燃氣-蒸汽聯(lián)合發(fā)電原理介紹

1、 天然氣氣火力發(fā)電發(fā)電原理 發(fā)電發(fā)電原理介紹紹 發(fā)電的實質 天然氣發(fā)電和煤發(fā)電的比較 燃煤電廠生產(chǎn)工藝流程： 天然氣發(fā)電原理介紹 l天然氣發(fā)電的流程和使用的設備與燃煤電 廠不同，天然氣發(fā)電生產(chǎn)流程為: l燃氣輪機排氣溫度可高達500，通過廢熱鍋爐 產(chǎn)生的蒸汽既進一步用來發(fā)電，也可用來供熱。 l燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠的熱效率則高達60%。 燃氣輪機發(fā)電機組 燃氣輪機 壓氣機 燃燒室 燃氣透平 燃氣輪機工作原理 四個工作過 程 1、壓氣機的壓縮過程。 2、燃燒室中的燃燒加熱過程。 3、透平中的膨脹做功過程。 4、大氣中的自然放熱過程。 天然氣發(fā)電原理介紹 按結構形式分：按結構形式分： 航機改裝型，也

2、稱為輕型燃氣輪機。航機改裝型，也稱為輕型燃氣輪機。 航改型航改型 天然氣發(fā)電原理介紹 按結構形式分：按結構形式分： 工業(yè)型，也稱為重型燃氣輪機；工業(yè)型，也稱為重型燃氣輪機； 工業(yè)型工業(yè)型 燃氣輪機 燃氣輪機的特點 優(yōu)點優(yōu)點 缺點缺點 優(yōu)點優(yōu)點 缺點缺點 某些典型的燃氣輪氣輪機發(fā)電發(fā)電機組組的性能參數(shù)參數(shù) 公司名稱機組型號 ISO基本 功率MW 壓比 燃氣初溫 （） 供電效率 （%） 單位售價美 元/ GE發(fā)電 PG9231（ EC） 169.014.2128834.93183 PG9231（F A） 226.515.0126035.66188 ABB GT13E2164.315.035.712

3、10 GT26240.030.0131035.79204 Siemens（KW U） V643A70.016.6131036.81319 V843A170.016.6131038.00 V943A240.016.6142738.00198 西屋 501G235.219.2134939.00180 701F236.715.6116036.77187 GE船用與工業(yè) LM6000-P A 41.229.639.78296 R-R公司Trent51.1935.0121141.57304 惠普F1825.4220.338.13362 燃氣氣蒸汽聯(lián)聯(lián)合循環(huán)環(huán) 蒸汽輪機和燃氣輪機發(fā)電機組的供電效率都已達

4、到40% 思路：思路： 2 1 1 T T 熱力循環(huán)的熱效率只取決于其吸熱平均溫度T1和放熱平均溫度T2。 利用簡單燃氣輪機循環(huán)吸熱平均溫度高和純蒸汽輪機循環(huán)放熱 平均溫度低的特點。 燃氣輪機的燃氣初溫高達12001500，排氣溫度高達 500 。先進的蒸汽輪機，排汽溫度只有幾十度，鍋爐的 排煙溫度一般只有110200。 燃氣氣蒸汽聯(lián)聯(lián)合循環(huán)環(huán) 形式形式 ： 單軸聯(lián)合循環(huán)單軸聯(lián)合循環(huán) 多軸聯(lián)合循環(huán)多軸聯(lián)合循環(huán) 組成：組成：燃氣輪機及發(fā)電機與余熱鍋爐、蒸汽輪機共同組成的燃氣輪機及發(fā)電機與余熱鍋爐、蒸汽輪機共同組成的 循環(huán)系統(tǒng)，它利用余熱鍋爐回收燃機排氣的部分熱能，產(chǎn)生蒸循環(huán)系統(tǒng)，它利用余熱鍋爐回

