李崇祥主编-节能原理与技术-第5章.pptVIP

第5章 联合循环 要求: 1、了解联合循环的基本概念；熟悉联合循环的循环特点。 2、掌握整体煤气化和增压流化床联合循环的热效率计算 5.1 概述 5.1.1 联合循环的概念 燃气轮机平均吸热温度较高，进气温度达到1150℃左右，而排气温度也较高，在450～600℃之间，使之大量的热量排入大气。该装置热效率在36%左右， 蒸汽轮机进汽温度不可能很高，但是燃气动力循环具有一个明显的优点，那就是其循环放热的温度很低，一般为30～38℃，其装置热效率也不会超过42%。 要提高动力循环的热效率，可以利用燃气轮机循环吸热平均温度高和蒸汽轮机循环放热平均温度低的特点，把这两种循环联合起来组成燃气-蒸汽联合循环，其热效率将大大提高。 第5章 联合循环 5.1.2 联合循环的优越性 燃气-蒸汽联合循环的优点： 1、可以提高电站热经济性。 2、减少环境污染。 3、投资和运行费用低。 4、适用于少水与缺电地区。 5、运行高度自动化、启停迅速。 5.1.3 联合循环的发展情况 1、国外燃气-蒸汽联合循环的发展。 2、我国燃气-蒸汽联合循环发展情况。 5.1.4 燃气-蒸汽联合循环发展趋势 美国制订的ATS计划和GAGT计划的总体设想： 1、目标 2、技术措施 3、在燃煤技术方面 4、最终得益的估计 第5章 联合循环 5.2 联合循环的基本型式 燃气-蒸汽联合循环可分为： （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； 5.2.1 不补燃的余热锅炉联合循环系统 ～ ～ 空气 余热锅炉 燃料 压气机 发电机 发电机 汽轮机 凝汽器 【原理】把燃气轮机排气送入余热锅炉加热水，生产过热水蒸汽；水蒸汽引入汽轮机中做功发电，汽轮机排气再进入凝汽器中放热。 既增加了功率总输出，又利用了燃气轮机余热。 燃气轮机 第5章 联合循环 不补燃的余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环主要优点有： （1）热能转换效率高。 （2）基本投资费用低，结构简单，锅炉和厂房都很小。 （3）运行可靠性高。 （4）起动快。 图示为不补燃的余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环温熵图。 0 s T 1 13 5 3 2 12 11 6 4 9 8 7 10 【循环过程】1-2为空气在压气机中的压缩过程；2-3为空气和燃料在燃烧室内的燃烧过程；3-4为燃气在燃气轮机中的膨胀做功过程；4-5为煤气轮机 T-s图 第5章 联合循环 5.2.2 有补燃的余热锅炉型联合循环系统 ～ ～ 空气 余热锅炉 燃料 压气机 发电机 发电机 汽轮机 凝汽器 补燃燃烧器 燃气轮机 燃料 【原理】除燃气轮机排气引入锅炉外，还可补充部分燃料引入燃烧，使之汽轮机的容量增大。 排气放热过程；6-11为给水压缩过程；11-9为水及水蒸汽吸热过程；9-10为水蒸汽在汽轮机中做功过程；10-6为汽轮机排汽冷凝放热过程。 显然，联合循环的实质就是把燃气轮机的“布雷顿循环”与蒸汽轮机的“朗肯循环”叠加一起，组合成一个总的循环系统。 第5章 联合循环 有补燃的联合循环的主要优点： （1）装置的尺寸小、占地少、投资低。（2）运行机动性好。 （3）部分负荷工况下的装置热效率比较高。 （4）在余热锅炉中可以烧煤或其它劣质燃料。 （5）蒸汽参数不受燃气轮机排气温度的限制。 5.2.3 增压锅炉型联合循环 ～ ～ 燃气轮机 发电机 汽轮机 凝汽器 发电机 排气换热器 空气 压气机 燃料 增压锅炉 【特点】以压气机取代送风机，空气经压缩为0.6～1MPa后，引入增压锅炉，将增压锅 炉和燃气轮机的燃烧室后二为一。由于增压锅炉的排气需要通过燃气轮机，因而增压锅炉中只能燃烧液体燃烧或天然气，而不能直接烧煤。 第5章 联合循环 5.2.4 程氏双流体循环 程氏双流体循环也是一种燃气-蒸汽联合循环。 G 空气 15℃ 101kPa 14.63kg/s 燃料 补给水 15℃ 101kPa 2.28kg/s 504℃ 105kPa 17.24kg/s 354℃ 1159kPa 14.63kg/s 982℃ 1117kPa 17.24kg/s 水蒸汽477℃ 1276kPa 2.28kg/s 排气149℃ 101kPa 17.24kg/s 1 6 5 4 3 2 7 该循环中燃气与蒸汽是在同一台燃气轮机中膨胀做功的。有两种流体----燃气和蒸汽一起流经燃气轮机，因此起名为双流体循环。 程氏双流体循环的主体设备与余热锅炉型-蒸汽联合循环非常相近，但也有以下几点原则性的差别： (1)不再配置蒸汽轮机和凝汽器等设备。 第5章 联合