大功率发电用燃气轮机的发展概况

收稿日期:2009210228

作者简介:周支柱(1968),男,高级工程师,从事大型火力发电工程及新能源应用等方面的研究和管理工作。

E 2m ail:zh ou zhzh @shanghai https://www.wendangku.net/doc/209825187.html,

大功率发电用燃气轮机的发展概况

周支柱

(上海电气电站集团工程公司,上海201100)

摘 要:简要地介绍了国内外工业燃气轮机的发展情况。通过对近几年来国外几家公司推出的新型号燃气轮机的特性和研制过程以及一些旧机组升级改造的分析,解读燃气轮机技术的发展途径,为我国燃气轮机技术的发展提出一些看法和建议。

关键词:燃气轮机;联合循环;发展建议

中图分类号:TK47 文献标识码:A 文章编号:16712086X(2010)0120006206

Development Status of Large Capacity Gas

Turbines for Power Generation

ZHOU Zhi 2zhu

(Power Engineering Co.,Ltd.,Shanghai Elect ric Power Generation

Group,Shanghai 201100,China)

Abstract:A brief intr oduct ion is being made to the de velopme nt status of industrial gas turbines both at home and abr oad.Base d on analysis of the char acter ist ics a nd deve lopment process of new gas tur bines launched by m ajor over seas com pa nies as well as some upgra ding r etr of it exper ie nce s on old ones in r ecent ye ars,the development approach of gas turbines is discussed,while some suggestions pr oposed for f utur e deve lopm ent of dome stic gas turbine technologie s.

Keywor ds:ga s tur bine;combine d cycle;developme nt suggest ion

世界上的工业燃气轮机经过近70年的发展,技术已经成熟。特别是近20多年来,美国、西欧和日本各国都制定了扶持燃气轮机的产业政策和发展计划,投入大量研究开发资金,使燃气轮机性能指标逐步提高。目前,先进燃气轮机的效率已达36%~41.6%,最大单机功率已达340MW 。组成联合循环机组后,发电效率最高达60%,联合循环机组已成为发电市场的主流机组。

燃气轮机从20世纪50年代开始进入发电行业。随着燃气轮机及其联合循环技术日臻成熟、世界范围天然气资源的进一步开发以及人们环境保护意识的增强,它在世界电力系统中的地位发生了显著的变化,不仅可以用作紧急备用电源和尖峰负荷机组,而且还能承担基本负荷运行。

20世纪80年代末起,重型燃气轮机普遍采用了航空发动机的先进技术,发展了一批大功率、高效率的燃气轮机,既具有重型燃气轮机的单轴结构、寿命长等特点,又具有航空发动机的高燃气初温、高压比、高效率的特点,透平进口燃气温度达1300e 以上,简单循环发电效率达36%~38%,单机功率达200MW 以上。

20世纪90年代后期,大型燃气轮机开始应用蒸汽冷却技术,使燃气初温和循环效率进一步提高,单机功率进一步增大。透平进口燃气温度达1400e 以上,简单循环发电效率达37%~39.5%,单机功率达340MW 。

这些大功率高效率的燃气轮机,主要用来组成高效率的燃气蒸汽联合循环发电机组,由1台燃气轮机组成的联合循环最大功率已达530MW,

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供电效率60%。另外,燃气轮机及其联合循环由于初始投资少,占地面积小,耗水量少,环保性能好,已经成为燃用天然气和石油制品的电厂的主要选择方案。如今燃气轮机已经成为电力工业的一个重要组成部分,燃气轮机技术得到了快速发展[126]。

1我国燃气轮机的发展概况

我国燃气轮机技术的研发工作起步于20世纪50年代后期。20世纪60年代至70年代初,上海电气电站设备有限公司汽轮机厂、哈尔滨汽轮机厂有限责任公司、东方汽轮机有限公司和南京汽轮电机(集团)有限责任公司都曾以产学研联合的方式,自行设计和生产过燃气轮机,透平进气初温为700e等级,与当时的世界水平差距不大。后来由于能源政策等诸多原因,燃气轮机技术的发展速度一直很慢。

改革开放以后,沿海经济发展较快的地区建设了一批燃气轮机电厂,从国外引进了一批中小型燃气轮机发电机组,包括美国GE公司的6B、瑞士ABB的13D以及美国普惠的FT8燃气轮机,以柴油、原油或重油为燃料,绝大多数采用燃气蒸汽轮机联合循环方式发电。

/十#五0期间,为了推进大型燃气蒸汽联合循环发电技术的应用,积极发展我国的燃气轮机产业,国家发展和改革委员会确定/组织国内市场资源,集中招标,引进技术,促进国内燃气轮机产业发展和制造水平提高0的战略目标,实施以市场换技术的重大举措,对规划批量建设的燃气轮机电站项目进行/打捆0式设备招标采购,同时引进先进的大型燃气轮机制造技术。由国外燃气轮机制造商与国内制造企业组成联合体,投标竞争国内一定批量燃气蒸汽联合循环电站项目的设备订单。联合体内部由外方转让大型燃气轮机制造技术,国内制造企业根据引进技术的消化吸收速度、生产能力、获得的订单台数及交货周期等因素,制定自主化制造的进程和方案,分阶段实施,逐步实现燃气蒸汽联合循环电站设备制造的本地化、自主化。

从2002年起,通过/打捆0招标,我国已形成三个联合体,分别从国外三家著名燃气轮机制造商引进F级燃气轮机技术:由上海电气(集团)总公司与西门子公司合作,生产V94.3A型燃气轮机;哈尔滨动力设备股份有限公司与GE公司合作,生产PC9351(PA)型燃气轮机;东方电气集团与三菱公司合作,生产M701F型燃气轮机。

迄今,重型燃气轮机自主化依托项目的设备/打捆0招标已经进行了三批,共包括25个电站项目的59台燃气轮发电机组。从合作制造开始,逐步增加本地化和自主化比例,直至能够完全独立制造先进技术的燃气轮机。

另外,三大企业均分别与各自的合作伙伴成立合资公司(外方持有51%的股份)。合资公司的业务大致为:为燃气轮机提供维修和现场服务;生产燃气轮机的高温热部件,例如燃烧系统、透平叶片等。合资公司的建立和运营,对我国大功率燃气轮机的国产化进程会有一定的推动作用。