5、收燃機排氣的部分熱能，產(chǎn)生蒸 汽以推動蒸汽輪機發(fā)電，或將部分發(fā)電作功后的乏氣再用于供汽以推動蒸汽輪機發(fā)電，或將部分發(fā)電作功后的乏氣再用于供 熱。熱。 最高效率：最高效率：58.5% 用途：用途：發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)。 某些聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的性能參數(shù) 公司 名稱 機組型號 ISO基本 功率（MW） 供電效率 （%） 所配燃氣 輪機的情況 單位售價美元/kW GE發(fā)電 S-109EC259.653.51臺MS9001EC s-109FA384.554.81臺MS9001FA255 S-209FA700.855.12臺MS9001FA238 ABB KA13E2-1241.652.51臺13

6、E2，雙壓蒸汽輪機 KA13E2-1244.253.01臺13E2，雙壓蒸汽輪機282 KA13E2-2490.853.32臺13E2，雙壓蒸汽輪機 KA13E2-3737.353.43臺13E2，雙壓蒸汽輪機255 KA13E2-4983.553.54臺13E2，雙壓蒸汽輪機 KA26-1361.556.91臺13E2，雙壓蒸汽輪機262 KA26-2725.957.12臺13E2，雙壓蒸汽輪機 Siemens KWU GDU194.2235.051.91臺V94.2255 GDU1S.94.3A254.057.21臺V94.3A 西屋 1X1501F250.554.81臺501F 1X15

7、01G248.858.01臺501G 2X1501G697.658.02臺501G 效率高效率高 天然氣發(fā)電原理介紹 天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工藝流程圖 燃氣氣蒸汽聯(lián)聯(lián)合循環(huán)環(huán)系統(tǒng)統(tǒng) B G G 天然氣 空氣 燃氣輪機 蒸汽輪機 余熱鍋爐型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán) 余熱鍋爐 有補燃型方案 補 燃 燃液（氣）聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng) 有補燃型方案 余熱鍋爐 1. 高壓煙氣入口及不銹鋼煙道 2. 高壓過熱器 3. 再熱器 4. 天然氣及柴油補燃器和過濾裝置 5. 高壓鍋爐區(qū)及降水線 6. 高壓汽包 7. 一氧化碳轉換器及催化劑減量裝置 8. 中壓過熱器 9. 高壓降壓區(qū) 10.中壓鍋爐區(qū)及降水管 11.中壓降壓區(qū) 12.

8、低壓鍋爐部分及降水管 13.煙氣冷凝器(給水預熱器) 14.中壓汽包 15.低壓汽包(內設與集水器相連裝置) 16.集水器 17.煙囪 18.操作平臺及樓梯 燃氣氣蒸汽聯(lián)聯(lián)合循環(huán)環(huán)系統(tǒng)統(tǒng) 熱功轉換效率高； 基本投資費用低，結構簡單，鍋爐和廠房 都很小； 起動快，大約在1820min內便能使聯(lián)合循 環(huán)發(fā)出2/3的功率，80min內發(fā)出全部功率 。 無補燃型天然氣聯(lián)合循環(huán)的主要優(yōu)點： 燃氣氣蒸汽聯(lián)聯(lián)合循環(huán)環(huán)系統(tǒng)統(tǒng) 運行機動性好； 部分負荷工況下裝置熱效率比較高； 蒸汽參數(shù)不受燃氣輪機排氣溫度的限制，可 以采用效率較高的蒸汽輪機底循環(huán)與之匹配 ，機組的總功率較大。 有補燃型聯(lián)合循環(huán)的主要優(yōu)點是： 天

