燃气—蒸汽联合循环发电简介

燃气—蒸汽联合循环发电简介

天然气是绿色能源

天然气的主要成分是甲烷（CH4），其分子由一个碳原子（C）与四个氢原子（H）组成。

天然气无色、无味、无腐蚀性，天然气燃烧生成水（H2O）与二氧化碳（CO2），不产生灰、渣、二氧化硫等有害物质，天然气是世界公认的清洁能源。

LNG就是液化天然气，液化后的天然气体积是气体形态的六百份之一，方便大量储存和远距离运输。采用 LNG为原料，采用“燃气—蒸汽联合循环”技术来发电的电厂称为燃气—蒸汽联合循环发电厂。采用天然气发电可大大减少对环境的污染，采用“燃气—蒸汽联合循环”技术发电，发电效率高达57%，燃煤电厂为40%左右，发同样的电能CO2排放量仅为燃煤电厂的40%左右。

燃气—蒸汽联合循环发电系统的流程

这是燃气—蒸汽联合循环发电系统设备与生产流程图，显示了天然气发电的主要流程。

经过加热后的天然气进入燃气轮机的燃烧室，与压气机压入的高压空气混合燃烧，产生高温高压气流推动燃气轮机旋转做功。

从燃气轮机排出的高温气体高达摄氏600度，进入余热锅炉把水加热成高温高压蒸汽。

高温高压蒸汽推动蒸汽轮机旋转做功，将内能转换成机械能。

燃气轮机、蒸汽轮机、发电机的转轴相互连接，同轴旋转，实现燃气轮机、蒸汽轮机同时推动发电机旋转发电,这样的组合称为单轴系统。

燃气轮机概述

燃气轮机的原理与中国的走马灯相同，据传走马灯在唐宋时期甚是流行。走马灯的上方有一个叶轮，就像风车一样，当灯点燃时，灯内空气被加热，热气流上升推动灯上面的叶轮旋转，带动下面的小马一同旋转。燃气轮机是靠燃烧产生的高温高压气体推动燃气叶轮旋转。

下面是一台燃气轮机模型，通过它来了解燃气轮机的工作原理。

模型的前端是空气进入口；环绕燃气轮机安装的是燃烧室；在燃烧室端面有天燃气的入口；燃气轮机的后面是燃烧后的高温气体排出口。

把燃气轮机剖去1/4，可以看到内部的结构。

燃气轮机由三大部分组成，左边部分是压气机，有进气口，内部一排排叶片是压气机叶片；中间部分是燃烧器段，围绕一圈的是燃烧室；右边部分是燃机透平，其中有透平叶片，右侧是燃气排出口。

燃气轮机之压气机

压气机负责从周围大气中吸入空气，增压后供给燃烧室。为了生成高压空气，压气机装有多级叶轮，若干叶轮固定在压气机的转轴上构成压气机转子,转子上的叶片称为动叶。

在每两级动叶之间有一组静止的叶片（简称静叶），一组动叶与后面相邻的静叶，称为压气机的一个级。多数燃气轮机的压气机有十几级，高速旋转的动叶把空气从进气口吸入压气机，经过一级又一级的压缩，变成高压空气。由于压气机内气体流动方向与旋转轴平行，称为轴流式压气机。

燃气轮机启动时，先把发电机当作电动机带动压气机旋转，把空气压入燃烧区。燃机点火后，则逐渐转变至由透平带动压气机旋转压气。

燃气轮机之燃烧室

燃气轮机一般有十几个燃烧室，安装在燃机外围。

下面展示一个燃烧室的剖面模型。燃烧室由外壳与火焰筒组成，在外壳端部有天然气入口，在火焰筒尾部联接过渡段，在燃烧室内装有燃料喷嘴。

天然气通过燃烧室端部燃气入口进入燃烧室，喷入的天然气与压气机压入的空气在燃烧室火焰筒里混合燃烧。燃烧使气体体积剧烈膨胀，生成高温高压燃气从燃烧室过渡段喷出，进入透平做功。