为了提高我国燃气轮机关键核心技术的自主开发能力,2002年10月开始实施/十#五0国家/8630计划能源技术领域燃气轮机重大专项,以/产学研联合体0的形式重点开展R0110重型燃气轮机(输出功率114.5MW)核心部件及关键技术的研发,为进一步的自主研制、形成国产重型燃气轮机产业奠定技术基础;/十一#五0期间继续实施5863计划先进能源技术领域微型燃气轮机重点项目6和5863计划先进能源技术领域重型燃气轮机关键技术及系统重大项目6计划,开展燃气轮机的自主研发工作。这些专项的实施,会逐步缩小我国重型和微型燃气轮机技术与国际先进水平的差距,掌握重型和微型燃气轮机设计、制造、试验关键技术,在燃气轮机的自主研发方面取得有效的进展。

2近几年推出的新型燃气轮机

随着空气动力学、热力学、传热学、燃烧学、高温材料及涂层和透平冷却等技术的发展,特别是航空发动机技术的高度发展和向工业燃气轮机的转化,各大燃气轮机制造商纷纷推出大功率、高性能、低污染物排放、运行灵活性好的新型燃气轮机。表1列出了2001)2009年推出的输出功率在100MW级以上的新型号燃气轮机的性能参数。

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表12001)2009年推出的新机组

公司机组型号投入年份输出功率/M W热耗率/(k J#kW-1#h-1)效率/%燃烧温度1)/e GE LMS100PA2)200598.815798645.11343 GE LMS100PB2)200999.015809244.51343 GE MS9001H2001292.000911539.51427西门子SGT528000H2008340.000918439.21427三菱MPCP1(M501G1)3)2005403.000600360.01500注:1)透平转子入口燃气温度;2)间冷循环;3)联合循环机组。

2.1GE公司MS9001H燃气轮机

该燃气轮机是采用闭式循环蒸汽冷却的机组,性能参数见表1。GE公司H级蒸汽冷却燃气轮机的开发是纳入美国能源部/先进透平动力系统计划0而进行的,50H z的MS9001H燃气轮机于1998年5月完成全速空载试验,并于1999年11月完成交货前的试验;60H z的MS7001H 燃气轮机于1999年12月开始进行试验,2000年2月完成全速空载试验。此后,分别在美国和英国的运行现场进行近半年的示范运行和性能试验。

第1台MS9001H燃气轮机与1台汽轮机组成的S109H联合循环电站额定功率为480MW,热耗率(低热值)6000kJ/(kW#h),热效率60%, NO x排放浓度25@10-6(15%O2),于2003年9月正式投入商业运行。

H型燃气轮机的压气机压比为23B1,是联合循环的最佳压比,9H和7H的空气流量分别为685kg/s和558kg/s,由CF6280C2航空发动机及LM6000高压压气机衍生而得。为了获得期望的空气流量和压比,将CF6280C2压气机以3.1B1的比例放大,为MS9001H机组使用;对于MS7001H机组,则按2.6B1的比例放大,并相应增加4个级。MS9001H在后面增加4级; MS7001H则是在前面增加一个零级,后面增加3级。CF6压气机积累了2.0@107h以上的运行实绩,为H级燃气轮机提供了可靠的设计基础。

另外,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。

分管型多喷嘴燃烧系统是与FA级燃气轮机上使用的GE公司干式低N O x(DLN)燃烧系统相类似的贫燃料预混式DLN22.5燃烧系统。H 级机组的火焰管直径较FA机组大20%,9H和7H机组各有14只和12只燃烧室。燃烧系统能满足透平转子进口温度的要求,并保持1.0@10-6的NO x和CO排放水平。

4级轴流透平气缸采用蒸汽冷却,前2级采用闭式循环蒸汽冷却,第3级为空气冷却,第4级无冷却。闭式蒸汽冷却替代了叶片燃气通道侧的气膜冷却,加大了叶片壁中的温度梯度。这种冷却方法使叶片材料中产生更高的热应力,所以第1级透平叶片使用单晶超级合金材料,并涂以陶瓷隔热涂层。

常规的燃气轮机中,用压气机排气冷却第1级喷嘴。经过第1级喷嘴后,燃气温度将下降155 K;而H级机组中,经过第1级喷嘴后,燃气的温降小于4K,从而使转子进口燃气温度达到1400e 等级,比F级机组提高100K,但燃烧室中的燃烧温度并未提高,保证机组的NO x排放水平不提高。

H级联合循环系统的技术包括H级燃气轮机、三压余热锅炉和再热蒸汽轮机。中压蒸汽与从高压蒸汽透平的排气中分流出的部分蒸汽混合,用于燃气轮机冷却。被加热后的冷却用蒸汽离开燃气轮机后进入中压再热管线,回到蒸汽循环系统。

2.2西门子公司SGT528000H燃气轮机

西门子公司推出的SGT528000H燃气轮机样机,2007年冬季第一次点火,并准备于2008年开始进行简单循环运行鉴定。它是完全用空气冷却的机组(此前该公司G型机组仅燃烧室过渡段采用蒸汽冷却),也是世界上最大的完全空气冷却的燃气轮机。

简单循环以天然气作为燃料,在ISO条件下燃气轮机额定输出功率超过340MW,效率为39.5%,在50%~100%负荷范围内NO x排放量均小于25mg/kg。机组的基本结构特性是传统的双轴承支撑的单盘鼓式转子,各轮盘外缘具有保证对中和扭矩传递的端面齿,中心拉杆压紧,冷端传动,轴向排气。

13级轴流式压气机,压比19B1,全部叶片均由计算机全三维设计,进口导叶和前3级静叶可调,确保机组部分负荷运行时具有高的效率,并

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易于启动。

燃烧室为原西屋公司传统的大型环管式双燃料燃烧室。

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1427e。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1500e高温的能力;第2级叶片上涂敷了热障涂层。

由SGT528000H机组组成的联合循环的额定净输出功率超过530MW,效率超过60%。2.3三菱重工1500e级G系列燃气轮机

三菱重工(MH I)的G系列燃气轮机用于60H z的是501G机型,用于50H z的是701G机型。MH I的G机型相对于F机型来说,透平进口温度从1400e级提高到了1500e级,从而也提高了机组的输出功率和效率。表2给出了701G型机组与701F型机组的主要技术数据。

表2701G与701F机组的主要技术数据

机型701G701G2701F 商业投运年份199819991992

输出功率/MW271334270透平转子进口温度/e150015001400

压比192117空气流量/(kg#s-1)630738651热耗率/(kJ#kW-1#h-1)930591459421效率/%38.739.538.2排气温度/e573587586联合循环输出功率/MW405.0489.3397.7联合循环热耗率/(kJ#kW-1#h-1)631661356317联合循环效率/%57.058.757.0

