动力机械基础-联合动力循环.ppt

联合动力循环 * 90年代为了调峰，现在减碳 一、燃气-蒸汽联合循环 主要内容 二、IGCC与PFBC-CC的研究与开发 一、燃气-蒸汽联合循环 1、目的 2、型式 3、国内应用情况 4、缺点 1、目的：为了提高循环热效率 =（26~43）% 一般电厂总效率 电站锅炉效率： 管道效率： 若不计工质的漏失， 若计及工质的漏失， 汽机的相对内效率： 对于大型汽机工作过程的各段 机械效率： 循环热效率： 发电机效率： 其中： 燃气轮机的平均吸热温度较高（一般为1100~1200 ℃）， 但其平均放热温度也较高（一般为500~600 ℃） 蒸汽动力中，平均放热温度却很低（一般为30~38 ℃） 而其平均吸热温度不高（一般为540~560 ℃）， 将两种循环联合起来组成燃气-蒸汽联合循环，就能得到较高的 平均吸热温度和较低的平均放热温度，可使整个循环的热效率大大提高 平均吸热温度和平均放热温度 2、型式 （1）余热锅炉联合循环 （2）余热锅炉加补燃联合循环 （3）正压锅炉联合循环 （4）排气助燃联合循环 在燃气轮机后加装余热锅炉，利用燃机排气所具有的热能产生蒸汽， 驱动汽轮发电机发电 发电功率以燃机为主（占总发电量的65%~70%），汽机为辅（占 30%~35%） 汽机的容量，蒸汽参数和运行等受燃机容量和排气参数的影响和 限制，汽机不能单独运行 燃机可在简单循环方式下单独运行，但经济性很差 余热锅炉结构简单，但换热面积需很大 （1）余热锅炉联合循环： （2）余热锅炉加补燃联合循环： 在燃机和余热锅炉之间的排气通道中增加补燃装置，利用燃机排气 中含有的16%~18%的氧气助燃提高余热锅炉炉内烟气温度 通常补燃量占总燃料的20%~30% 可适当提高蒸汽参数，使整个循环热效率得到提高，汽机的功率 增大（其发电功率占总功率的50%） 实际的余热锅炉联合循环系统图： （3）正压锅炉联合循环： 采用正（增）压锅炉，同时产生高温高压蒸汽和燃气 循环热效率较高 正压锅炉内压力约为0.55MPa，燃烧迅猛，传热系数大为增加， 可以大大减少换热面积，缩小锅炉尺寸，减少设备造价和投资 燃机和汽机不能单独运行 只能使用气体和液体燃料 （4）排气助燃联合循环： 以燃机排气作为锅炉的助燃空气，既可以利用燃机排气中的 氧气，也可回收其热量 助燃锅炉的结构与普通电站锅炉相似，需送风机和空气预热器 锅炉燃料不受限制 可产生高参数蒸汽 燃机和汽机可分开运行 适合于对原有的中小型火电机组进行改造，既可以增加发电量， 节约投资，又可提高效率，延长中小型火电机组的寿命 3、国内应用情况 （1）1967年开始筹建，1971年在四川乐山建成燃气-蒸汽联合循环 试验电站： 正压锅炉型，燃料为天然气 容量为12MW （2）1987年在广东汕头建成燃气-蒸汽联合循环电站： 排烟温度为529 ℃~544 ℃ 排烟量为495.9 t/h 简单循环时出力为34.55MW，热耗率为11780KJ/KWh 联合循环时出力为34.10MW，热耗率为8032KJ/KWh 余热锅炉： 主蒸汽参数为4.0MPa，500℃ 最大蒸发量为 61 t/h 燃机： 汽机： 主蒸汽参数为3.6MPa，486℃ 主蒸汽流量为121.9 t/h 额定功率为34.5MW 联合循环的总效率达45.6% （3）近年来在江苏、上海、福建等地兴建并投运了许多新项目 高达： 调峰性能：启动12分钟到100%负荷。停机更快。 2台PG6551B燃机，每台38MW（冬天40MW），汽机：南汽15MW 余热锅炉：杭锅和703所各1台，中压3.5MPa，500℃，每台66t/h。低压送除氧器。 轻柴油：联合循环210~230g/kwh 单循环280g/kwh 天然气：联合循环0.3Nm3/kwh, 0.9元/kwh 油价1000多涨到8000多/吨,1.6元/kwh 燃机排烟温度504℃， 苏州工业园区蓝天燃气热电有限公司 由燃机分厂、第一热源厂、跨塘分厂、管网部构成 燃机分厂于2005年2月28日正式开工，在八个月的时间内完成了两台机组的安装及调试工作。2005年9月14日实现了一号机组的联合循环并网，2005年10月26日二号机组实现首次并网，装机总容量可达2×180兆瓦，最大对外供热能力可达每小时250吨。 第一热源厂建有二台德国进口的20吨/时LOOS 燃油锅炉， 跨塘分厂建有二台35吨/时国产锅炉，实际供热能力共为90吨/小时，发电能力6MW。 热网系统已经与燃机分厂的热网联网 ，热网管线累计达到32公里，最大供热能