燃气轮机之透平

燃气透平也称为燃气轮，从燃烧室喷出的高压燃气推动透平叶轮旋转，把燃气的内能转化为透平的机械能。

燃气推动旋转的叶轮上的叶片称为动叶，在每级动叶的前方还安装一组静止的叶片（静叶），静叶起着喷嘴的作用，使气流以最佳方向喷向动叶。一组静叶加一组动叶为透平的一级。为了充分利用燃气的热能，透平一般为3级或4级。

透平叶轮安装在透平转轴上构成透平转子。压气机转子与透平转子是安装在同一根转轴上，称为燃气轮机

转子，透平旋转时也就带动压气机旋转工作。

透平转子带动发电机发电，额定转速是每分钟3000转。下面是一台燃气轮机的剖面图。

锅炉的基本原理

下面是锅炉的原理模型图，模型包括上升管、汽包、下降管主要部件。上升管是由密集的管道排成的管簇，由上联箱、下联箱连成一体；上联箱通过汽水引入管连通汽包，汽包再通过下降管连到下联箱；上升管管簇、汽包、下降管构成了一个环路。上升管管簇在炉膛内，汽包与下降管在炉体外面。

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

燃气蒸汽联合循环的技术探讨

燃气蒸汽联合循环的技术探讨 发表时间：2018-04-17T10:55:05.313Z 来源：《电力设备》2017年第33期作者：周磊 [导读] 摘要：随着我国经济的快速发展，在煤炭、石油等一系列不可再生资源被深度利用之后，能源危机将会逐步加人影响，节能与绿色已经成为当前的发展主题，也是各行各业的发展新理念新要求。 （大唐苏州热电有限责任公司江苏苏州 215214） 摘要：随着我国经济的快速发展，在煤炭、石油等一系列不可再生资源被深度利用之后，能源危机将会逐步加人影响，节能与绿色已经成为当前的发展主题，也是各行各业的发展新理念新要求。在这种新形势下，燃气一蒸汽联合循环发电技术得到一定程度的重视，因此，需要不断促进燃气一蒸汽联合循环技术的深度发展，才能发挥这种联合循环发电模式的良好经济效益。本文，首先对燃气一蒸汽联合循环及其发展现状进行了简要概述，并详细探讨了燃气蒸汽联合循环的技术，旨在实现将放散的煤气全部回收进行发电，解决当前的能源浪费和环境污染问题。 关键词：燃气蒸汽联合循环；技术探讨 随着我国经济的快速发展，不断提高发电效率和降低各种污染物的排放是以煤炭为燃料的发电技术面临的极其紧迫的课题。在当代社会中，能源、环境危机的不断加剧，促使清洁能源发电技术快速发展起来，而燃气一蒸汽联合循环发电系统作为清洁能源发电技术的一种，也得到了快速的发展。 1 燃气一蒸汽联合循环简介 所谓的燃气一蒸汽联合循环，其实质就是将燃气轮机和蒸汽轮机通过合理方式有效地组合成为一个整体，共同在发电生产环节中发挥作用。通过将两者进行组合，可以实现取长补短的目的，通过两者的有点强化发电生产的效率和质量，提升企业的经济效益，降低对各类资源的消耗，实现绿色环保的发展目标。想要对燃气一蒸汽联合循环进行深入分析，可以从以下几个方面进行： 一是发电效率。发电效率和经济效益是直接挂钩的，经济效益又存在多方而的影响因素，比如发电成本、发电速率等。通过燃气一蒸汽联合循环，可以有效提升发电的效率，提高各类资源的使用率，增人发电速率，进而实现企业经济效益的提升。从技术角度看，燃气一蒸汽联合循环的实测发电效率能够超过50%，比单纯的燃气发电或是蒸汽发电都高。二是在投资上，燃气一蒸汽联合循环的建设时间段，相关投入较少，回报周期短。三是在管理上，可以实现自动化和智能化的全而管理，通过先进的控制系统可以有效降低各类事故的发生。