kJ/kWh；
• 热效率：净输出功率与基于燃料净比能的热消耗量之 比。
燃气轮机性能影响参数一览表
压气机进口温度 压气机进口相对 湿度 转速 燃料温度 进口压损 排气压损 大气压 燃料成分 负荷比例
单位 ℃ %
rpm ℃ mmH2O mmH2O mbar -
燃气轮机发展状况
• 燃气轮机的应用发展现已提高到降低总能耗的高 度，它是当前世界节能技术的主要发展方向之一 。能量的分级利用与综合利用的全能量系统工程 的概念被普遍重视，以热电联产及热动联供为核 心的总能系统同样有广阔的前景，今后在能量转 换过程的系统中，燃气轮机将占更重要的位置， 并将大量采用燃气轮机总能系统。
• 附属系统和设备，包括：启动装置、燃料系统、润滑油系 统、进气系统、排气系统等。
• 燃气轮机的主要优点是小而轻。单位功率的质量，重型燃 气轮机一般为2～5千克/千瓦，而航机一般低于0.2千克/千 瓦。
燃气轮机的结构
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燃气轮机转子结构
燃气轮机整体结构
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燃气轮机主要辅助模块
• 启动装置，指启动电机； • 压气机清洗装置； • 燃料前置模块，指天然气前置模块或燃油
基准值 15 60
3000 26.67 88.9 127 1014 100%CH4
出力 √ √
√ √ √ √ √ √ -
热耗率 √ √
√ √ √ √ √ √ √
排气流量 √ √
√ √ √ √ √
排气温度 √ √
√ √ √ √ √ √
热耗 √ √
√ √ √ √ √ √ -
注：“√”表示有相应的修正曲线，“-”表示不适用，该表及以下性能曲 线均是以GE 9171E型燃机为例。
• 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，而且广泛地应用了孔探仪，振动和温度 监控、焰火保护等措施，其可靠性和可用率大为提高，指标 已超过了蒸汽轮机电站的相应指标。
• 9E、9F级重型燃气轮机已在发电领域得到广泛地应用。GE和 西门子公司都已研发了H级燃气轮机。其中GE公司基于空气冷 却透平技术的9H级燃气轮机其联合循环效率约61%，联合循环 出力可达到592MW。西门子公司全内空冷H级燃机单机出力约 400MW，联合循环出力约600MW ，效率也在60%以上，自2011 年以来全球已投产9台，首台投产于德国巴伐利亚州。
燃气轮机发展状况
• 在环保方面，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 物一般的都能够达到严格的环保标准，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选择性催化还原装置(SCR)等 技术措施，可使NOx的排放低至9ppm,满足最严格 的环保要求。因此，燃气轮机发电机组，特别是 燃气-蒸汽联合循环机组已作为基本负荷机组或备 用机组得到了迅速的应用。
燃机订货四工况
• 1.ISO工况：标况 • 2.性能考核工况（年均工况） • 3.夏季工况：考核最小出力 • 4.冬季工况：选电机。
名词定义
• 简单循环：依次由压缩、燃烧、膨胀过程组成的热力 循环；
• 联合循环：燃气轮机循环与蒸汽或其他流体的朗肯循 环相联合的热力循环；
• 燃料比能(ห้องสมุดไป่ตู้值) ：总比能是单位质量的燃料燃烧时所 释放的总热量，用kJ/kg表示，净比能是总比能减去燃 烧过程中水分蒸发所吸收的热量，也用kJ/kg表示；
• 现在世界上已有廿多个国家，一百多个企业生产 近千种型号的燃气轮机，国内主要引进通用（GE ）、西门子、三菱技术。
二、燃气轮机组成及原理
燃气轮机组成
• 1－压气机 2－燃烧室 3－透平 4－轴承 5－发电机
燃机组成
• 燃气轮机由压气机、燃烧室和燃气透平组成。压气机有轴 流式和离心式两种，轴流式压气机效率较高，适用于大流 量的场合。在小流量时，轴流式压气机因后面几级叶片很 短，效率低于离心式。功率为数兆瓦的燃气轮机中，有些 压气机采用轴流式加一个离心式作末级，在达到较高效率 的同时又缩短了轴向长度。