机组的转子为盘鼓式结构,由2只轴承支撑;压气机转子轮盘由12根拉杆螺栓拉紧,通过径向销传递转矩;透平转子轮盘也是由12根拉杆螺栓拉紧,而通过端齿联轴器传递转矩;压气机端输出;透平为轴向排气,结构紧凑;压气机和透平都有水平中分面,便于维修。

701G型和701G2型机组的压气机分别为17级和14级,压气机前4级动叶采用多圆弧叶型,5~8级动叶和1~8级静叶采用了可控扩压叶型(在701F 机型中全部采用双圆弧叶型),进口导叶可调。

燃烧室与为F型机组专门开发的干式低NO x多喷嘴环管式预混燃烧室相同,有20个火焰管。过渡段采用闭式蒸汽冷却,来自余热锅炉的冷却蒸汽通过过渡段双层壁的壁间通道,使过渡段的壁温保持在允许的范围内,然后该蒸汽又返回余热锅炉。由此减下来的这部分冷却空气进入燃烧空间,使燃烧温度处于1500~1600 e,以保证在提高透平转子进口温度的同时,仍保持原来25@10-6的N O x排放水平。

4级轴流反动式透平采用了多级全三维粘性流气动设计方法,以保证高效率和低冷却空气流量。而701F型机组仅采用三维叶型设计方法。动、静叶采用了专门为G机型开发的镍基合金,其中第1级和第2级动叶采用定向凝固浇铸法制造。透平采用空气冷却。

3老型号机组的改进升级

在新型号机组不断推出的同时,各大公司还将有关的技术成果用于老型号机组的改进升级,使旧型号机组的性能得以提高。通过改进升级可使机组提高输出功率,降低热耗率;延长检修间隔,缩短检修时间;提高可用性和可靠性;减少污染物排放量;延长使用寿命。表3给出了2005)2009年推出的几个改进升级机型的热力参数的变化情况。

表32005)2009年推出的改进升级的机组

公司机组型号年份输出功率

/MW

输出功率变化

/MW

热耗率

/(k J#kW-1#h-1)

热耗率变化

/(kJ#k W-1#h-1)

GE MS9001FA 2009255.60+29.109759-337 1993226.5010096

阿尔斯通GT262009289.14+49.149194-333 1995240.009527

西门子SGT54000F 2009292.00+52.009036-338 1995240.009474

三菱M701F42009312.10+76.409161-629 1993235.509790

GE S109H1)2009520.00+40.0060030 1997480.006003

注:1)联合循环机组

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西门子公司对SGT524000F机组的改进升级是一个很典型的事例。在大气压0.1MPa、温度15.7e、相对湿度82%、循环冷却水温17.3e 和背压4.5kPa条件下,SGT524000F(2)燃气轮机的输出功率为266MW,热耗率9326kJ/(kW #h),联合循环机组输出功率约403.2MW,热耗约6191kJ/(kW#h)。经过改进升级的SGT52 4000F(4)机组在相同的条件下,输出功率为287 MW,效率39.5%,热耗率9114kJ/(kW#h),联合循环机组输出功率约423.3MW,热耗约6135 kJ/(kW#h)。机组性能提升源于燃气轮机结构的优化和升级,提高了燃气轮机的空气流量;采用液压间隙优化(H CO)系统,减小稳定运行时透平的叶顶间隙;燃烧室的改进降低了冷却空气用量;相应提高联合循环系统中汽轮机的所有进汽参数。

3.1压气机第1、2级重新设计及透平第4级动叶优化设计

重新设计压气机前2级的叶片型线(包括动、静叶),采用目前最新的压气机跨音速优化设计,提高压气机进口处的气流速度,提高压气机的空气质量流量;采用先进的可控扩叶型,这样又能够在设计点运行,把叶片型面损失降到最低,提高了压气机效率。对透平第4级动叶片进行优化设计,调整安装角,改善透平排气的流动特性,降低透平出口处因燃气流量提高而增加的排气的旋转速度分量所导致的能量损失。

3.2中空轴优化设计

为了应对压气机出口温度提高,提高中空轴的热应力承受能力,压气机和透平第1级叶轮之间的中间空心轴被3个轮盘替换;轮盘具有端面齿,材料和压气机最后一级叶轮的材料相同。更新设计之后,压气机第15级轮盘的中空轴的应力分布有很大的改善。

3.3燃烧系统改进设计

改善燃烧系统的抗振荡燃烧性能,提高燃烧的稳定性;提高燃料气的预混度,降低NO x的排放;采用新材料耐高温的陶瓷瓦块,改进冷却结构,降低燃烧室冷却空气量。

3.4间隙优化系统(HCO)

SGT524000F(4)机组增设的液压间隙优化(H CO)机构已经作为一个标准机构。机组一旦达到稳定运行,系统就允许液压间隙优化结构动作,将透平转子向压气机方向轴向移动,减小动叶顶部间隙,降低能量损失。在转子故障的情况下,液压系统会自动使转子回复到原来位置。

4燃气轮机发展途径

4.1大力开展关键技术研究

燃气轮机发展的主要关键技术有:总能系统概念和系统设计技术;高温部件冷却技术;新材料、工艺和隔热涂层技术;气动热力学设计技术以及多燃料、低污染燃烧技术等。

4.2采用成熟的技术

在发电用燃气轮机中,除了热力性能之外,高运行可靠性更是一个重要的指标。因此,在开发新机组和改造旧机组的过程中,要防止因采用没有实践业绩的技术而引起可靠性的降低。沿用成熟的技术,以及采用经过充分验证的新技术(包括系统设计和技术验证方法),是保证高运行可靠性的必要条件。

4.3采用航空发动机的先进技术

20世纪80年代末以来,重型燃气轮机普遍采用了航空发动机的先进技术,陆续发展了一批高性能的燃气轮机。由于军事上的需求和驱动,先进国家在航空发动机的研究与发展上投入十分巨大,技术处于领先水平;几个制造燃气轮机的大公司,如GE、阿尔斯通(原ABB)和西门子公司等,都先后和著名的航空发动机公司结成/联盟0,把最新的航空发动机成果应用到地面燃气轮机。GE公司本身就拥有研制先进军用航空发动机的航空发动机工程部,生产燃气轮机的动力系统部与航空发动机工程部的合作,使GE公司无论是航空发动机还是燃气轮机都处于世界领先地位,并占有较大的份额;西门子公司和普惠(PW)公司合作,阿尔斯通公司与英国Rolls Royce公司合作,使各自的产品取得长足的进步。

