第2章联合循环的概念和典型方案

1、1燃气蒸汽联合循环西安交通大学西安交通大学能动学院叶轮机械研究所能动学院叶轮机械研究所 2内容提要内容提要第第1章章 中国的能源状况与电力工业的发展方向中国的能源状况与电力工业的发展方向第第3章章 燃气蒸汽联合性能分析燃气蒸汽联合性能分析第第4章章 余热锅炉型联合循环的变工况余热锅炉型联合循环的变工况第第5章章 联合循环中使用的蒸汽轮机联合循环中使用的蒸汽轮机第第6章章 余热锅炉与联合循环的汽水系统余热锅炉与联合循环的汽水系统第第7章章 整体煤气化联合循环整体煤气化联合循环第第8章章 增压流化床联合循环增压流化床联合循环3第2章 联合循环的概念和典型方案45F 燃料能量W 电站产生功QA 电站

2、向冷源放出热量（第一、第二章用以上符号）效率是经济性研究效率是经济性研究的最主要内容的最主要内容WF6789101112131415161718192021222324 开循环等效为循环本质差别，忽略空气和燃气的物性差别，忽略空气和燃气的质量差别（V94.3A空气流量645kg/s，燃气659kg/s)，主要用于定性分析。 定量分析时不应当使用上述替换方法。2526回热器回热器27回热器回热器2829前温利用技术前温利用技术30磁流体发电3132333435363738余热锅炉温差与吸热量之间的关系比热容：氢气：14.30kJ/(kgK)氦气：5.193kJ/(kgK)液氨：4.609kJ/(

3、kgK)水：4.184kJ/(kgK)锂： 3.60kJ/(kgK)39多压余热锅炉40机组机组型号型号燃机输出燃机输出功率功率(KW)燃机燃机效率效率(%)汽机输出汽机输出功率功率(kw)机组总功率机组总功率(KW)总供电效率总供电效率(%)131400(31800)26.0(26.2)17140(22000)48540(53800)40.2(44.3)266630(67470)29.1(29.3)31500(39000)98130(106470)41.9(46.2)373600(74530)27.9(28.1)36500(46000)110100(120530)41.7(45.4)说明：

4、1、表中多数是指15，0.1013MPa标准大气条件下，燃用轻油的“单 压汽水发生系统”的情况。 2、括号中的数据则是指烧天然气时的“双压汽水发生系统” 的情况411-除氧器 2-高压给水泵 3-除氧器储水箱 4-低压给水泵 5-低压锅筒 6-低压省煤器 7-低压蒸发器 8-低压蒸发器的循环泵9-高压省煤器10-低压过热器 11-高压锅筒12-高压蒸发器循环泵13-高压蒸发器14-高压第一级过热器 15-减温器16-高压第二级过热器17-燃气轮机 18-高压蒸汽透平19-低压蒸汽透平20-低压蒸汽旁通阀21-高压蒸汽旁通阀22-由凝结水处理厂来 23-会凝结水处理厂 24-主冷却水(海水) 2

5、5-凝结水泵 26-凝汽器424344n不补气补燃n补气补燃452）补气式：蒸汽流量和参数不再受限于燃气轮机参数， 一般4647484950n燃烧室与增压锅炉合二为一2）炉体选用昂贵的金属材料，成本很高；531-压气机 2-增压锅炉 3-燃气透平 4-高压蒸汽透平 5-低压蒸汽透平 6-发电机 7-凝汽器 8-凝结水泵 9-低压给水加热器10-中压给水加热器 11-除氧器12-给水泵13-高压给水加热器14-再热器（置于增压锅炉内）15-排气换热器54常规燃气蒸汽联合循环具有以下一些优点：常规燃气蒸汽联合循环具有以下一些优点：供电效率供电效率远远超过燃煤的蒸汽轮机电站；远远超过燃煤的蒸汽轮机电

6、站；在国外，交钥匙工程的在国外，交钥匙工程的比投资比投资费用大约为费用大约为500600美元美元/kW，它，它要比带有要比带有FGD的燃煤蒸汽轮机电站的燃煤蒸汽轮机电站(11001400美元美元/kW)低很多；低很多；建设周期建设周期短，可以按短，可以按“分阶段建设方针分阶段建设方针”建厂，资金利用最有效；建厂，资金利用最有效；用地用水都比较少；用地用水都比较少；运行高度自动化，每天都能起停；运行高度自动化，每天都能起停；运行的可用率高达运行的可用率高达85%95%；便于快速便于快速“黑起动黑起动”；由于采用天然气或液体燃料，由于采用天然气或液体燃料，污染排放污染排放问题解决得很彻底。问题解决