最后在运行上，燃气一蒸汽联合循环的相应速度快，降耗能力强，具有很好的环境效益和社会效益。 2 燃气一蒸汽联合循环发电系统的现状分析 2.1研究天然气发电技术的工作 对于燃气-蒸汽联合循环发电系统方面而言，我国仍与国际方面存在很多差距，原因如下：山于我国研究在燃气-蒸汽联合循环发电系统的时间较晚，然而近年来我国在很多方面取得了一定的进步，例如优化设计、系统能耗分析、设备研发等。在当代社会中，我国燃气-蒸汽联合循环发电系统不断发展，我国对燃气-蒸汽联合循环发电系统的研究现状主要体现在以下方面：世界天然气消费量在不断增长，对于当代世界能源消费结构而言，天然气消费量属于三大主力之一。在当代社会中，国际能源界的很多学者认为，世界天然气产量、消费量会不断增长，几年后将超越石油、煤，因此天然气属于当代世界的重要能源。在国际社会中，应用最为广泛的发电技术主要有热电联产发电。 2.2优化设计循环系统 对于联合循环的设计而言，燃气轮机的效率不是越高越好。技术人员在选择燃气轮机的过程中，应尽量选择设计良好的燃气轮机。对于不补燃的联合循环而言，由于蒸汽循环的参数会受到排气温度的限制，蒸汽循环的效率与燃气循环具有密切的联系。对于燃气轮机的效率而言，在提高的状态下，蒸汽循环效率具有很多优势，该方式属于积极影响的联合循环系统。在联合循环过程中，最合理的联合循环效率并不意味着选择燃气轮机的效率最大值，当燃气初温确定后，值得技术人员注意的是，山于燃气轮机的效率虽然高，余热锅炉的循环效率、蒸汽参数处于低状态。同时，低压比的燃气轮机排气温度高，正气循环通过采用再热技术并且发挥其优势，能获取较佳的蒸汽部分效率。 对于联合循环而言，将燃气轮机排出的“废气”直接引入余热锅炉，随后加热水会产生出高温高压的蒸汽，最终推动汽轮机做功。因此，汽轮机的朗肯循环与 燃气轮机的布雷顿循环通过结合，能有效形成能源梯级的利用总能系统，实现较高的热效率，该方式属于联合循环，大多数联合循环系统应用于发电行业。优化设计过程中，技术人员在实际系统分析的基础上，需要加强理论的分析工作。对于理论分析而言，技术人员通过重视燃气-蒸汽联合循环的理论环节，在设计出一系列燃气-蒸汽联合循环发电系统的基础上，不断优化方案，并且依据热力系统实际情况，建立好模块化动态系统，同时技术人员通过改变燃气轮机负载工况，保障热力数据的稳定性，技术人员通过全面分析影响系统运行的效率，能够得出相应的数据信息。 2.3设备研发 对于大容量高效率的燃气轮机而言，其设计工作非常重要。在国际环境中，设计大型燃气轮机的企业包括MITSUBISH、GE、ALSTHOM、SIEMENS等。大型燃气轮机具有以下特点：环效率高，同时具有灵活方便的优势，因此，技术人员需要充分发挥其单机容量大的特点。但值得注意的是，由于大型发电燃气轮机通过进口进入，浪费了工厂的资源，因此技术人员需要不断改进该环节。 3 燃气蒸汽联合循环的技术探讨 3.1技术原理 由于燃气轮机循环吸热平均温度高，纯蒸汽动力循环放热平均温度低，把这两种循环联合起来组成燃气-蒸汽联合循环显然可以提高循环热效率。燃气-蒸汽联合循环发电机组（CCPP）技术就是充分利用钢铁联合企业高炉等副产煤气，最大可能地提高能源利用效率，发挥燃气-蒸汽联合循环优势的先进技术。根据各种煤气平衡富余情况，济钢按照高炉煤气和焦炉煤气以4：1的比例进行混合为低热值煤气作为燃机的燃料，一是提高高炉煤气的热值，二是全部回收低热值的高炉煤气。 3.2工艺流程 副产煤气从钢铁能源管网送来后经除尘器净化、混合，再经加压后与空气过滤器净化及加压后的空气混合进人燃气轮机燃烧室内混合