国外新一代重型燃气轮机中,无一例外地都大量移植了航空发动机的最新技术,在气动设计、燃烧、传热、材料、隔热涂层和维护等方面,或者是采用航空技术进行设计,或者是直接用航空发动机部件(主要是压气机)按比例模化放大,使新一代的重型燃气轮机在部件效率、压比、透平前温等方面均比其上一代机组有显著的提高,与最新型的航空发动机水平相近。和航空部门紧密结合,是世界上先进燃气轮机发展的必然

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趋势[7]。

4.4新机开发和旧机改进升级相结合

在新技术应用方面,如西门子公司的液压间隙优化(H CO)机构、各公司的干式低NO x燃烧室、新冷却结构、密封结构、新材料等,有的在新机组上使用,还用于老机组改造;有的在老机组改造中采用,逐步定型形成标准部套后,又用于新机组设计中。两种方式相结合,为新技术提供更多的实验验证,积累运行经验,促进新技术的性能更加完善。

5结语

燃气轮机技术产业是关系能源和国防的重要产业,受到各国政府的重视。国外燃气轮机技术已达到足够高的水平,并处于技术高度垄断的局面。我国燃气轮机技术水平与国外先进水平差距较大,虽然起步不晚,但进展缓慢,至今未形成严格意义上的产业,远未形成先进燃气轮机自主开发和制造的能力。

国外燃气轮机技术发展的经验有:

(1)拥有独立开发新产品的试验研究基地和人员;

(2)具有1台先进的压气机为母型;

(3)大力开展关键技术研究;

(4)采用航空发动机的先进技术;

(5)国家有关领导部门参与制定统一的发展先进燃气轮机及其联合循环的计划,并在资金上和政策上给予优惠支持。

我国的燃气轮机(尤其是大功率燃气轮机)技术的发展仍应继续坚持技术引进、合作生产与自主开发相结合;以合作生产方式引进技术,消化、吸收、创新;实施自主开发计划,实现可持续发展的燃气轮机产业发展策略。

建议:

(1)更大范围地组织有关专家和领导,统一认识,更全面、深人地研究制定国家燃气轮机产业发展的战略和规划,充分利用国内已有的基础,推进我国燃气轮机技术的发展;

(2)加强军工与民用、地面与航空技术的结合;

(3)增加对燃气轮机产业发展的投入;

(4)在国家指导下,构建产学研有机结合的工程技术创新体系,支持国内制造企业开展研发工作,整合技术力量,组建研发联盟,建立国家级工程研发中心;

(5)在学习国外先进技术的基础上,在更高的起点上发展和创新,组织有关科研力量持续开展先进燃气轮机关键技术研究;

(6)制定优惠、鼓励政策,大力促进引进机组的国产化水平;

(7)加紧燃气轮机专业人才的培养,建立一支稳定的人才队伍。

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视。 1.燃气轮机及其发电机组现状浅析 1.1.燃气轮机浅析 作为旋转式动力机械，气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化，进而推动发电机组旋转。从世界范围来看，第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造，时间为1939年。经数十年发展，机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分，轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前，俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外，海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成，实现了41.6%的热

微型燃气轮机的应用和发展前景

微型燃气轮机的应用和发展前景 摘要 微型燃气轮机是一类新型热机，近年来随着全球范围内的能源与动力需求,特别是电力系统的放松控制以及环境保护等要求的变化，得到了高度关注和迅速发展。先进的微型燃气轮机具有清洁、可靠、高质量、多用途等特点，为小型分布式发电和热电联供提供了最佳方式。另外高效的微型燃气轮发电机组可用于航空、航天等领域，还可用于军用车辆、辅助动力装置、车用混合动力装置等。本文通过介绍国外微型燃气轮机的发展过程及应用情况，综述了先进微型燃气轮机的技术进展，探讨了微型燃气轮机在我国的应用前景。 关键词：微型燃气轮机分布式发电热电联供径流式叶轮机械混合动力汽车

Micro gas turbine applications and development prospects Abstract Micro gas turbine is a new type of heat engine, in recent years, with the global energy and power demand, especially the power system deregulation and environmental protection requirements change, and highly. Advanced micro gas turbine has a clean, reliable, high quality, multiple use and other characteristics, for small distributed power generation and cogeneration to provide the best way. In addition to efficient micro turbine generator can be used for aviation, aerospace and other fields, can also be used for military vehicle, auxiliary power unit, vehicle with hybrid power device. This paper introduces the development process of micro gas turbine and its application, summarizes the advanced micro gas turbine technology, discusses the micro gas turbine and its future application in china. Key W ords:Micro gas turbine Distributed power generation Cogeneration Radial flow impeller machinery Hybrid electric vehicle

燃气轮机热电联产发电案例介绍-焦炉煤气应用1案例背景焦化厂在

燃气轮机热电联产（发电）案例介绍-焦炉煤气应用 1 案例背景 焦化厂在炼焦过程中伴生大量的焦炉煤气，除生产工艺消耗大约一半之外，还富余大量焦炉煤气。随着焦化行业的竞争越来越激烈，企业的利润空间不断被压缩，甚至面临关停和破产的危险，因此焦炉煤气的利用成为企业的关注重点。目前焦炉煤气的利用方式主要有直接卖气，制甲醇，制天然气以及发电等。 焦化厂化产工艺需要蒸汽，利用焦炉煤气作为燃料，采用燃气轮机热电联产（发电）方式，满足企业用电和蒸汽需求，降低企业能耗并改善当地环境，从而提升企业的竞争力。相比其他方式，这种方式受外界的影响最小，技术也非常成熟，同时也可避免企业因限电而影响正常生产。 美国索拉燃机是全球中小型工业燃机的行业领导者，一直致力于应用中低热值燃料燃气轮机的研发，并已成功研制开发出可应用焦炉煤气的燃气轮机，并在中国已销售33台，其中16台已建成投产，最早的一台于2006年4月投产，目前运行良好。 相比其他发电方式，焦炉煤气燃气轮机热电联产（发电）的系统效率更高，简单可靠，应用灵活，节能环保，部分地区可享受国家政策鼓励，以下是以年产110万吨冶金焦的焦化企业应用燃气轮机热电联产（发电）的典型案例介绍。 1.1 现场条件(以河南为例) 海拔高度220m 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 以焦炉煤气为燃料 燃气热值：4170 KCal/Nm3 燃气压力：0.005Mpa(假设) 1.3 热电负荷及运行时数 最大蒸汽流量：50t/hr 蒸汽压力： 1.0 Mpa 蒸汽温度：185.5℃ 年供热时间：8200小时 年运行时数：8200小时/年 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2台索拉公司大力神130(TITAN 130)燃气轮机，配2台余热锅炉，三台燃气压缩机（2用1备），一台抽凝式汽轮机发电机组，整个系统可布置在简易

