02燃气-蒸汽联合循环原理.ppt

* 1、注蒸汽循环的特点 注蒸汽位置 燃烧室中 压气机出口处 透平中间级 双压余热锅炉 * 1、注蒸汽循环的特点 注蒸汽循环机组的排气流量中增加了蒸汽流量，余热锅炉中可回收的热量增加，能产生更多的蒸汽，同时在燃烧室中注入蒸汽后，保持T3＊不变时燃料量要增加，故机组的功率可增加得更多。计算表明，对图⒉26所示机组，功率比原燃气轮机可增加75％左右，高于余热锅炉型联合循环的增加量。至于效率的提高，则与余热锅炉型联合循环的相近，可能达到相对提高40％～50％。 * 注蒸汽的燃气轮机，余热锅炉中产生的蒸汽在作功后成为排气的一部分排入大气，难以回收，因而余热锅炉的给水耗量大，使运行费用增加。 * 2、注蒸汽循环的热力过程 * 二、注蒸汽循环的热力性能 压比和温比的影响 转折点 * 2、注汽率的影响 * 3、燃气轮机本体 注蒸汽的燃气轮机目前都是用现有燃气轮机改型而成的。 考虑因素 透平通流部分的面积 转子的强度 * 改型的两种考虑原则 第一种是尽可能地按dηmax来确定注汽量，以更多地提高效率和增大功率，因而在调整通流部分以增加面积的同时，一般要提高转子的强度，改动的工作量较大。 第二种是在原有机组的强度允许范围内注入适量的蒸汽，这时只需适当增大透平通流部分的面积。按这种原则改型时，转子部分的结构可保持原状，改型方便，周期较短。当然，改型后机组效率和功率的提高将低于上面一种。 * 举例： 用LM5000三轴燃气轮机改型得到的机组，注蒸汽分为高压和低压两个部分（由双压余热锅炉供给），注汽率分别为7％和4.3％（注入蒸汽流量与压气机出口空气流量之比），高压蒸汽注入压气机出口和燃烧室中，低压蒸汽注入低压透平中。注蒸汽后机组功率由33210kw增至51520kw，增加55％，机组效率由36.4％提高到43.2％，相对提高18.7％。 该LM5000注蒸汽的燃气轮机，在去掉低压蒸汽注入而保留高压蒸汽注入时，功率变为46890kw，效率变为41.7％，均低于同时注入低压蒸汽时之值。 * 缺点： 注入的蒸汽随排气排至大气，现还未解决回收问题，故水耗量大，增加了运行成本； 为防止注入蒸汽所含杂质在高温下对透平叶片的腐蚀，对给水处理的要求很高，实践表明，即使在达到严格要求的条件下，透平叶片的寿命也要缩短，燃气轮机高温燃气通道检修的间隔时间将缩短很多。 * 燃气—蒸汽联合循环的分类 给水加热型 余热锅炉型 整体煤气化燃气—蒸汽联合循环（IGCC） 增压流化床燃气—蒸汽联合循环（PFBC-CC） 核电站TD循环 燃料电池联合循环 其它 * 给水加热型联合循环 * 余热锅炉型联合循环系统 一拖一：GT + HRSG + ST 多拖一：GTs + HRSG + ST 单轴联合循环 多轴联合循环 单压 双压 三压 再热 非再热 * 余热锅炉型联合循环系统 * 余热锅炉型联合循环(单轴） * 余热锅炉型联合循环（多轴） * 余热锅炉型联合循环电厂(多轴） * * * 整体煤气化燃气—蒸汽联合循环（IGCC） * 增压流化床蒸汽--燃气联合循环PFBC—CC PFB Combined cycle Sorbent Coal Combustor vessel Steam turbine Stack Filter Ash silo Miker Paste pump Condenser Gas turbine Cyclones Ash coolers Low pressure preheaters Bed reinjection Air Inter-cooler Ash coolers High pressure preheaters Feedwater pump Deaerator Economiser Water 815 ～ 925 ℃ 537 ～ 815 ℃ 半焦 蒸汽轮机 煤 增压 流化床 980 ～ 1092 ℃ 空气 脱硫剂 颗粒控制 燃烧器 燃气轮机 裂 解 气 化 炉 第二代增压流化床系统示意图 * 核电站TD循环 * 燃料电池联合循环 * 燃料电池联合循环 * 燃气轮机热电冷联供系统 * 微型燃气轮机 * 燃气轮机装置的技术经济性 装置体积小、重量轻 单机功率范围大 热效率高 比投资低 环境污染程度小 节省水、电、润滑油。 启动快、自动化程度高 维修快、运行可靠 燃料成本高 * 研究开发现状（发电用） 国际先进水平 单机功率：300MW 热效率： 简单循环 ~43% 联合循环 ~60% 燃气初温： ~1450°C 压比： ~24 组装GE公司9F机组: 单机功率：200MW 热效率：简单