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

燃气-蒸汽联合循环发电

燃气-蒸汽联合循环机组概况 1.燃气轮机工作原理 燃气轮机的工作过程是，压气机连续地从大气中吸入空气并将其压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即进入燃机透平中膨胀做功，推动透平叶轮带着燃机发电机做功发电。燃气轮机静止起动时，需要将发电机转换为电动机用带动燃机旋转，待加速到一定转速后，启动装置脱扣，就可以以发电机形式来做功发电。燃气初温和压气机的压缩比，是影响燃气轮机效率的两个主要因素。提高燃气初温，并相应提高压缩比，可使燃气轮机效率显著提高。工业和船用燃气轮机的燃气透平初温最高达1200℃左右，航空燃气轮机的超过1350℃。目前美国通用电气最先进的9H型燃气轮机压缩比23.2，燃气透平初温1430℃。

2.燃气-蒸汽联合循环发电 燃气-蒸汽联合循环发电机组就是将燃气轮机的排气引入余热锅炉，产生的高温、高压蒸汽驱动汽轮机，带动汽轮发电机发电。其常见形式有燃气轮机、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、蒸汽轮机各分别与发电机组合的多轴联合循环。 目前，联合循环的热效率接近60%，“二拖一”的机组配置方式，提高了机组供热能力，整套机组的热效率比常规“一拖一”配置机组热效率高出0.6%，在冬季供暖期热效率高达79%。

燃气-蒸汽联合循环机组主要用于发电和热电联产，其具有以下独特的优点： ①发电效率高：由于燃气轮机利用了布朗和朗肯二个循环，原理和结构先进，热耗小，因此联合循环发电效率较高。 ②环境保护好：燃煤电厂锅炉排放灰尘很多，二氧化硫多，氮氧化物为200PPM。燃机电厂余热锅炉排放无灰尘，二氧化硫极少，氮氧化物为(10～25)PPM。 ③运行方式灵活：燃机电厂其调峰特性好，启停速度快，不仅能作为基本负荷运行，还可以作为调峰电厂运行。 ④消耗水量少：燃气一蒸汽联合循环电厂的蒸汽轮机仅占总容量的1／3，所以用水量一般为燃煤火电的1／3，由于凝汽负压部分的发电量在全系统中十分有限，国际上已广泛采用空气冷却方式，用水量近乎为零。 ⑤占地面积少：由于没有了煤和灰的堆放，又可使用空冷系统，电厂占地大大节

天然气能源与天然气联合循环发电

天然气能源 与天然气 联合循环发电 王铭忠 (国家电力公司热工研究院,陕西西安　710032) [摘　要]　天然气将成为21世纪人类的第一能源。天然气联合循环发电是当今世界先进的发电方式。 为适应我国经济高速发展的需要,有计划地发展一些天然气联合循环发电机组是必要的。目前我国的天然气价格比较高,若能将天然气价格降至0.80元/m3以下,则天然气联合循环发电的经济性将可与常规燃煤电站相竞争。 [关键词]　能源;天然气;联合循环;发电 [中图分类号]TK11 [文献标识码]A [文章编号]1002-3364(2001)04-0009-04 天然气是一种高热值清洁燃料。近年来,世界天然气的探明储量与产量都在明显增长,天然气的利用越来越引起人们的重视。能源专家预测,在近期的世界能源消费结构中,天然气比例将与石油相当,到2010年占40%,2050年将占50%。 1　发展天然气联合循环发电是社会经济发展的需要 1.1　经济发展带来的环境污染日益严重 我国在经济持续高速发展的同时环境污染日益严重,环境污染的最大来源是燃煤排放物。我国是以煤为主要一次能源的国家,在能源消费结构中,煤炭占75%。我国电力工业是用煤大户,因而也是造成环境污染的大户,全国形成酸雨的S O2有30%来自燃煤电厂。 日益严格的环保法规给电力工业发展带来极大压力。常规燃煤电站要增设高性能脱硫等净化装置,不仅造价高(约占电站全部投资的1/4～1/5),而且还会降低机组运行效率,增加运行成本。天然气联合循环发电是解决电站环境污染的重要出路。 1.2　适当调整我国能源结构势在必行 19世纪前期,人类以煤炭代替柴薪为主要能源,带来了世界资本主义的发展;20世纪中期开始的以石油代替煤炭为主要能源,带来了世界经济的繁荣。近年来随着世界天然气探明储量与产量的迅速增长,在21世纪初即将出现以更清洁的天然气代替石油为主要能源的又一次能源消费结构的大变革。预计2010年世界能源结构中天然气将达到35%～40%,而成为人类第一大能源。能源结构的变化反映着社会经济的进步,落后的能源结构必然不利于经济的发展。在经济高速发展时期,煤炭的开采速度将难以满足能源需要的高速增长。调整能源结构,适量增加石油、天然气消费比重,不仅可以弥补煤炭供应缺口,而且可以改善能源质量,将更有利于国家经济的发展。 我国当前能源结构的调整为发展天然气联合循环发电创造了可行条件。 热力发电?2001(4)9

