燃气-蒸汽联合循环热电联产发电机组的设计特点.pdf

第 3 5卷 第 3期 2 0 1 3年 3月 华 电技 术 Hu a d i a n Te c hn o l o g y Vo 1 3 5 No 3 Ma r 2 O1 3 燃气 一蒸汽联合循环热 电联产发 电机组 的设计特 点 郝相俊 山西省电力勘测设计院 山西 太原0 3 0 0 0 1 摘要 详细论述了我国首套以煤层气为燃料的 F级 二拖一 多轴燃气 一蒸汽联合循环热电联产发电机组的燃气系 统 主蒸汽及其旁路系统 供热系统 凝结水系统 辅助蒸汽系统及抽真空系统的设计特点 可为同类型机组的系统设计 提供借鉴 关键词 燃气 一 蒸汽联合循环机组 热电联产 煤层气 设计特点 中图分类号 T M 6 1 1 3 1 文献标 志码 A 文章编 号 1 6 7 4 1 9 5 1 2 0 1 3 O 3 0 0 2 0 0 2 1 机组概况 山西 国际电力集团有限公司太原嘉节燃气热电 联产工程是我 国首套燃用 煤层气 的 F级 二拖一 多轴燃气 一蒸汽联合循环热电联产发电机组 整套 联合循环机组包括 2套 F级燃气 轮机发电机组 2 套余热锅炉和 1套蒸汽轮机发电机组 该机组在供 热工况下的发 电出力 为 7 9 5 M W 对外供 热能力为 5 3 1 MW 年平均工况下的发电出力为 8 6 0 MW 燃气轮机发电机组采用东方 电气股份有限公 司 生产 的 M 7 0 1 F 4重型燃气 轮机发 电机组 机组在供 热工况下 的发 电出力为 3 2 4 MW 年平均工况下 的发 电出力为2 9 8 M W 余热锅炉采用东方电气股份有限 公司生产的卧式 自然循环 三压 无补燃 全封闭布 置余热锅炉 蒸汽轮机发电机组采用东方电气股份 有限公司的三压 再热 双缸 向下排汽 抽凝式供热 机组 机组在供热工况下 的发 电出力为 1 4 7 MW 年 平均工况下的发电出力为 2 6 4 MW 2 主要系统的设计特点 该工程主要系统流程如图 1所示 2 1 燃气 系统 该工程燃料采用管道煤层气 煤层气成分及基 本参数见表 1 为了使来 自厂外的管道煤层气品质和煤层气燃 烧所需的空气品质符合燃气轮机发电机组的要求 来 自 厂外的管道煤层气和燃烧空气在进入燃气轮机 前进行预处理 来 自厂外的管道煤层气经过物理关断门后首先 收稿 日期 2 0 1 2 1 0 2 9 进入调压站 在调压站 内 管道煤层气依次经过离 心分离器 粗精一体分离器 计量装置 调压模块或 增压模块进行除尘 过滤 计量 压力调节后 在燃气 轮机所要求的压力和流量下进人燃气轮机 的前置模 块 管道煤层气在前置模块 中经过进 一步处理 达 到燃气轮机所要求的压力 温度和流量后进入燃气 轮机 燃气燃烧所需 的空气经过吸气装置除去杂质后 进入空气压缩机 空气在空气压缩机内压缩后压力 和温度都升高 为 了保证压缩空气 的温度能够满足 燃气轮机 的要求 经压缩后的空气进入燃气轮机之 前需经过空气冷却器进行冷却处理 燃气和压缩空气在燃烧 室前经过预混 通过燃 料喷嘴喷入燃烧室后燃烧 燃烧后 的高温烟气进入 燃气轮机膨胀做功 带动燃气轮机转子转动 拖动燃 气轮机发电机发电 做功后 的烟气 通过烟道进 入余热 锅炉 在这 里 锅炉给水被高温烟气加热产生过热蒸汽 过热蒸 汽接至蒸汽轮机发电机组 拖动蒸 汽轮机发 电机发 电 冷却后 的烟气经处理后排人大气 2 2主要汽水 系统的设计特点 2 2 1 主蒸汽及其旁路系统 该机组采用 3压主蒸汽系统 高压主蒸汽 中压 主蒸汽和低压主蒸汽 旁路有高压旁路 中压旁路 和低压旁路 高 中 低压过热蒸汽分别 由每台余热锅炉的 高 中 低压过热器联箱 出口引 出 经止 回阀和 电动 关断阀后 与另一台余热锅炉的高 中 低压过热蒸 汽通过联通管联通或合成母管后 分别接至蒸汽轮 机发电机组 的高 中 低压主汽 门 拖动蒸汽轮机发 电机发 电 第3期 都相俊 燃气 一蒸汽联合循环热电联产发 电机组的设计特点 2 1 至烟囱 图 1系统流程 图 表 1 煤层气成分及基本参数 为了满足机组调峰和启 停的要求 每台余热锅 炉的高 中 低压过热蒸汽系统分别设置了高 中 低 压旁路系统 余热锅炉高压过热器出 口的蒸汽经过 高压旁路系统减压 减温后经低温再热蒸汽管道进 入余热锅炉再热器 余热锅炉中 低压过热蒸汽出口 的蒸汽可以分别经过中 低压旁路系统减压 减温后 进人排汽装置 