9、然氣發(fā)電的優(yōu)點 效率高、污染輕、耗水量少。效率高、污染輕、耗水量少。 起停時間短，便于調峰運行：冷態(tài)（起停時間短，便于調峰運行：冷態(tài)（36h36h以上）啟動時間不超過以上）啟動時間不超過180min180min； 溫態(tài)（溫態(tài)（1036h1036h）不超過）不超過140min140min；熱態(tài)（；熱態(tài)（110h110h）不超過）不超過80min80min，20min20min可并可并 網(wǎng)；極熱態(tài)（網(wǎng)；極熱態(tài)（1h1h以下）不超過以下）不超過60min60min。 占地面積?。阂慌_占地面積小：一臺60MW60MW燃煤機組占地相當于燃煤機組占地相當于3 3臺臺35MW35MW等級的燃氣機組用等級的燃

10、氣機組用 地，單位功率用地可減少地，單位功率用地可減少40%40%。 比投資費用低：為燃煤機的比投資費用低：為燃煤機的4070%4070%。 建設周期短：大型機組建設周期短：大型機組18241824個月。個月。 管理費用低；運行人員少。管理費用低；運行人員少。 運行性能高于燃煤機組：可靠性達運行性能高于燃煤機組：可靠性達99%99%以上，運行利用率達以上，運行利用率達8590%8590%。 多軸、單軸布置的比較較 可輪流檢修系統(tǒng)內的燃機，可輪流檢修系統(tǒng)內的燃機， 但檢修汽輪機時，整套機組但檢修汽輪機時，整套機組 都要停運或者只能維持簡單都要停運或者只能維持簡單 循環(huán)運行。循環(huán)運行。 采用增減運

11、行燃機臺數(shù)的采用增減運行燃機臺數(shù)的 方法來滿足調峰需求，汽方法來滿足調峰需求，汽 輪機始終處于正常工作狀輪機始終處于正常工作狀 態(tài)，所以機組可更加快速態(tài)，所以機組可更加快速 地增減負合，調峰性能好。地增減負合，調峰性能好。 運行靈運行靈 活性活性 額定工額定工 況效率況效率 調峰調峰 性能性能 運行運行 維護維護 若配置旁通煙若配置旁通煙 囪，燃機可單獨囪，燃機可單獨 運行。運行。 因所配汽輪機容量大，因所配汽輪機容量大， 故效率較高。故效率較高。 多軸、單軸布置的比較較 需按單元進行檢修。 采用增減運行單元數(shù)的方采用增減運行單元數(shù)的方 法來滿足調峰需求，汽輪法來滿足調峰需求，汽輪 機需時常停

12、機和再起動，機需時常停機和再起動， 所以大幅度調峰性能不太所以大幅度調峰性能不太 好。好。 運行靈運行靈 活性活性 額定工額定工 況效率況效率 調峰調峰 性能性能 運行運行 維護維護 需單元運行，需單元運行， 燃機不可單獨運燃機不可單獨運 行。行。 因所配汽輪機容量小，因所配汽輪機容量小， 效率稍低，但對大功效率稍低，但對大功 率機組，這一缺點并率機組，這一缺點并 不明顯。不明顯。 聯(lián)合循環(huán)單軸和多軸的選擇 聯(lián)合循環(huán)單軸和多軸的選擇應結合具體工 程實際, 綜合考慮資金的籌措、電負荷的性 質、現(xiàn)場條件等因素, 經(jīng)過技術經(jīng)濟比較確 定。 主廠房布置規(guī)定 燃機電廠的主廠房布置應適應電力生產(chǎn)的工藝流程要求及 按設備型式確定，并做到設備布局和空間利用合理，管線 連接短捷、整齊，廠房內部設施布置緊湊、恰當，巡回檢 查的通道暢通，為燃機電廠的安全運行、檢修維護創(chuàng)造良 好的條件。 主廠房內的空氣質量、通風、采光、照明和噪聲等應符合 現(xiàn)行有關標準的規(guī)定；設備布置應采取相應的防護措施， 符合防火、防爆、防塵、防潮、防腐、防凍、防噪聲等有 關要求。 主廠房布置應根據(jù)燃機電廠總體規(guī)劃要求，考慮擴建的可 能性。 聯(lián)合循環(huán)燃機電