国内外燃气轮机发电技术的进展与前景

国内外燃气轮机发电技术的进展与前景 1前言 随着社会生产力水平的不断提高和经济的迅速增长，对于能源的需求也在快速增长。目前，世界火电站汽轮机长期占统治地位的局面已开始动摇，“大型电站以联合机组为主，中、小型机组以热电并供居多”已是许多工业发达国家电站发展的主要格局。燃气轮机具有极强的适配性，能够作为多种发电模式，以成为当今世界发电的主要形式之一，由于该装置，特别是联合循环发电装置具有效率高、机动性好，不仅可以作为电网的调峰机组，且更多地用于电网的基本负荷发电，又能满足日益严格的环保要求，其地位将得到巩固和加强。 我国自改革开放以来，随着电力工业的迅猛发展和电网峰谷差的日趋增大，燃气轮机发电得到重视和发展。近几年已相继兴建了一批具有80年代国际先进水平的机组，在缓解电力紧缺的同时，有效地发挥了其增强电网调峰能力的作用。跨入21世纪，随着科技发展、能源政策的调整，如何高效、洁净利用化石能源已成为电力领 域的突出问题。燃气—蒸汽联合循环发电越来越受到国家有关方面的重视，必将得到进一步的快速发展。 2 国际燃气轮机发电技术

燃气轮机是从20世纪50年代开始逐渐登上发电工业舞台的，由于当时机组的单机容量小、热效率低而在电力系统中只能作为紧急备用电源和调峰机组。60年代加深了对电网中必须配备一定数量的燃气轮发电机组的认识，从安全和调峰的目的出发，燃气轮发电机组在电网中的比例达到8％～12％。从80年代以后由于燃气轮机的功率和热效率均得到很大程度的提高，特别是燃气—蒸汽联合循环机型成熟，再加上世界范围内天然气资源进一步开发，燃气轮机及其联合循环在世界电力系统中的地位发生了明显变化，它们不仅仅可以用作紧急备用电源和调峰负荷机组，还能带基本负荷和中间负荷。美国在1990～2000年期间新增长的发电容量为1．13亿kW，其中燃气轮机电站和蒸汽轮机电站的容量分别为44％，第一次出现了朗肯循环和布莱顿循环平分秋色的局面，在德国前者则占2／3左右，由此可见在世界范围内燃气轮机及其联合循环已成为火电发展的主要方向。 近几年来，世界燃气轮机工业取得相当的成就和飞速的发展，几家著名的公司GE、ABB、Siemens、西屋等均与航空发动机设计、研究、制造厂彼此联营，保证及时地把航空发动机领域内的先进技术用来武装重型燃气轮机，以确保技术的先进性。如压气机已采用“可控扩压”的概念进行设计，把单轴压气机的压缩比提高到了24～30的水平，透平叶片采用了航空机组的先进冷却结构和定向结晶制造工艺，使透平前的燃气温度提高到了1300℃的水平，由此明显地提高了机组的输出功率和热效率。如GE公司的9FA、Siemens的V94．3A等典型机组的燃机单循环功率为266MW，燃气初温为1270～1300℃，压缩比为16，

联合循环燃气轮机发电厂简介

联合循环燃气轮机发电厂简介 联合循环发电：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的 循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的MS9001E然气轮机，其热效率为33.79%,余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。1．燃气轮机 1.1 简介燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机,它的结构与飞机喷气式发动机一致,也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分： 1 、燃气轮机（透平或动力涡轮）； 2、压气机（空气压缩机）； 3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气,压缩后送入燃烧室,同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合,在定压下 进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工,推动动力叶片高速 旋转,乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命 周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机,轻型燃气轮机为航空发动机的转型,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃 气轮机为工业型燃机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产。埕岛电厂采用的 MS9001E燃气轮发电机组是50Hz, 3000转 /分,直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早 于 1987年投入商 业运行，基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW热效率为 33.79%,排气温度539C，排气量1476X103公斤/小时，压比为12.3，燃气初

燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析

燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析 摘要：介绍燃气分布式能源系统配置。对燃气轮机、燃气内燃机发电机组性能(性能参数、变工况特性、余热特性、燃气进气压力)、经济性等进行比较。 关键词：分布式能源系统；燃气轮机发电机组；燃气内燃机发电机组；经济性 Analysis on Performance and Economy of Gas Turbine and Gas Engine Generator Units Abstract：The configuration of gas distributed energy system is introduced．The performance of gas turbine generator unit including performance parameters，variable conditions characteristics，waste heat characteristics and gas inlet pressure as well as the economy are compared with gas engine generator unit． Keywords：distributed energy system：gas turbine generator unit；gas engine generator unit；eeonomy 1概述 燃气分布式能源系统(以下简称分布系统)是指布置在用户附近，以天然气为主要一次能源，采用发电机组发电，并利用发电余热进行供冷、供热的能源系统[1-11]。主要设备包括发电机组、余热利用装置等，作为动力设备的发电机组是分布系统的关键。 分布系统通常采用的发电机组为燃气轮机发电机组(以下简称燃气轮机组)、燃气内燃机发电机组(以下简称内燃机组)。燃气轮机组是以连续流动气体为工质，将热能转化为机械能的旋转式动力设备，包括压气机、燃烧室、透平、辅助设备等，具有结构紧凑、操作简便、稳定性好等优点。在分布系统中应用的主要是发电功率范围为25～20000kW的微型、小型燃气轮机组。 内燃机组是将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入气缸内部燃烧并产生动力的设备，是一种将热能转化为机械能的热机，具有体积小、热效率高、启动性能好等优点，发电功率范围为5～18000kW。美国不同规模分布系统的发电机组发电功率见表1[12]。