2 2 2 供热系统 供热抽汽系统 主要 由 3部分组成 汽轮机中压 缸部分排汽接至热 网供热系统 中压主蒸汽经减 温 减压器后接至热网供热系统 低压主蒸汽接至热 网 供热系统 在冬季正常供热工况下 热网系统的供 热蒸汽来 自汽轮机中压缸排汽 在蒸汽轮机发生事 故或极端天气等情况下 余热锅炉来的蒸汽直接经 汽轮机高压旁路后至低温再热蒸汽管道 低温再热 蒸汽至余热锅炉再热器 自余热锅炉来的高温再热 蒸汽经减温减压器后进入热网加热器供汽系统 对 热网循环水进行加热 为了扩大供热面积 降低排烟温度 减少排烟热 损失 在余热锅炉的尾部增大省煤器加热器的受热 面积 在供热工况下 利用 2台省煤器再循环泵抽 取省煤器出口部分给水至热网系统 的水换热器 对 热网回水进行加热后 经再循环泵送 回省煤器人 口 2 2 3 凝结水系统 汽轮机排汽经过大排汽管道至空气冷却系统 在空气冷却系统凝结成水后回至排汽装置 排汽装 置 中的凝结水经 3台变频凝结水泵升压后依次经过 除铁过滤器 轴封冷却器后分别接至 2台余热锅炉 的低压省煤器 加热后进入带除氧器的低压汽包 轴封冷却器后接 出了 2路凝结水 凝结水再循环和 凝结水减温水 凝结水再循环管道经调解 阀后 接 至排汽装置 用以保证凝结水泵 流量和满足轴封 冷 却器冷却轴封漏汽的需要 凝结水减温水为中压旁 路阀 低压旁路阀 低压轴封供汽减温器 低温再热 蒸汽至轴封蒸汽减温器 高温再热蒸汽至热网供 汽 减温减压器 低压缸喷水等提供减温水 冬季供热 时 热 网疏水在正常工况下经过疏水 泵加压后输送至凝结水泵后的凝结水管道 与凝结 水合并后依次经过除铁过滤器 轴封冷却器和低压 省煤器加热后进人带除氧器的低压汽包 在事故工 况下 热网疏水接至余热锅炉定期排污水池 机组的启动注水和运行补水均 下转 第2 5页 第 3期 张丰收 等 回火温度对 P 9 2钢组织性能的影响 2 5 能能够满足标准要求且相差甚小 因此 在低温回 2 在A c线 以下 回火 冷却 速度 对材料硬度 火 过 料 竺 一 一 显 微 组 织 和 力 学 性 能 影 响 不 大 但 随 着 温 度 升 高 材 5 曼 苎 萋 料 度 著 A Y F 线 随着温度的提高 原马氏体组织 始分解 板 物组织 材料硬度值明显低于标准要求的下限值 丐x陬 1 8 0 H B 在8 3 0 时 硬度最低 而8 5 0 时 硬度 1 G B T 1 3 2 9 8 1 9 9 1 金相显微组织检验方法 s 略高于8 1 0 oC回火时的硬度 作者分析认为 材料中 2 G B 5 3 1 0 2 0 o 8 高压锅炉用无缝钢管 s 大量化合物析出使其硬度略有提高 该温度段力学 3 陈建康 6 6 0 Mw 锅炉采用 的 2种新钢材及焊接工艺 性能结果所示 抗拉强度明显下降 特别是温度在 J 华电 技术 2 o 1 0 3 2 5 6 8 7 0 o 二 8 5 0 火 苎 堡 譬 接 近 要 变 的 下 4 柯 文 石 刘 金 生 泄1 N 措 A寸 等 P 9 2 钢 主 蒸 汽 管 道 运 行 安 全 艮 曼 下 要 大 鼋 孽 号 性 和 寿 命 评 估 的 研 究 J 华 电 技 术 2 0 0 9 3 1 5 3 1 一 冲 击 功 影 响 不 大 由此可知 在这样 的条件下 材料 一 一 差 性 能 不 能 满 足 标 准 规 定 的 要 求 指 标 及 电 厂 使 用 5 闫 平 马 骏 彪 卞 小 军 等 P 9 2 钢 中 频 弯 管 技 术 研 究 及 应 3 7 7 0 7 9 0 8 1 0 cC时不同冷却方式下的试验 用 J 华电技 术 2 0 0 8 3 0 4 4 一 4 5 表明 在该温度段下 其抗拉强度 硬度及显微组织 本叉贡编 王书平 5 结论 师 从 事 金 属 材 料 试 验 和 检 验 方 面 的 工 作 E m i l 要 警 戛 委 篓 3结 论 机 组 启 动 注 水 接 至 凝 结 水 泵 后 的 管 道 经过除铁装 一 凝 结 水 泵 向 兰 簋 要 的 主 10要 汽0 I水 系 统 是 2 2 篓 委 篓 蓊 蓉 藉 的 需 要 以 中 辅 助 蒸 汽 系 统 用 于 满 足 机 组 启 动 时 汽 轮 发 电 机 聂 减 汽 统 机组在正常运行工况下 低温再热蒸汽经减压 参考文献 蒸 汽 供 至 辅 助 蒸 汽 联 箱 辅 助 蒸 汽 联箱 再 分