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燃气—蒸汽联合循环发电机组最全讲解以及特点应用【涨知识】

来源: 发布时间:2018-06-15 09:52:14 浏览次数:26
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    目前电力行业侧重于发展300MW、600MW的大型火电机组,发展局部性集中供热的热电机组,而且要全面发展燃气-蒸汽联合循环发电机组,进而达到高效节能、深化电网能力的目的,这已变成未来中国电力发展的核心目标。通过燃气轮机设备和蒸汽动力设备联合循环发电可以在很大程度上提升热效率、节约建设成本,匹配于环保相关要求,其未来发展前景广阔。

    1燃气-蒸汽联合循环的概念

    一般来说燃气-蒸汽联合循环发电机组的核心设备包括:(1)燃气轮机;(2)余热锅炉;(3)汽轮机;(4)发电机;(5)凝汽器。在燃气轮机运转时,压气机在外部吸进空气,并将空气进行压缩,空气温度也随之增加,再把空气输入到燃烧室和喷入的燃料混合燃烧产生高温高压的燃气,输入燃气轮机内进行作功,进而带动发电机予以发电。燃气轮机的排气导入余热锅炉,进而产生高温高压,再利用蒸汽带动汽轮机进行发电。汽轮机排汽再输入至凝汽器内进行放热,凝结水又输送到余热锅炉,进而推动蒸汽动力循环。这样不仅提高了总输出功率,同时还利用了燃气轮机以及汽轮机的特性,促使循环的热效率增加。

燃气-蒸汽联合循环发电机组.png

    2燃气-蒸汽联合循环发电装置的基本特性

    我们都知道常规的火电机组因为其自身设备与系统的功能问题,它的热效率已无法有突破性的提升。相关数据显示,1996年国内火力发电机组的平均供电煤耗为每小时每千瓦0.409千克,若根据此数据进行换算,平均供电效率约30%。1989年4月日本大板发电厂正式投入商业运行的700MW超临界数值的汽轮发电机组,此发电机组以液化石油气为主要燃料,其发电效率为42%,此电站是目前世界最先进火电站的代表。而燃气-蒸汽联合循环发电装置的热效率则远超过上述数据。国内南京汽轮电机厂和美国6E企业合作生产的PG6551B型37MW燃气轮发电机组,其简单循环时的发电效率约31.5,若配置国产余热锅炉以及汽轮机,组成55MW,那么进行联合循环其发电效率则能够超过49%。伴随燃气轮机初温以及压气机压力的深入发展,燃气-蒸汽联合循环电厂的效率还能够有一定的发展空间,目前我们正向着65%的目标进军。

    目前国内大型燃气一蒸汽联合循环机组项目越来越多,基本采取由国外公司提供燃机成套设备的设计和供货,国内公司负责除燃机以外的电厂其余部分的设计和供货。由于对大型燃气机组设计缺乏了解,燃机电厂电气控制和继电保护方案基本上是参考相似容量的常规燃煤机组进行设计,但在实际工程中通过与国外公司进行多次设计联络和沟通发现,燃气机组运行方式和工艺系统与然煤机组有很多不同之处,因此在燃机发电机保护设计中不能简单套用常规燃煤机组的保护设计,应该针对燃机的特点进行设计,这样才能更好的满足燃机系统运行要求。    

  燃气—蒸汽联合循环发电讲解

    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。

    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。

    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。

  燃气—蒸汽联合循环发电流程图.png

    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。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。

燃气蒸汽联合循环供热机组主接线及厂用电接线

燃气蒸汽联合循环供热机组主接线及厂用电接线示意图.png

    燃气-蒸汽联合循环能够有效的应用在电网的调峰以及备用机组;冶金、炼油、化工等领域的余热利用;能源匮乏的东南沿海区域以及有天然气资源的



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