燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)概述

電廠熱能動力裝置燃氣輪機與聯(lián)合循環(huán)重慶電力高等專科學(xué)校王磊1PART01課程要求2PART02燃氣輪機概述34目錄CONTENTS課程要求本課程為考查課，成績評定原則為：

平時作業(yè)占40%、課堂測驗占40%、考勤10%、學(xué)習(xí)態(tài)度紀律占10%。遲到扣2分，曠課扣4分；回答問題適當(dāng)加1-2分。作業(yè)畫圖用直尺，寫班級-姓名-學(xué)號，嚴禁“草書”成績評定燃氣輪機概述１.航空發(fā)動機及燃氣輪機。８.煤炭清潔高效利用。３７.發(fā)展儲能與分布式能源。５６.建設(shè)高效智能電力系統(tǒng)。５８.開工建設(shè)常規(guī)水電６０００萬千瓦。５９.核電運行裝機容量達到５８００萬千瓦，在建達到３０００萬千瓦以上。“十三五”國家戰(zhàn)略的百大工程項目適度發(fā)展燃氣發(fā)電，優(yōu)先布局在東中部。預(yù)計2020年氣電裝機約9800萬千瓦。我國天然氣資源不足，剩余探明儲量僅相當(dāng)于世界總儲量的2%，大規(guī)模發(fā)展氣電，氣源難以保障，且進口燃氣成本高，燃氣上網(wǎng)電價約0.75元/千瓦時左右，遠高于新能源和煤電。2025年，氣電裝機將達到1.52億千瓦，“十四五”新增氣電5400萬千瓦。主要分布在氣源有保障、電價承受力較高的東中部地區(qū)?！笆奈濉卑l(fā)展規(guī)劃燃氣發(fā)電主要作為調(diào)峰電源，推進熱電冷多聯(lián)供等分布式氣電建設(shè)。2035年、2050年氣電裝機分別為1.9億、2.3億千瓦。其中2050年分布式氣電約5000萬千瓦。東中部地區(qū)氣電占比在80%以上。2019年數(shù)據(jù)：全球?qū)⒔?4%的電量來自燃氣輪機發(fā)電，而中國燃機發(fā)電量僅占總發(fā)電量的3.17%；2021年1月，中國燃汽輪機發(fā)電裝機容量破1億kWh，約占電力總裝機容量4.5%。等級初溫（℃）效率（%)備注E1100~32E級到F級屬于改良F1300~35目前應(yīng)用最廣泛G1430~39.5F級到G級屬于質(zhì)變H1430~41H級葉片采用蒸汽冷卻2002年，沈陽黎明航空發(fā)動機集團與606所、清華大學(xué)、中科院工程熱物理研究所共同成立科研攻關(guān)團隊，開展R0110重型燃氣輪機設(shè)計與研制。2003年，R0110燃氣輪機的整體機件設(shè)計完成。2004年，R0110燃氣輪機的部件完成制造。2005年，R0110燃氣輪機的廠總裝完成制造。2006年，R0110燃氣輪機的完成試驗電站的72小時的考核運行。2008年3月，R0110燃氣輪機整機裝配完成制造。4月進行點火實驗驗證。2012年9月中國開始生產(chǎn)R0110重型燃氣輪機。2012年11月19日完成機組首次并網(wǎng)試驗。2012年12月15日完成單循環(huán)帶負荷連續(xù)72小時試運2013年11月29日10時順利通過168小時滿負荷試運十年磨一劍---第一臺燃機R0110功率：114.5MW熱效率：36%由中國東方電氣集團東方汽輪機有限公司自主研發(fā)的國內(nèi)首臺F級50MW重型燃氣輪機，于2019年11月27日順利實現(xiàn)滿負荷穩(wěn)定運行。東方電氣集團于2009年成立東方汽輪機G50發(fā)展中心，組建100余人科研團隊，先后投入近20億元資金推進F級50MW重型燃氣輪機研發(fā)攻關(guān)，陸續(xù)突破一系列關(guān)鍵技術(shù)，填補了高溫部件設(shè)計制造和試驗驗證技術(shù)上的空白。榮獲“2020年度央企十大國之重器”。重型燃氣輪機國產(chǎn)化之路---G50重型燃機的國產(chǎn)化之路---核心技術(shù)聯(lián)合循環(huán)概述PART01聯(lián)合循環(huán)聯(lián)合什么？為什么要采用聯(lián)合循環(huán)？聯(lián)合循環(huán)有幾種聯(lián)合形式，各有什么優(yōu)缺點？介紹常用聯(lián)合循環(huán)形式？第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)的熱力學(xué)原理目的：蒸汽輪機循環(huán)熱力系統(tǒng)燃氣輪機循環(huán)的熱力系統(tǒng)聯(lián)合循環(huán)的熱力系統(tǒng)熱機熱效率

