《燃气轮机与联合循环》第一章联合循环概论.ppt

燃气轮机与联合循环 第一章 联合循环概论 能源与动力学院 第一节 联合循环的热力学原理 一、汽轮机循环与燃气轮机循环的局限性 热机的热效率可以表示为： 若想效率升高：则需提高平均吸热温度； 或需减低平均放热温度（冷源温度） 第一节 联合循环的热力学原理 一、汽轮机循环与燃气轮机循环的局限性 燃气轮机循环的工作过程： 两者效率接近，略高于40%。 汽轮机循环利用蒸汽在常温下凝结的特性，工质平均放热温度很低，达到了环境温度，但工质平均吸热温度不高，往往为500—600℃（受到金属材料的限制）。 燃气轮机循环的工质平均吸热温度很高，燃气初温达到了1300—1500℃，但工质平均放热温度不低，排气温度往往为500—600℃，大功率燃气轮机的排气温度则高达550—610℃。（受到压比得限制） 燃气轮机组优点： （1）整个装置体积小、重量轻、金属及其他材料耗量少、造价较低； （2）占地少，约为常规火电厂的1/4； （3）安装周期短，维修简单； （4）冷却用水少，约为常规电厂的1/3~1/2； （5）能快速启动和带负荷（30s~30min内）； 二、联合循环的热力学原理 燃气轮机组缺点： （1）采用昂贵的天然气、石油等轻质燃料； （2）压气机耗费功率大（约为燃气轮机功率的2/3或更多）； （3）放热温度高达400~650℃； 二、联合循环的热力学原理 二、联合循环的热力学原理 燃气-蒸汽联合循环，将燃气轮机排出的温度较高的废热，用以加热蒸汽循环，其主要特点： （1）提高热经济性，只要汽轮机和燃气轮机容量匹配，正确选择各项参数和热力系统，其热效率可提高到45%； （2）减轻公害，由于利用了燃气轮机的废热，蒸汽锅炉的有害气体排放可以大为减少； （3）适用于缺水地区或水源较困难的坑口电站； （4）改造旧电站，旧电厂改造锅炉报废，可以继续使用汽轮机，若配以容量匹配的燃气轮机，改造成燃气-蒸汽动力循环，可提高热效率； 二、联合循环的热力学原理 第二节 燃气-蒸汽联合循环的类型及特点 一、燃气-蒸汽联合循环的类型 二、基本形式的联合循环 按照燃气循环排气放热量被蒸汽循环全部或部分利用的不同情况，可以分为三种类型： （1）余热锅炉联合循环； （2）补燃余热锅炉联合循环； （3）增压锅炉联合循环； （1）余热锅炉联合循环 特点： 以燃气轮机为主，汽轮机容量约为燃气轮机的1/3左右； 适用于旧、小蒸汽动力厂的改造； 若燃气轮机的进气温度为1000℃，其热效率可以达到40%~45%； 汽轮机不能单独运行； 二、基本形式的联合循环 （2）补燃余热锅炉联合循环 特点： 除燃气轮机排气进入锅炉外，还可补充部分燃料； 随着补充燃料增加，汽轮机容量可增加； 补充燃料可以是煤或其他廉价燃料； 随着补燃量增加，冷却水量增加； 汽轮机不能单独运行； 二、基本形式的联合循环 （3）增压锅炉联合循环 特点： 以压气机代替锅炉的送风机； 锅炉与燃烧室合二为一； 锅炉体积可减小； 锅炉启动只需7~8min； 汽轮机不能单独运行； 二、基本形式的联合循环 三、燃煤型联合循环 1959年，我国从瑞士BBC引进了两台6.2MW燃气轮机列车电站； 我国首座燃气电厂建于大庆油田； 70年代初，我国开始研制联合循环，天津第二热电厂用哈尔滨汽轮机厂生产的2.24MW燃气轮机建成补燃余热锅炉型联合循环； 上海宝钢电厂利用高炉煤气，于1996年建成一座150MW的余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环热电联产装置； 浙江镇海电厂正在建两套300MW烧重油的联合循环装置 四、联合循环发展 * 五、联合循环优点 基本特点：高效率、低污染、低水耗 燃油（气）联合循环： 系统简单、启停机快、比投资费用低； 燃煤联合循环： 可燃用高硫、高灰分、低热值劣质煤。） 一、设备与系统 1、配置方案（几拖几） （1）方案：一台燃气轮机+一台余热锅炉+一台汽轮机（1拖1） n台燃气轮机+n台余热锅炉+一台汽轮机（n拖1） 常见： （2拖1） （2）布置方式：单轴 多轴 第三节 常规余热锅炉联合循环 余热锅炉型联合循环电厂(单轴） 燃气轮机与联合循环 第一章 联合循环概论 能源与动力学院