燃气轮机基础知识解读.pptx

燃气轮机基础知识第一章 绪论 一、燃气轮机发电装置的组成 燃气轮机是近几十年迅速发展起来的热能动力机械。现广泛应用的是按开式循环工作的燃气轮机。它不断地由外界吸入空气，经过压气机压缩，在燃烧室中通过与燃料混合燃烧加热，产生具有较高压力的高温燃气，再进入透平膨胀作功，并把废气排入大气。输出的机械功可作为驱动动力之用。因此，由压气机、燃烧室、透平再加上控制系统及基本的辅助设备，就组成了燃气轮机装置。如果用以驱动发电机供应电力，就成了燃气轮机发电装置。 燃气轮机基础知识第一章 绪论 二、燃气轮机发展史 燃气轮机是继汽轮机和内燃机问世以后，吸取了二者之长而设计出来的。它是内燃的，避免了汽轮机需要庞大锅炉的缺点；又是回转式的，免去了内燃机中将往复式运动转换成旋转运动而带来的结构复杂，磨损件多，运转不平稳等缺点。但由于燃气轮机对空气动力学和高温材料的要求超过其他动力机械，因此，发展燃气轮机并使之实用化，人们为之奋斗了很长时间。从1891年英国人约翰·巴贝尔申请登记第一个燃气轮机设计专利算起，经过了半个世纪的奋斗，到1939年，一台用于电站发电的燃气轮机(400kW)才由瑞士BBC公司制成，正式投运。同时Heinkel工厂的第一台涡轮喷气式发动机试飞成功，这标志着燃气轮机发展成熟而进入了实用阶段，在此以后，燃气轮机的发展是很迅速的。由于燃气轮机本身固有的优点和其技术经济性能的不断提高，它的应用很快地扩展到了国民经济的很多部门。 首先在石油工业中，由于油田的开发和建设，用电量急剧增加。油田有充足的可供燃用的气体和液体燃料燃气轮机装置被广泛应用，除用于发电外，还在多种生产作业申用燃气轮机带动压缩机(例如天然气管道输送，天然气回注，气田采油等)和泵(例如原油管道输送和注水等)。 燃气轮机基础知识第一章 绪论 其他工业部门，如炼油厂、石油化工厂、化工厂、造纸厂等等；它们不仅需要机械动力，而且需要大量热(例如蒸汽)。这时用燃气轮机来功热联供，在满足这两方面需要的同时，还能有效地节能，故应用发展较快。 实践证明，燃气轮机作为舰船推进动力，其优点显著，特别是排水量为数千吨的军舰，近一、二十年来所建造的大多是用燃气轮机作为推进动力的，飞机上应用涡轮喷气发动机等航空燃气轮机时，不仅重量轻，功率大，且迎风面积小，效率高，适宜于高速飞行，故早在50年代就基本上取代了活塞式航空发动机。 近二十年来，燃气轮机在电站中得到了迅速的发展，这是要引起我们足够重视的。由于燃气轮机起动迅速，且能在无外界电源的情况下起动，机动性好，用它带尖峰负荷和作为紧急备用机组，可保证电网的安全运行，因而被广泛地应用。在进入八十年代以后，燃气轮机技术获得了迅速的发展，技术性能大幅度提高。 GE公司于2011年发布必威体育精装版9FB机型，单机功率291MW，联合循环功率444MW；简单循环燃机效率38.4％，联合循环效率达59.1%，并正在向60％迈进。 燃气轮机基础知识第一章 绪论 先进的燃气轮机已普遍应用模块化结构。运输、安装、维修和更换都比较方便，而且广泛地应用了孔探仪、振动、温度监控、焰火保护等措施，其可靠性和可用率大为提高，指标已超过了蒸汽轮机电站的相应指标。此外，在环保方面，出于燃气轮机的燃烧效率很高，排气干净，未燃烧的碳氢化合物，CO、S0X，等排放物一般的都能够达到严格的环保标准，再结合应用干式低NOX燃烧室、排气烟道中安装选择性催化还原装置(SCR)等技术措施，可施使NOX的排放低至9ppm，满足最严格的环保要求。因此，燃气轮机发电机组，特别是燃气-蒸汽联合循环机组已作基本负荷机组或备用机组得到了迅速的应用。 燃气轮机的发展主要还是圈绕着增加单机功率，提高效率和经济性，燃用多种燃料和廉价燃料，减少对环境的有害影响来进行的。诸如加强高温材料的开发，提高冷却技术，发展闭回路蒸汽冷却燃气轮机，发展新型航空改型燃气轮机，开发先进的燃气轮机循环，进一步发展清洁煤技术等等。燃煤的燃气-蒸汽联合循环是“煤的清洁燃绕”技术中最为令人瞩目的项目，是九十年代到下世纪之初最有发展前途的方式。到目前为止最具竞争力的方案有三个，即(1)增压流化床方案(PFBC);(2)增压流化床加炭化炉加顶置燃烧室方案(简称CPFBC燃气·蒸汽联合循环);(3)整体煤气化联合循环(IGCC)。 燃气轮机基础知识第一章 绪论 自1984年美国Coolwater电厂建成和投运以来，整体煤气化联合循环(IGCC)发电设备的优越性及其发展前景己为世人所共识。据不完全统计，正在兴建和规划中的IGCC电站项目共有27项，电站总功率8613MW，预期在近期内它们的