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1、燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組研究探究 摘要:燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術可實現(xiàn)化學能梯級利用,具有很高的效率。余熱鍋爐處于燃氣輪機和蒸汽輪機之間,對聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)效率產生重要影響。本文概述了燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術的原理和組成,并對燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)實際應用的研究方向進行了分析。關鍵詞:燃氣輪機,余熱鍋爐,聯(lián)合循環(huán),天然氣Abstract:Gas-steamcombinedcyclepowergenerationtechnologycanrealizeenergycascadeutilizationofchemical,withveryhighefficie
2、ncy.Thewasteheatboilerinthegasturbineandsteamturbine,haveanimportantimpactontheefficiencyofthecombinedcyclesystem.Thispapersummarizedtheprincipleandcompositionofgas-steamcombinedcyclepowergenerationtechnology,andtheresearchdirectionofgas-steamcombinedcycleapplicationsareanalyzed
3、.Keywords:gasturbine,wasteheatboiler,combinedcycle,naturalgas中圖分類號:TM611.2燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組,為了滿足電網調峰的要求,7聯(lián)合循環(huán)機組設計一般為每天啟停、兩班制運行,由于燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組的啟動特性,機組在啟動時必須依靠外來蒸汽,分別用于汽輪機主軸軸封的密封和低壓缸末級葉片冷卻、啟動時凝汽器熱井及除鹽水的加熱除氧。所以,對于無外來蒸汽源的燃機電廠來說,就必須設置啟動鍋爐,以保證燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組每日啟動所需要的蒸汽。1燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術
4、是一種將燃氣輪機發(fā)電與蒸汽動力發(fā)電有機結合起來的一種新型的動力裝置,它是隨燃氣輪機、蒸汽輪機和余熱鍋爐的技術進步而發(fā)展的。燃氣輪機從大氣中抽取大量空氣經過濾器過濾后進入壓氣機進行壓縮,壓縮后的空氣進入燃燒室與燃料混合燃燒,產生高溫煙氣推動燃氣輪透平帶動發(fā)電機發(fā)出電力,這就是燃氣輪機循環(huán)系統(tǒng)。燃氣輪機排出的廢煙氣溫度還很高(一般為400~600℃),將它送入余熱回收鍋爐,煙氣中的熱能轉換成蒸汽,推動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)出電力,這就是蒸汽循環(huán)系統(tǒng)。蒸汽循環(huán)系統(tǒng)主要由余熱鍋爐和汽輪機組成。燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電就是對高溫熱源燃氣使用燃氣輪機循環(huán)和對低溫熱源使用
5、蒸汽輪機循環(huán)的組合式發(fā)電方式。7這一組合把在中低溫區(qū)工作的蒸汽輪機朗肯循環(huán)和在高溫區(qū)工作的燃氣輪機布雷登循環(huán)疊置,組成一個總能系統(tǒng)循環(huán),實現(xiàn)熱能的梯級利用,提高總循環(huán)效率。燃氣輪機排氣溫度高,工質流量大,在燃氣輪機后加裝余熱鍋爐,利用燃氣輪機排氣余熱產生高溫高壓蒸汽,通過汽輪機發(fā)電,提高系統(tǒng)的熱利用率,使系統(tǒng)達到較高的供電效率。目前主要有5種基本的燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)類型:余熱回收型、排氣再型、增壓流化床燃燒型、排氣補燃型和給水加熱型。其中,余熱回收型隨著近年燃氣輪機渦輪進口溫度的高溫化,單臺燃機熱效率不斷提高;同時排氣溫度也高溫化,使得它的熱效率是全部
6、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電方式中最高的;再有,由于控制系統(tǒng)簡單,使用性能優(yōu)良,且具有建設成本、安裝成本低等多種優(yōu)點,所以近年它成為聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置的主流。而余熱鍋爐因其處在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置燃氣輪機循環(huán)與蒸汽輪機循環(huán)的接點位置,對整個聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率的提高起著至關重要的作用。2燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)的實際應用2.1燃氣輪機燃氣輪機組件,主要包含四個主要部分或功能組:1)壓氣機;2)燃燒系統(tǒng);3)透平;4)排氣系統(tǒng)。燃氣通道是燃氣流經的路徑,空氣流進壓氣機入口,燃燒部分和透平,再到透平排氣。氣流—壓氣機7當透平啟動的時候,環(huán)境空氣被吸入空氣入口腔室組件,經過濾和被多級軸流式
7、壓氣機壓縮。壓氣機壓縮的氣流流進環(huán)管型燃燒室周圍,流進燃燒室外殼與襯套之間的空間,通過燃燒室襯套上的每一個計量孔進入燃燒區(qū)域。氣流—燃燒室外部燃氣被提供到供氣管線,在每一個分隔的燃燒室的端蓋里在初次和二次燃料噴嘴的地方端接。燃料噴嘴把燃料送進燃燒室區(qū)域,在里面燃料和空氣混合之后被一個或幾個電火花塞點燃料被點燃的瞬間,一個燃燒室的火焰通過聯(lián)煙管被傳到其他燃燒室,然后被四個安裝在燃燒室法蘭上的火煙檢測器檢測到。氣流—透平從燃燒室出來的熱的煙氣,流經連接到燃燒室管線末端的過度段和流經三級透平部分。每一級透平有一排固定的噴嘴和一排透平葉片組成。在每一排噴嘴里,
8、流體的動能增加,壓力能降低。動能被透平轉子轉化成有用的旋轉動能,導致轉子旋轉從而使得發(fā)電機轉子