大型天然气联合循环发电技术

大型天然气联合循环发电技术 Power Generation T echnology of Large-Scale Natural Gas –Fired Combined Cycle 浙江省电力设计院何语平 摘要：为配合“西气东输”和液化天然气（LNG）的输入，我国东部地区正在建设一批大型联合循环电厂。为了使建成后的电厂单位投资省、热效率高、投产后具有较好的效益，对大型天然气联合循环发电技术进行全面而系统的研究和优化至关重要。本文对影响大型天然气联合循环电厂效率的各种因素进行了研究，对联合循环系统的优化、燃气轮机选型、蒸汽系统的优化、参数选择、余热锅炉和汽轮机选型、机组轴系配置、动力岛布置等方面进行了深入的分析研究，并提出了明确的优化途径和结论。 关键词：天然气；联合循环发电 0 前言 我国东部地区经济发达，但一次能源匮乏。目前火力发电厂以煤炭消费为主，环境污染日趋严重。为了减少SO2排放并控制酸雨的危害，许多已投运的机组纷纷补上尾部烟气脱硫装置（FGD）。 为了优化能源结构、改善环境，国家决定利用西气东输，东海油气和进口液化天然气（LNG）等清洁能源，建设一批大型天然气联合循环电厂。 天然气是高效清洁能源，燃气-蒸汽联合循环机组燃用天然气将极大地改善环境污染问题。燃用天然气没有粉尘、没有灰渣。天然气几乎不含硫，因而几乎没有SO2排放。由于采用低NO x燃烧器，NO x 的排放也降到极低的程度。又由于天然气成分中主要是CH4，烟气中CO2的排放也大大减少。 近几年由于燃气轮机的单机功率和热效率有了很大程度的提高，特别是联合循环的理论研究、产品开发和电厂运行实践更趋成熟，目前大型燃气轮机的单机功率已超过250MW，热效率已超过36％；所组成的联合循环的功率已达到390MW，热效率也已达到56.7％~58.5％。其热效率之高，不仅远远超过现有燃煤蒸汽轮机电厂，甚至比超超临界参数的燃煤蒸汽轮机电厂还要优越。世界上的联合循环电厂正向大型化和高效化发展。 在电厂投资方面，根据华东地区西气东输的大型单轴联合循环机组（江苏戚墅堰、望亭、张家港、杭州半山，均为老厂扩建）的可行性研究统计，投资估算为3104元/kW~3356元/kW，比带脱硫装置的300MW燃煤蒸汽轮机电厂的造价低19.6％～25.7%。 我国天然气价格相对较高，为使建成后的电厂单位投资最省、热效率最高、投产后具有较好的效益，对大型天然气联合循环发电技术进行全面而系统的研究和优化至关重要。 1 联合循环系统优化 1.1提高联合循环效率的途径 图1 燃气循环 图2 蒸汽循环 图3 燃气-蒸汽联合循环