7、得很彻底。 一般来说，无飞尘，一般来说，无飞尘，SOx和和NOx也很少，特别是在燃烧天然气时，也很少，特别是在燃烧天然气时，还可以大大地减少还可以大大地减少CO2的排放量，当然，解决污染问题的功劳应归的排放量，当然，解决污染问题的功劳应归于所用的洁净燃料的特性。于所用的洁净燃料的特性。 57一拖一：一拖一：GT + HRSG + ST多拖一：多拖一：GTs + HRSG + ST单轴联合循环单轴联合循环多轴联合循环多轴联合循环单压单压双压双压三压三压再热再热非再热非再热5859注蒸汽循环60这种循环方案中，燃气与蒸汽是在同一台燃气透平中膨胀作功的。那时，有两种流体燃气和蒸汽一起流经燃气透平，这

8、就是双流体循环命名的渊源。由燃气透平排出的燃气与蒸汽的混合物将进人余热锅炉，在其中把余热传给余热锅炉的给水，使其变成过热蒸汽后返回到燃气轮机中去参与循环。余热锅炉后温度为149的燃气与蒸汽的混合物则将直接排入大气。 61双流体循环双流体循环的透平前温的透平前温T3 余热锅炉产余热锅炉产生的过热蒸生的过热蒸汽量汽量 62T3=T9； T4=T10；Tp=T7-T70；(T4-T8) 0，其中T8是余热锅炉出口主蒸汽的温度；T11-T60，其中T11是燃气离开余热锅炉时的温度，T6是给水进入余热锅炉时的温度； PsP1 ，其中是压气机的压缩比， Ps是主蒸汽的压力；P1s=P5。63公司商号公司商

9、号型号型号ISO基本功基本功率率 / k W供电效供电效率率/%压缩比压缩比空气质量流空气质量流量量/(kg/s)透平入口透平入口温度温度/其它其它AlisonEgnineCompany501-KHSteam675139.8912.618.62.722kg/s的的482.2的蒸汽的蒸汽GE船用船用与工业与工业LM2500-PH STIG2806041.0220.275.75807.2注入注入22680kg/h蒸汽蒸汽LM5000-PH STIG5110043.2031.0153.32757.236288kg/h高压高压蒸汽蒸汽18144kg/h低压低压蒸汽蒸汽Stewart& Stev

10、ensonTG-1600STIG-201690039.6525.152.62735453.6kg/h蒸汽蒸汽注入注入TG-2500STIG-502805041.020.075.75801.7TG-5000STIG-1205162043.831.4153.77787.8641-水处理设备2-高压锅筒 3-中压锅简 4-低压锅筒 5-余热锅炉 6-发电机 7-动力透平8-低压透平 9-高压透平 10-燃烧室 11-高压压气机 12-低压压气机 13-中间冷却器656667686970727374757677798081828384858687第2、3章主要知识点 （1）联合循环的基本原理是什么？）

11、联合循环的基本原理是什么？ 为什么联合循环的效率比燃气轮机和蒸汽轮机都高？为什么联合循环的效率比燃气轮机和蒸汽轮机都高？（2）什么是不补燃余热锅炉型联合循环？）什么是不补燃余热锅炉型联合循环？ 什么是补燃余热锅炉型联合循环？什么是补燃余热锅炉型联合循环？ 各有哪些优缺点？各有哪些优缺点？（3）热量损失与温差传热的区别以及对循环效率的影响）热量损失与温差传热的区别以及对循环效率的影响（4）什么是串行（串接）电站？）什么是串行（串接）电站？ 什么是并行（并接）电站？什么是并行（并接）电站？ 什么是串什么是串-并行电站？并行电站？ 在联合循环中如何区分串行和并行？在联合循环中如何区分串行和并行？ 串

12、行成分和并行成分如何影响电站效率？串行成分和并行成分如何影响电站效率？88（5）什么是注蒸汽循环？）什么是注蒸汽循环？ 注蒸汽循环中的串行和并行成分是什么？注蒸汽循环中的串行和并行成分是什么？ 如何提高注蒸汽循环的效率？如何提高注蒸汽循环的效率？ 注蒸汽循环的优缺点？注蒸汽循环的优缺点？（6）什么是湿空气透平（）什么是湿空气透平（HAT）循环？）循环？ HAT循环与注蒸汽循环的联系与区别？循环与注蒸汽循环的联系与区别？ 为什么为什么HAT循环的效率高？循环的效率高？（7）什么是增压余热锅炉型联合循环？）什么是增压余热锅炉型联合循环？ 增压余热锅炉型联合循环的优缺点是什么？增压余热锅炉型联合循环的优缺点是什么？ 增压与补燃余热锅炉型联合循环的区别和联系？增压与补燃余热锅炉型联合循环的区别和联系？第2、3章主要知识点 89（8）什么是单压、双压、多压余热锅炉和汽轮机？）什么是单压、双压、多压余热锅炉和汽轮机？ 联合循环中为什么采用双压和多压余热锅炉