第2章聯(lián)合循環(huán)的概念和典型方案

1、1燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)西安交通大學(xué)西安交通大學(xué)能動學(xué)院葉輪機械研究所能動學(xué)院葉輪機械研究所 2內(nèi)容提要內(nèi)容提要第第1章章 中國的能源狀況與電力工業(yè)的發(fā)展方向中國的能源狀況與電力工業(yè)的發(fā)展方向第第3章章 燃氣蒸汽聯(lián)合性能分析燃氣蒸汽聯(lián)合性能分析第第4章章 余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的變工況余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的變工況第第5章章 聯(lián)合循環(huán)中使用的蒸汽輪機聯(lián)合循環(huán)中使用的蒸汽輪機第第6章章 余熱鍋爐與聯(lián)合循環(huán)的汽水系統(tǒng)余熱鍋爐與聯(lián)合循環(huán)的汽水系統(tǒng)第第7章章 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)第第8章章 增壓流化床聯(lián)合循環(huán)增壓流化床聯(lián)合循環(huán)3第2章 聯(lián)合循環(huán)的概念和典型方案45F 燃料能量W 電站產(chǎn)生功QA 電站

2、向冷源放出熱量（第一、第二章用以上符號）效率是經(jīng)濟性研究效率是經(jīng)濟性研究的最主要內(nèi)容的最主要內(nèi)容WF6789101112131415161718192021222324 開循環(huán)等效為循環(huán)本質(zhì)差別，忽略空氣和燃氣的物性差別，忽略空氣和燃氣的質(zhì)量差別（V94.3A空氣流量645kg/s，燃氣659kg/s)，主要用于定性分析。 定量分析時不應(yīng)當(dāng)使用上述替換方法。2526回?zé)崞骰責(zé)崞?7回?zé)崞骰責(zé)崞?829前溫利用技術(shù)前溫利用技術(shù)30磁流體發(fā)電3132333435363738余熱鍋爐溫差與吸熱量之間的關(guān)系比熱容：氫氣：14.30kJ/(kgK)氦氣：5.193kJ/(kgK)液氨：4.609kJ/(

3、kgK)水：4.184kJ/(kgK)鋰： 3.60kJ/(kgK)39多壓余熱鍋爐40機組機組型號型號燃機輸出燃機輸出功率功率(KW)燃機燃機效率效率(%)汽機輸出汽機輸出功率功率(kw)機組總功率機組總功率(KW)總供電效率總供電效率(%)131400(31800)26.0(26.2)17140(22000)48540(53800)40.2(44.3)266630(67470)29.1(29.3)31500(39000)98130(106470)41.9(46.2)373600(74530)27.9(28.1)36500(46000)110100(120530)41.7(45.4)說明：

4、1、表中多數(shù)是指15，0.1013MPa標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，燃用輕油的“單 壓汽水發(fā)生系統(tǒng)”的情況。 2、括號中的數(shù)據(jù)則是指燒天然氣時的“雙壓汽水發(fā)生系統(tǒng)” 的情況411-除氧器 2-高壓給水泵 3-除氧器儲水箱 4-低壓給水泵 5-低壓鍋筒 6-低壓省煤器 7-低壓蒸發(fā)器 8-低壓蒸發(fā)器的循環(huán)泵9-高壓省煤器10-低壓過熱器 11-高壓鍋筒12-高壓蒸發(fā)器循環(huán)泵13-高壓蒸發(fā)器14-高壓第一級過熱器 15-減溫器16-高壓第二級過熱器17-燃氣輪機 18-高壓蒸汽透平19-低壓蒸汽透平20-低壓蒸汽旁通閥21-高壓蒸汽旁通閥22-由凝結(jié)水處理廠來 23-會凝結(jié)水處理廠 24-主冷卻水(海水) 2

5、5-凝結(jié)水泵 26-凝汽器424344n不補氣補燃n補氣補燃452）補氣式：蒸汽流量和參數(shù)不再受限于燃氣輪機參數(shù)， 一般4647484950n燃燒室與增壓鍋爐合二為一2）爐體選用昂貴的金屬材料，成本很高；531-壓氣機 2-增壓鍋爐 3-燃氣透平 4-高壓蒸汽透平 5-低壓蒸汽透平 6-發(fā)電機 7-凝汽器 8-凝結(jié)水泵 9-低壓給水加熱器10-中壓給水加熱器 11-除氧器12-給水泵13-高壓給水加熱器14-再熱器（置于增壓鍋爐內(nèi)）15-排氣換熱器54常規(guī)燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)具有以下一些優(yōu)點：常規(guī)燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)具有以下一些優(yōu)點：供電效率供電效率遠遠超過燃煤的蒸汽輪機電站；遠遠超過燃煤的蒸汽輪機電

6、站；在國外，交鑰匙工程的在國外，交鑰匙工程的比投資比投資費用大約為費用大約為500600美元美元/kW，它，它要比帶有要比帶有FGD的燃煤蒸汽輪機電站的燃煤蒸汽輪機電站(11001400美元美元/kW)低很多；低很多；建設(shè)周期建設(shè)周期短，可以按短，可以按“分階段建設(shè)方針分階段建設(shè)方針”建廠，資金利用最有效；建廠，資金利用最有效；用地用水都比較少；用地用水都比較少；運行高度自動化，每天都能起停；運行高度自動化，每天都能起停；運行的可用率高達運行的可用率高達85%95%；便于快速便于快速“黑起動黑起動”；由于采用天然氣或液體燃料，由于采用天然氣或液體燃料，污染排放污染排放問題解決得很徹底。問題解決