简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展

简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展 火力发电的历史久远，为世界经济发展提供着充足的能源。但是，随着环境保护观念深入人心，世界资源日益紧缺，火力发电已经成为我国经济转型、产业结构调整的重点对象。作为新型发电模式，燃气轮机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有点，污染小。在我国工业实践中，受到制造技术的商业秘密制约，自主创造能力十分薄弱，进口是主要来源，并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发电机组的当前发展情况，并展望未来趋势，希望引起工业领域人员的重视。1.燃气轮机及其发电机组现状浅析1.1.燃气轮机浅析作为旋转式动力机械，气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化，进而推动发电机组旋转。从世界范围来看，第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造，时间为1939年。经数十年发展，机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分，轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前，俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外，海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成，实现了41.6%的热效率。高度垄断是重型燃气轮机制造领域的特点，重要的核心企业为ABB、西门子/西屋、GE、三菱等。轻型燃气轮机制造领域中主导企业为PW、R.R与GE，其他国家也不甘落后，正在紧锣密鼓的航机改型。上世纪五十年代末，国内开始制造重型燃气轮机。当时的上汽厂、南汽厂、哈汽厂身肩国家工业复兴的大任，在厂校结合形式下，自主研发出的燃气轮机位列世界领先，如3500hp机车用机组，1MW、3MW发电机组。近年来，随着我国工业化的不断升级，重型燃气轮机也在不断的改造升级。为实现利用冶金企业的高炉煤气，美国GE与南汽厂通过技术交流，立足于MS6001B，6B-L型燃气轮机研发成功，实现再利用高炉煤气的环保要求。从科研实力分析，国内研究所或高校储备着大量科研设施与科研人员，如哈尔滨工业大学、清华大学、国家电网热工研究院、中科院工程热物理研究所等，研究出的一批批优秀成果。当然，设备不够集中，先进性尚待提高，完善工作仍需继续。国内航空系统是轻型燃气轮机的集结地，在航空发动机领域，研究设计院、制造厂数量众多，职工数量上万。在上世纪70年代，邮电、石化、油田等企业都应用到了331厂、410厂研发的WZ-6G、

联合循环燃气轮机发电厂简介(通用版)

( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 联合循环燃气轮机发电厂简介 (通用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

联合循环燃气轮机发电厂简介(通用版) 联合循环发电：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的MS9001E燃气轮机,其热效率为33.79%，余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。 1．燃气轮机 1.1简介 燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机，它的结构与飞机喷气式发动机一致，也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分：1、燃气轮机（透平或动力涡轮）；2、压气机（空气压缩机）； 3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后

送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工，推动动力叶片高速旋转，乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机，轻型燃气轮机为航空发动机的转型，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高，主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机，其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、热电联产。 埕岛电厂采用的MS9001E燃气轮发电机组是50Hz，3000转/分，直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早于1987年投入商业运行，基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW，热效率为33.79%，排气温度539℃，排气量1476×103公斤/小时，压比为12.3，燃气初温为1124℃，机组为全自动化及遥控，从启动到满载正常时间为约20分钟，机组使用MARKⅤ控制和保护系统.

燃气轮机发电技术综述

Internal Combustion Engine &Parts 0引言 随着我国天然气资源的大规模开发及越来越严格的环保标准，我国陆续建成投产了多台燃气轮机发电机组，在满足电力需求的同时，创造了良好的社会效益和经济 效益。目前就世界范围而言， 燃气轮机发电已是电力结构中的重要组成部分，对推动经济和社会发展发挥着重要作用。 1燃气轮机装置的工作过程 燃气轮机是以连续流动的燃气为工质、 将燃料的化学能转变为转子机械能的内燃式动力机械， 是一种旋转式热力发动机。燃气轮机装置主要由压气机、 燃烧室、透平三大部件及控制系统、 辅助设备组成。压气机从外界大气环境吸入空气，并逐级压缩；压缩空气被送到燃烧室与喷入的 燃料混合燃烧，产生高温燃气；然后燃气进入透平膨胀做 功；透平排气可直接排到大气，对外界环境放热，也可通过换热设备放热以回收利用部分余热。工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热四个工作过程完成一个热力循环，进行能量转换。通常在燃气轮机中，压气机 是由燃气透平来带动的，它是透平的负载， 在简单循环中，透平的机械能有1/2到2/3左右用来带动压气机，其余的1/3左右的机械能用来驱动发电机。 2燃气轮机发电机组 用燃气轮机驱动发电机构成了燃气轮机发电机组。目前，应用最广泛、获得最高实用热效率的是燃气与蒸汽的联合循环。燃气轮机循环中，工质的平均吸热温度很高，燃气初温达到了1300℃-1500℃（表1），平均放热温度也较高，通常燃气轮机排气温度在500℃-600℃左右，因此单独 的燃气轮机发电机组的热效率难以达到较高值（表1）。蒸 汽轮机循环中，工质的平均放热温度达到了较低值，但工质的平均吸热温度不高，因此单独的蒸汽轮机发电机组的热效率也难以达到较高值。这两种单独的循环的热效率最 高40%多。若将燃气循环和蒸汽循环联合起来， 就成为了平均吸热温度很高而平均放热温度很低的热机， 其循环效率必定较高，最高热效率已达到60%以上（表2）。 如GE 公司基于空气冷却透平技术的9H 级燃气轮机联合循环效率约61%，西门子公司全内空冷H 级燃机联合循环效率也在60%以上。 燃气-蒸汽联合循环的方案有多种，本文介绍典型的联合循环发电型式。 2.1纯余热锅炉型联合循环发电机组这种联合循环中，燃气侧和蒸汽侧两循环的结合点是余热锅炉。燃气轮机的排气送入余热锅炉中去加热给水、 产生蒸汽，驱动汽轮机做功，这是以燃气轮机为主的联合循环方案。 余热锅炉内不加入燃料燃烧，因此，蒸汽参数及蒸汽轮机的容量取决于燃气透平的排气参数和流量，在通常燃气轮机排气参数下，得到的是中温中压的蒸汽， 通常汽轮机的容量约为燃气轮机容量的30%-50%。 这种联合循环效率高、技术成熟、 系统简单、造价低、启停速度快，应用最广。若在燃气透平的排气段设置旁通 烟囱， 汽轮机停机时燃气轮机可以单独运行；但燃气轮机停机时汽轮机不能单独工作。 2.2排汽补燃型联合循环发电机组排汽补燃型联合循环有两种方案：在余热锅炉前增加 烟道补燃器以及往余热锅炉中加入一定的燃料， 利用燃气中剩余的氧进行燃烧。由于补燃，锅炉蒸发量增加， 蒸汽参数提高，蒸汽轮机循环的出力和效率得到提高； 负荷变化时，可在较大的输出功率变化范围内， 燃气轮机工况不变，只改变补燃燃料，以改变汽轮机功率来改变联合循环的出力，机组的变工况性能得到改善，部分负荷下的效率较高； —————————————————————— —作者简介:杨巧云（1966-），女，湖南湘潭人， 武汉电力职业技术学院教授，硕士。 燃气轮机发电技术综述 杨巧云 （武汉电力职业技术学院， 武汉430079）摘要:介绍燃气轮机发电装置的的工作过程及典型型式，对几种主要的燃气-蒸汽联合循环发电装置进行分析比较，并将燃气轮 机发电机组与常规燃煤发电机组进行比较。 关键词:燃气轮机；燃气-蒸汽联合循环；发电 机组型号ISO 基本功率 （MW ）燃气初温℃ 供电效率（%） PG9351FA MS9001G LM6000-PD M701G GT13E2V94.3A 255.628241.1334165.1265.9 132714301160142711001310 36.0 39.540.739.535.738.6 表1某些燃气轮机发电机组的主要技术参数(教材,清华) 表2某些联合循环发电机组的主要技术参数(教材,清华) 机组型号ISO 基本功率（MW ） 供电效率（%） S209FA KA13E2-2KA26-1S109H GUDIS.94.3MPCP2（M701F ） 786.9 480392.5480392.2799.6 57.1 52.956.360.057.457.3