一、蒸汽輪機循環(huán)熱力系統(tǒng)蒸汽輪機循環(huán)的熱力系統(tǒng)溫熵圖思考：如何提高蒸汽輪發(fā)電機組的效率？

二、燃氣輪機循環(huán)的熱力系統(tǒng)溫熵圖燃氣輪機循環(huán)熱力系統(tǒng)-壓氣機，燃燒室，透平4級1700℃-600℃，3MPa思考：如何提高燃氣輪機組的效率？

三、聯(lián)合循環(huán)聯(lián)合循環(huán)的熱力系統(tǒng)聯(lián)合循環(huán)的溫熵圖第二節(jié)聯(lián)合循環(huán)的類型及特點目的：學(xué)習(xí)余熱鍋爐型，補燃余熱鍋爐型，增壓鍋爐型；了解其優(yōu)缺點，適用條件；了解聯(lián)合循環(huán)的發(fā)展方向。余熱鍋爐補燃余熱鍋爐增壓鍋爐三種類型的聯(lián)合循環(huán)鍋爐的優(yōu)缺點？余熱鍋爐：設(shè)備簡單，可靠性高，余熱鍋爐受燃氣機排氣溫度影響。補燃和增壓鍋爐：在燃氣輪機排氣溫度低時，可以提高蒸汽參數(shù)和流量，從而使機組容量增大，效率提高，但只是在蒸汽參數(shù)受限的情況下才優(yōu)于余熱鍋爐。燃氣初溫在1250℃以下時，熱效率高于普通余熱鍋爐。聯(lián)合循環(huán)的發(fā)展-燃煤型的聯(lián)合循環(huán)增壓流化床聯(lián)合循環(huán)（PFBC）

增壓鍋爐具有潔凈燃煤特點的增壓流化床鍋爐，高溫高壓的煙氣需要經(jīng)過除塵、凈化后才能送入透平。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）多煤，少油，缺氣

使煤氣化成煤氣，凈化處理后代替天然氣供到常規(guī)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)中去。與常規(guī)的汽輪機循環(huán)相比，各種各樣的聯(lián)合循環(huán)均有著高效率、低污染、低水耗等最基本的優(yōu)點聯(lián)合循環(huán)的基本優(yōu)點低水耗低污染高效率第三節(jié)常規(guī)余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)目的：余熱鍋爐聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)立旁通煙道優(yōu)缺點聯(lián)合循環(huán)機組與常規(guī)蒸汽機組的比較聯(lián)合循環(huán)機組的優(yōu)缺點一、余熱鍋爐聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)-（多拖一）二、設(shè)立旁通煙道優(yōu)缺點優(yōu)點：啟停時，不必對燃氣輪機、余熱鍋爐和汽輪機的工作狀態(tài)進行嚴格協(xié)調(diào)，增加了運行調(diào)節(jié)的靈活性。缺點：投資加大，平時難免存在煙氣泄露損失。三、聯(lián)合循環(huán)機組與常規(guī)蒸汽機組的區(qū)別給水加熱系統(tǒng)（回?zé)岢槠┛諝忸A(yù)熱器除氧器充分利用煙氣余熱四、余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的優(yōu)缺點？優(yōu)點：啟停時間短，冷態(tài)啟動時間為180min；部分負荷下熱經(jīng)濟性高；占地面積小，投資費用低，建設(shè)周期短；管理費用低，運行可靠。四、余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的優(yōu)缺點？缺點：機組效率受環(huán)境溫度影響大；機組燃料只能用石油，天然氣或處理后的煤氣，維護費用高。機組的出力和效率受環(huán)境條件、特別是環(huán)境溫度的影響較大。對簡單循環(huán)的燃氣輪機而言，在額定環(huán)境溫度附近，環(huán)境溫度每提高10℃,出力降低4%?8%，效率降低0.8%?2%。對聯(lián)合循環(huán)機組而言，環(huán)境溫度每提高10℃，出力降低2%?5%，效率大體不變或略有升髙。上海電力牽頭籌建的漕涇電廠使用天然氣發(fā)電，為上?；@區(qū)提供電力并供熱，該電廠采購了2臺美國GE公司生產(chǎn)的300MW燃氣發(fā)電機，但由于核心技術(shù)受制于人，重要的檢修環(huán)節(jié)仍嚴重依賴GE公司，而不得不為此支付高昂代價。僅2009年-2011年間，漕涇電廠即為檢修維護花費了驚人的3.83億