01_03_常规余热锅炉型联合循环[上课课堂]

1、1课堂节课 2课堂节课 （1）设备：燃气轮机；余热锅炉；汽轮机 （2）方案： “一拖一”；“多拖一”（如“二拖一”、“三拖 一”等） 单轴方案；多轴方案（如双轴、三轴等） 3课堂节课 （1）不设给水回热加热系统 （2）除氧器与余热锅炉或凝汽器合为一体 旁通烟囱？ 蒸汽旁路？ 4课堂节课 （1）热效率：燃气轮机的轴功与汽轮机的轴功之和在 加入系统的燃料热中所占的比例 cc gtst f PP Q S P P cc st gt （2）功比率（蒸/燃功率比）：汽轮机的轴功与燃气轮 机的轴功之比 5课堂节课 ccgtgthst 1 S ccgth st gt 1 Qf gtQf 1gtQf 1gthQ

2、f 1 gthst Qf cc gtst f PP Q S P P cc st gt 6课堂节课 7课堂节课 8课堂节课 解解 （1）由 ccgtgthst 1得 cc0.385+(1-0.385)0.900.350.579 （2）由 0.385+(1-0.385)0.900.350.579 （2）由 gt st hgtcc S 1得 385. 0 35. 0 90. 0385. 01 cc S0.503 这样，联合循环的总功率应为 ccgtstgtcc SPPPP1260(1+0.503)390.8MW 9课堂节课 讨论： （1）该系统用效率不超过40%的单循环，轻易 地实现了效率为57%的

3、联合循环，复杂性没有提 高。这表明：联合循环确实高效，这是由其热 力学原理决定的。 （2）前已述及，联合循环中，汽轮机的功率一 般占总功率的30%35%，该题目很好地说明了 这一点。 10课堂节课 二 分设备效率对联合循环效率 的影响 11课堂节课 情况1. 燃气轮机、汽轮机和余热锅炉之中的一个 效率发生变化时，其它两个不受影响 将例题中的有关数据代 入，经计算得: C1=0.456 C2=0.335 C3=0.335 这表明：余热锅炉型联 合循环中，燃气轮机的影 响最大，汽轮机和余热锅 炉的影响相等，均比燃气 轮机影响小。 ccgtgthst 1 12课堂节课 情况2. 燃气轮机效率、汽轮机

4、效率和余热锅炉效 率中的一个发生变化时，其它两个中的一个或者 两个同时发生变化。 含义：在联合循环机组中，一个部件与其它部 件的联系非常紧密，它们相互影响、相互制约，一 个部件工作情况发生变化，其它部件的工作情况多 数会跟着发生变化。 对这种情况，只有在特定的条件下，才可以 从理论上作出分析。 13课堂节课 三 余热锅炉型联合 循环的基本特性 14课堂节课 主要优点：主要优点： 0 -20020406080 转速 出力 转速，出力（%） 时间（分） 用变频器起动 燃机点火 并网 通蒸汽 起动完成 20 40 60 80 100 1起停时间短，便于调峰运行 15课堂节课 2部分负荷下的热经济性高

5、 30 热效率（%） 020406080100 出力（%） 联合循环额定效率线 联合循环变工况效率 汽轮机变工况效率 5机运行 4机运行 3机运行 2机运行 1机运行 35 40 45 50 55 60 （前提：若干台同类型单轴机组或一台多轴机组 作为一个系统来管理，对负荷进行统一调度） 16课堂节课 3占地面积小 设备集成化程度很高，布置紧凑 *4比投资费用低 一般仅为燃煤蒸汽轮机电站的40% 70%。 5建设周期短 单轴机组：1824个月， 双轴机组增加1-2个月 6管理费用低 例：英国Rye House电厂，700MW功率的 “三拖一” 机组，常设员工数33人 17课堂节课 7机组的运行

6、性能高于或至少相当于 常规燃煤机组。 （1）可靠性 %100 PH FOHPH RE PH指定时间周期内的总时数，一般 以一年为周期，总时数为8760 小时 FOHPH内的故障停机时数 18课堂节课 （2）可用率 %100 PH UHPH AV PH指定时间周期内的总时数， 一般以一年为周期，总时数 为8760小时 UHPH内的故障停机、启动失败 和计划维修的时数 19课堂节课 （3）启动可靠性 %100 AS SS SR AS总的启动次数 SS在规定时间内成功启动的次数 20课堂节课 若干统计数字： 三菱公司（自己介绍）：F等级燃机及联合循环 机组的可靠性在99.3%以上。 美国国家电气可靠

7、性联合会通报：GE公司 50MW以上的燃机和联合循环机组的可靠性分别 为99.0%和98.3%，可用性分别为96.5%和95%。 更大范围内的统计表明，承担基本负荷天然气 联合循环机组的可用率一般为85%90%，而常规 燃煤机组的可用率一般仅为80%85%。 21课堂节课 主要缺点：主要缺点： 1机组的出力和效率受环境条件（特 别是温度）影响较大。 燃料 1 2 3 4 C B T G 对简单循环的燃机，环境温度每提高 10，出力约降4%8%，效率约降0.82个 百分点。 对联合循环机组，环境温度每提高10 ，出力约降低2%5%，效率略有降低或大 体不变。 22课堂节课 2常规联合循环机组只能

8、燃用石 油、天然气等优质燃料，当本地区 不具备这些资源时，燃料成本存在 某种不确定性。 燃天然气的联合循环机组在我 国是否具有经济性有待检验。 23课堂节课 长远看，联合循环机组应该具竞争力。 个人观点： 因为： （1）我国的天然气开发工作才刚刚开始，天 然气价格有一定下降空间； （2）随着环保标准的提高，燃煤发电的成本 必然会提高； （3）随着“分时段电价”政策的完善，燃天 然气联合循环机组调峰性能优良的特性会在经 济上得到体现。 24课堂节课 3在目前我国尚不能制造大型联 合循环机组、备品备件主要依赖 进口的情况下，机组的维护费用 存在变数。 建议：尽量不要用未经充分 验证过的机组 25课堂节课 习 题 1. 某发电用燃气轮机的设计功率270MW，循环效率为 0.39，现为其匹配一台热效率为0.92的余热锅炉和 一台循环