GE公司F级燃气轮机总体性能参数

GE公司F级燃气轮机 1 F级燃气轮机产品系列及其性能演变 F级燃气轮机已有多种多样的型号可满足不同用户的需要，在MS6000、MS7000、MS9000系列中都有F级的产品，表1列出F级燃气轮机最新机型简单循环的性能，表2列出50Hz的F级燃气 表1 F级最新机型燃气轮机简单循环性能 基本参数MS9351FA MS7241FA MS6101FA 净出力/MW 255.6 171.7 70.1 效率/% 36.9 36.4 34 透平进口温度/℃1327 1327 1288 压比15.4 15.5 14.9 质量流量/kg·s-1624 432 198 排气温度/℃609 602 597 频率/Hz 50 60 50/60 表2 50HzF级燃气轮机联合循环性能 基本参数S109FA S209FA S106FA S206FA 净出力/MW 390.8 786.9 107.4 218.7 净热耗率/kJ·（kWh）-16350 6305 6767 6654 净效率/% 56.7 57.1 53.2 54.1 MS9001FA、MS7001FA、MS6001FA型燃气轮机都有18级的压气机和3级的涡轮机，以冷端驱动和轴向排气为特点，有利于联合循环布置。F级燃气轮机采用GE公司传统可靠的分管式燃烧系统，

并可配备双燃料燃烧系统，如在以天然气为主燃料时，可以轻油为辅助燃料。当天然气供应发生故障时，机组可自动切换到轻油燃烧，使燃机不因燃料供应故障而停机，进一步保证了机组的可靠性和可用性。机组也可根据要求，在一定条件下使用双燃料混合燃烧。此外，F级燃气轮机可燃用低热值燃料，从而扩大了发电厂的燃料使用范围和灵活性。F级燃气轮机应用于IGCC电厂，可 GE公司在其制造MS6000型、MS7000型和MS9000型机组的基础上，发展完善了底盘部套、控制和辅机组合一体的快装模块结构，这种标准化布置可减少管道、布线及其他现场相关联接的工 F级燃气轮机还显示出不同寻常的环保特点。由于机组的效率高，单位发电量的NO x和CO排放量较少。采用干式低NO x（DLN）燃烧室，大大降低了NO x的排放。180多台采用干式低NO x燃烧室的F级燃气轮机已累计运行近30 0万h。有些电厂的NO x排放量甚至低于10mg/kg。 1.1 7F和7FA、7FB型燃气轮机 自从1987年生产第一台7F型燃气轮机后，经过不断改进，形成了一系列F级的燃气轮机。图１以7000系列中的F级燃气轮机为例，展示了F级燃气轮机的发展过程。(图中华氏温度t F 换算因数为)其主要性能见表3。 图1 F级燃气轮机的发展过程 表3 7F系列燃气轮机主要性能

简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展(正式版)

文件编号：TP-AR-L3687 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展(正式 版)

简析燃气轮机发电机组的现状及未 来发展(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 火力发电的历史久远，为世界经济发展提供着充 足的能源。但是，随着环境保护观念深入人心，世界 资源日益紧缺，火力发电已经成为我国经济转型、产 业结构调整的重点对象。作为新型发电模式，燃气轮 机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有 点，污染小。在我国工业实践中，受到制造技术的商 业秘密制约，自主创造能力十分薄弱，进口是主要来 源，并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发 电机组的当前发展情况，并展望未来趋势，希望引起 工业领域人员的重视。

1.燃气轮机及其发电机组现状浅析 1.1.燃气轮机浅析 作为旋转式动力机械，气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化，进而推动发电机组旋转。从世界范围来看，第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造，时间为1939年。经数十年发展，机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分，轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前，俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外，海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成，实现了41.6%的热效率（简单循环）。高度垄断是重型燃气轮机制造领域的特点，重要的核心企业为ABB、西门子/西屋、GE、三菱等。轻型燃气轮机制造领域中主导企业为P&W、R.R与GE，其他国家也

简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展详细版

文件编号：GD/FS-5604 （安全管理范本系列） 简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展详细版 In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________

简析燃气轮机发电机组的现状及未 来发展详细版 提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 火力发电的历史久远，为世界经济发展提供着充足的能源。但是，随着环境保护观念深入人心，世界资源日益紧缺，火力发电已经成为我国经济转型、产业结构调整的重点对象。作为新型发电模式，燃气轮机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有点，污染小。在我国工业实践中，受到制造技术的商业秘密制约，自主创造能力十分薄弱，进口是主要来源，并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发电机组的当前发展情况，并展望未来趋势，希望引起工业领域人员的重视。 1.燃气轮机及其发电机组现状浅析

1.1.燃气轮机浅析 作为旋转式动力机械，气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化，进而推动发电机组旋转。从世界范围来看，第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造，时间为1939年。经数十年发展，机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分，轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前，俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外，海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成，实现了41.6%的热效率（简单循环）。高度垄断是重型燃气轮机制造领域的特点，重要的核心企业为ABB、西门子/西屋、GE、三菱等。轻型燃气轮机制造领域中主导企业为P&W、R.R与GE，其他国家也不甘落后，正在紧锣密鼓的航机改型。