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。显而易见，这个系统热力循环的卡诺效率远远高于燃气轮机或蒸汽轮机热力循环的卡诺效率。由燃气轮机和蒸汽轮机组成的发电系统可以有多种组合形式，它们的共同点就是由燃气轮机完成热力循环的高温部分，而由蒸汽轮机完成热力循环的低温部分，从而获得具有较高卡诺效率的热力循环，这样的热力循环称为燃气—蒸汽联合循环。目前有所应用的燃气—蒸汽联合循环主要包括余热锅炉型、平行双工质型，增压锅炉型三种基本型式。不过，按照目前的燃气轮机技术特点和燃气初温水平，余热锅炉型联合循环的热效率比另两种联合循环的高，因此近些年来得到了快速的发展。而另两种联合循环除了热效率低以外，各自还有另外的缺点，使它们的应用和发展受到了限制。余热锅炉型燃气—蒸汽联合循环系统的组成和各部件特点按照前面的分析，最基本的燃气—蒸汽联合循环动力装置就是采用一种专门设计的锅炉，利用燃气轮机的高温排气作为锅炉的工作热源，产生蒸汽在蒸汽轮机中做功的系统。因为在这样的系统中，锅炉本身不消耗燃料，仅仅利用燃气轮机排气余热工作，所以叫做余热锅炉，因此上述系统也就称为余热锅炉型燃气—蒸汽联合循环系统，简称为HRSG-Repowering。在余热锅炉型联合循环基础上还发展出了多种衍生型式，包括补燃锅炉型联合循环、平行混合型联合循环、给水预热型联合循环等。不过这几种衍生型式多数用于对现有发电站进行

联合循环发电厂的特点及发展趋势

联合循环发电厂的特点及发展趋势 樊守峰程政[西北电力设计院] 2003-07-25 前言 与常规的燃煤电厂相比较，联合循环发电厂以其启动时间短、所需冷却水量少、占地面积小、建设周期短、环保效益明显，可有效地调整电力需求峰值等诸多优点而备受世界各国的重视。 近二十年来，美国、日本、英国、法国和韩国等国家都在大力兴建联合循环发电厂。在日本联合循环发电容量近五年内将翻一番[1]。我国的香港特别行政区建成世界上最大的联合循环发电厂-香港龙鼓联合循环电厂，设计容量为8台32万kw机组[6]。随着人们环境意识进一步地增强及黄金时间用电负荷需求的不断上升，在我国很有必要在天然气丰富地区大力发展联合循环发电厂。 1 联合循环构成方式及其各自的特点 1.1 按照燃烧方式的不同可分为： (1)排热回收型 图1为排热回收型联合循环发电厂主要系统构成简图，这种构成方式的特点是： (a)系统简单； (b)燃气轮机出力高； (c)启动时间短； (d)系统总效率与燃气轮机入口温度有关，即燃气轮机入口温度愈高，系统总效率愈高；

(e)汽轮机不可能单独运行。 (2)排气助燃型 图2为排气助燃型联合循环发电厂要系统构成简图，这种构成方式的特点是： (a)助燃量越大，汽轮机出力越大； (b)启动时间短； (c)汽轮机不可能单独运行； (d)助燃燃料量越大，凝汽器凝结水量越大。 (3)排气再燃型 图3为排气再燃型联合循环电厂主要系统构成简图，这种构成方式的特点是： (a)汽轮机出力大； (b)在利用全部燃气轮机排气的情况下，全厂效率最大；

（c）锅炉燃料消耗量与燃气轮机燃料消耗量无关； （d)燃气轮机和汽轮机可以单独运行； （e）运行控制系统复杂 (4）增压锅炉型 图4为增压锅炉型联合循环电厂主要系统构成简图，这种构成方式的特点是： (a)汽轮机出力大； (b)锅炉燃料消耗量受燃气轮机的限制； （c）燃气轮机和汽轮机不可能单独运行； （d）增压锅炉传热效率高，因此锅炉的传热面积及体积减小，但锅炉的耐压性要求高于其它锅炉。 (5)给水加热型 图5为给水加热型联合循环电厂主要系统构成简图，这种构成方式的特点是： (a)系统简单； (b)汽轮机出力大；

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—1430C，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—630C，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—33C，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600C，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 C以下，所以实际上只要有570—610C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