7、得很徹底。 一般來說，無飛塵，一般來說，無飛塵，SOx和和NOx也很少，特別是在燃燒天然氣時，也很少，特別是在燃燒天然氣時，還可以大大地減少還可以大大地減少CO2的排放量，當(dāng)然，解決污染問題的功勞應(yīng)歸的排放量，當(dāng)然，解決污染問題的功勞應(yīng)歸于所用的潔凈燃料的特性。于所用的潔凈燃料的特性。 57一拖一：一拖一：GT + HRSG + ST多拖一：多拖一：GTs + HRSG + ST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)單壓單壓雙壓雙壓三壓三壓再熱再熱非再熱非再熱5859注蒸汽循環(huán)60這種循環(huán)方案中，燃氣與蒸汽是在同一臺燃氣透平中膨脹作功的。那時，有兩種流體燃氣和蒸汽一起流經(jīng)燃氣透平，這

8、就是雙流體循環(huán)命名的淵源。由燃氣透平排出的燃氣與蒸汽的混合物將進人余熱鍋爐，在其中把余熱傳給余熱鍋爐的給水，使其變成過熱蒸汽后返回到燃氣輪機中去參與循環(huán)。余熱鍋爐后溫度為149的燃氣與蒸汽的混合物則將直接排入大氣。 61雙流體循環(huán)雙流體循環(huán)的透平前溫的透平前溫T3 余熱鍋爐產(chǎn)余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸生的過熱蒸汽量汽量 62T3=T9； T4=T10；Tp=T7-T70；(T4-T8) 0，其中T8是余熱鍋爐出口主蒸汽的溫度；T11-T60，其中T11是燃氣離開余熱鍋爐時的溫度，T6是給水進入余熱鍋爐時的溫度； PsP1 ，其中是壓氣機的壓縮比， Ps是主蒸汽的壓力；P1s=P5。63公司商號公司商

9、號型號型號ISO基本功基本功率率 / k W供電效供電效率率/%壓縮比壓縮比空氣質(zhì)量流空氣質(zhì)量流量量/(kg/s)透平入口透平入口溫度溫度/其它其它AlisonEgnineCompany501-KHSteam675139.8912.618.62.722kg/s的的482.2的蒸汽的蒸汽GE船用船用與工業(yè)與工業(yè)LM2500-PH STIG2806041.0220.275.75807.2注入注入22680kg/h蒸汽蒸汽LM5000-PH STIG5110043.2031.0153.32757.236288kg/h高壓高壓蒸汽蒸汽18144kg/h低壓低壓蒸汽蒸汽Stewart& Stevenso

10、nTG-1600STIG-201690039.6525.152.62735453.6kg/h蒸汽蒸汽注入注入TG-2500STIG-502805041.020.075.75801.7TG-5000STIG-1205162043.831.4153.77787.8641-水處理設(shè)備2-高壓鍋筒 3-中壓鍋簡 4-低壓鍋筒 5-余熱鍋爐 6-發(fā)電機 7-動力透平8-低壓透平 9-高壓透平 10-燃燒室 11-高壓壓氣機 12-低壓壓氣機 13-中間冷卻器656667686970727374757677798081828384858687第2、3章主要知識點 （1）聯(lián)合循環(huán)的基本原理是什么？）聯(lián)合循環(huán)

11、的基本原理是什么？ 為什么聯(lián)合循環(huán)的效率比燃氣輪機和蒸汽輪機都高？為什么聯(lián)合循環(huán)的效率比燃氣輪機和蒸汽輪機都高？（2）什么是不補燃余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)？）什么是不補燃余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)？ 什么是補燃余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)？什么是補燃余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)？ 各有哪些優(yōu)缺點？各有哪些優(yōu)缺點？（3）熱量損失與溫差傳熱的區(qū)別以及對循環(huán)效率的影響）熱量損失與溫差傳熱的區(qū)別以及對循環(huán)效率的影響（4）什么是串行（串接）電站？）什么是串行（串接）電站？ 什么是并行（并接）電站？什么是并行（并接）電站？ 什么是串什么是串-并行電站？并行電站？ 在聯(lián)合循環(huán)中如何區(qū)分串行和并行？在聯(lián)合循環(huán)中如何區(qū)分串行和并行？ 串行成分和

12、并行成分如何影響電站效率？串行成分和并行成分如何影響電站效率？88（5）什么是注蒸汽循環(huán)？）什么是注蒸汽循環(huán)？ 注蒸汽循環(huán)中的串行和并行成分是什么？注蒸汽循環(huán)中的串行和并行成分是什么？ 如何提高注蒸汽循環(huán)的效率？如何提高注蒸汽循環(huán)的效率？ 注蒸汽循環(huán)的優(yōu)缺點？注蒸汽循環(huán)的優(yōu)缺點？（6）什么是濕空氣透平（）什么是濕空氣透平（HAT）循環(huán)？）循環(huán)？ HAT循環(huán)與注蒸汽循環(huán)的聯(lián)系與區(qū)別？循環(huán)與注蒸汽循環(huán)的聯(lián)系與區(qū)別？ 為什么為什么HAT循環(huán)的效率高？循環(huán)的效率高？（7）什么是增壓余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)？）什么是增壓余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)？ 增壓余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的優(yōu)缺點是什么？增壓余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的優(yōu)缺點是什么？ 增壓與補燃余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的區(qū)別和聯(lián)系？增壓與補燃余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的區(qū)別和聯(lián)系？第2、3章主要知識點 89（8）什么是單壓、雙壓、多壓余熱鍋爐和汽輪機？）什么是單壓、雙壓、多壓余熱鍋爐和汽輪機？ 聯(lián)合循環(huán)中為什么采用雙壓和多壓余熱鍋爐