微型燃气轮机的结构优点以及前景

微型燃汽轮机 1 引言 功率为数百kW及以下的燃气轮机在20世纪40~60年代就已存在，但由于其发电效率低，长期以来，几十至几百kW的小型发电机组市场一直由内燃发电机组占领。随着高效回热器由军用转入民用，微型燃气轮机的发电效率显著提高。20世纪90年代初出现了无齿轮箱的燃气轮机，有些机组采用了不需要润滑系统的空气轴承，使得微型燃气轮机的结构更为紧凑，几乎不用维护。微型燃气轮机体积小、重量轻、适用燃料范围广，可靠近用户安装，显著提高了对用户供电的可靠性。这些优点使得微型燃气轮机在分散式供电、热电联供和车辆混合动力方面的应用得到了迅猛发展[1]。1998年末美国Capstone公司推出了第1台商业化的微型燃气轮机装置，现已有多家公司研制和生产这种微型燃气轮机，主要集中在北美、瑞典和英国。美国AlliedSignal公司估计，到2010年微型燃气轮机发电机组的销售额将达到100~150亿USD[2]。 微型燃气轮机在生产电力的同时回收利用了燃烧后的废热，可同时提供供暖服务和空调制冷服务，这种热电联产的发电形式越来越受欢迎[3]。我国也在医院、机场、楼宇等领域有应用的实例，并取得了较好的效果[4]。 在充满竞争的电力零售市场上，微型燃气轮机凭藉其综合发电成本低的优势必将在未来的电力系统中占据越来越重要的位置[5]。2003年冬季，英国Powergen 公司将开展微型电站装入居民家庭厨房的试点工程。这种燃气电站可取暖、供热水、发电，试验表明一年可节约能源费用249.6USD。微型燃气轮机在未来的电力系统中必将同大型集中式电站一起为用户提供清洁便宜的能源服务。 2 微型燃气轮机的结构 微型燃气轮机是热电联产发电机组，美国Capstone公司生产的微型燃气轮机的工作原理如图1所示，内部结构剖面如图2所示。 Capstone公司生产的微型燃气轮机的主要组成部分包括：发电机、离心式压缩机、透平、回热器、燃烧室、空气轴承、数字式电能控制器（将高频电能转换

索拉燃气轮机

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/hr

2.2 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/hr 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/hr 3 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。在项目执行过程中和国内的许多设计院建立了良好的合作关系，他们也对索拉机组有充分的了解，可以非常快速地和可靠地完成设计任务。 此外，上海力顺燃机科技有限公司作为索拉在中国工业发电行业的代理，已在国内完成了多个燃气轮机热电联产项目，可以为项目的规划、建设提供技术服务。 在国内已经建设成功、投入使用的索拉燃气轮机天然气热电联产项目有：浦东国际机场能源中心热电联产项目和成都国际会展中心热电联产项目，其中浦东机场项目运行已经超过十年，目前运行情况良好。 ●浦东国际机场能源中心（1×4000KW）1999年建成并投入使用。 ●成都国际会展中心（1×10690KW，1×5670KW）分别于2005年11月 和2009年4月建成并投入使用。 此外，针对中低热值燃气应用，索拉燃气轮机热电联产项目清单： 1)山东金能煤气化有限公司一期项目（1×5670KW 热电联产），2006 年4 月 投产，目前运行情况良好。 2)内蒙古太西煤集团乌斯太项目（2×5670KW 热电联产），2008 年10 月投产， 目前运行情况良好。 3)山东金能煤气化有限公司二期项目（3×5670KW 联合循环），2008 年4 月 投产，目前运行情况良好。 4)河南顺成集团煤焦有限公司一、二项目（2×15000KW 热电联产），分别于

国内外燃气轮机发电技术的进展与前景

国内外燃气轮机发电技术 的进展与前景 Ting Bao was revised on January 6, 20021

国内外燃气轮机发电技术的进展与前景 阎保康 浙江省电力试验研究所杭州310014 1前言 随着社会生产力水平的不断提高和经济的迅速增长，对于能源的需求也在快速增长。目前，世界火电站汽轮机长期占统治地位的局面已开始动摇，“大型电站以联合机组为主，中、小型机组以热电并供居多”已是许多工业发达国家电站发展的主要格局。燃气轮机具有极强的适配性，能够作为多种发电模式，以成为当今世界发电的主要形式之一，由于该装置，特别是联合循环发电装置具有效率高、机动性好，不仅可以作为电网的调峰机组，且更多地用于电网的基本负荷发电，又能满足日益严格的环保要求，其地位将得到巩固和加强。 我国自改革开放以来，随着电力工业的迅猛发展和电网峰谷差的日趋增大，燃气轮机发电得到重视和发展。近几年已相继兴建了一批具有80年代国际先进水平的机组，在缓解电力紧缺的同时，有效地发挥了其增强电网调峰能力的作用。跨入21世纪，随着科技发展、能源政策的调整，如何高效、洁净利用化石能源已成为电力领 域的突出问题。燃气—蒸汽联合循环发电越来越受到国家有关方面的重视，必将得到进一步的快速发展。 2 国际燃气轮机发电技术 燃气轮机是从20世纪50年代开始逐渐登上发电工业舞台的，由于当时机组的单机容量小、热效率低而在电力系统中只能作为紧急备用电源和调峰机组。60年代加深了对电网中必须配备一定数量的燃气轮发电机组的认识，从安全和调峰的目的出发，燃气轮发电机组在电网中的比例达到8％～12％。从80年代以后由于燃气轮机的功率和热效率均得到很大程度的提高，特别是燃气—蒸汽联合循环机型成熟，再加上世界范围内天然气资源进一步开发，燃气轮机及其联合循环在世界电力系统中的地位发生了明显变化，它们不仅仅可以用作紧急备用电源和调峰负荷机组，还能带基本负荷和中间负荷。美国在1990～2000年期间新增长的发电容量为1．13亿kW，其中燃气轮机电站和蒸汽轮机电站的容量分别为44％，第一次出现了朗肯循环和布莱顿循环平分秋色的局面，在德国前者则占2／3左右，由此可见在世界范围内燃气轮机及其联合循环已成为火电发展的主要方向。近几年来，世界燃气轮机工业取得相当的成就和飞速的发展，几家

联合循环燃气轮机发电厂简介(最新版)

联合循环燃气轮机发电厂简介 (最新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0727

联合循环燃气轮机发电厂简介(最新版) 联合循环发电：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的MS9001E燃气轮机,其热效率为33.79%，余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。 1．燃气轮机 1.1简介 燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机，它的结构与飞机喷气式发动机一致，也类似蒸汽轮机。主要结构有三

部分：1、燃气轮机（透平或动力涡轮）；2、压气机（空气压缩机）； 3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工，推动动力叶片高速旋转，乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机，轻型燃气轮机为航空发动机的转型，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高，主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机，其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、热电联产。 埕岛电厂采用的MS9001E燃气轮发电机组是50Hz，3000转/分，直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早于1987年投入商业运行，基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW，热效率为33.79%，排气温度539℃，排气量1476×103公斤/小时，压比为12.3，燃气