太阳能——天然气联合循环发电系统(ISCC)发电方式介绍

太阳能——天然气联合循环发电系统（ISCC） 1概述 太阳能——天然气联合循环槽式热发电系统(简称ISCCS，又叫一体化太阳能联合循环系统)是将槽式太阳能热发电系统与:燃气轮机发电系统相结合，以优化能源利用结构，提高能源利用效率。ISCC作为槽式太阳能热发电系统的一种新兴形式，己越来越多的受到国际社会关注。目前国际上已有多个ISCC项目正在实施阶段或已经建成发电。 2ISCC发电技术特点 ISCCS（Integrated Solar Combined Cycle System）是把槽式太阳能热发电与燃气轮机发电相结合的一种发电方式，见图1。该系统中做功工质的流程为：给水通过预热后，一路进入蒸汽发生器，利用太阳能集热器场收集的太阳热量来加热，产生微过热蒸汽。其中太阳能集热器场既可采用塔式集热场，也可采用槽式集热场。另一路进入余热锅炉继续加热，在余热锅炉的过热器前两路汇合，其余的流程与单独燃气——蒸汽轮机联合循环相同。该系统中太阳能蒸汽发生器提供了燃气蒸汽联合循环中余热锅炉生产蒸汽所需的部分热量。由于太阳能集热场提供了额外的热量，ISCCS方案较采用相同燃机配置的普通蒸汽——燃气联合循环可加热更多的循环工质，因此ISCCS方案中的汽轮机、余热锅炉预热段、过热段和汽轮机凝汽器都要比相应的联合循环方案中的大。在没有太阳能的情况下，联合循环部分可自行运行。太阳热能供应不足时，需要化石燃料来补充。 图1 ISCC电站工作原理图 ISCC发电技术将槽式太阳能热发电与燃气联合循环发电技术结合在一起，

具有如下特点：①发电热效率高。目前采用ISCCS的电厂净热效率可达60%以上，比常规大型天然气——蒸汽联合循环发电厂的热效率高15~20个百分点。②优越的环保特性。ISCC系统采用可再生能源——太阳能与清洁能源——天然气作为主要燃料，利用太阳能对周边环境无任何污染物排放，而天然气作为清洁能源其各种污染物排放量都远低于国际先进的环保标准，能满足严格的环保要求。 ③燃料适应性广。可燃用满足燃气轮发电机组的各种燃料，包括天然气、LNG、煤制天然气等。④节水。ISCC项目由于地处干旱、沙漠等太阳能资源丰富的地区，机组冷凝系统均采用空冷系统。且ISCC机组中蒸汽循环部分占总发电量的1/2，使ISCC机组比同容量的常规天然气——蒸汽联合循环发电机组的发电水耗大大降低。⑤可以实现多联产。ISCC项目本身为太阳能能热发电与天然气联合循环发电的结合体，通过利用太阳能热，还可以引入生物质燃料作为辅助热源，使资源得以充分综合利用，从而使ISCC项目具有延伸的产业链、发展虚拟环境记得技术优势。⑥替代常规能源实现CO2减排。ISCC项目利用可再生能源太阳能以及清洁能源天然气，可替代大量温室气体减排量，有助于申请CDM项目，获得技术或资金支持。⑦减少对电网影响。ISCC项日利用燃气轮发电机组作为稳定负荷，可避免纯槽式太阳能热发电项目受外部环境影响，负荷变化大，对电网的产生较大冲击。 3国外ISCC发电发展概况 近年来，世界范围内加快了ISCC技术的研究和发展步伐。目前国际上正在开发或建成运行的ISCC有：埃及Kuraymat电站、摩洛哥Ain Beni Mather电站、墨西哥Baja CaliforniaNorte电站、印度Mathania电站、阿尔及利亚Hassi R’Mel 电站、伊朗Yazd电站和约旦的Quwairah电站。 ISCC发电技术以其优越的环保性能、较高的热效率、节能、节水、负荷稳定、可商业化等优点，受到世界各国的广泛关注，是槽式太阳能热发电系统未来的发展方向。 4我国建设ISCC电厂的必要性 提高能源资源开发利用水平的需要 我国能源结构的显著特点是煤炭消费比重过高，这种一次能源消费结构源于我国能源资源的自然条件和开发利用水平，以煤为主的能源消费结构特点，造成