燃气―蒸汽联合循环机组探究

1、燃气一蒸汽联合循环机组探究【摘要】对燃气-蒸汽联合循环机组的性能优点进行了分 析，并结合工程实例，对其在实际应用中需要注意的问题和 相应的安全防范措施进行了阐述。【关键词】燃气-蒸汽联合循环机组；性能；安全防范 前言随着社会经济的发展，人们的生活水平得到了极大提 高，对于自身的生活环境也提出了更高的要求，各种为人们 生活提供方便的家用电器和设备不断得到应用，也带动了电 力行业的发展。在市场需求不断扩大的前提下，传统燃煤发 电机组已经逐渐难以满足实际需求，因此，在单机设备效率 提升越来越困难的情况下，采用联合循环方法，对机组进行 改进，成为发电企业研究的重点。一、燃气-蒸汽联合循环机组概述1结构

2、就目前而言，燃气-蒸汽联合循环机组是由燃气 轮机、余热锅炉、蒸汽轮机以及相应的发电机组共同构成的, 一种联合循环的发电机组。2特点燃气-蒸汽联合循环是一种对热能进行逐级利 用的有效方式，可以使得锅炉热能在几个不同的温度等级 内，得到逐级利用，从而极大地提高热效率，降低成本。其 工作的基本原理为：首先，天然气在进入燃烧室后，与其中 的压缩空气进行混合燃烧，产生高温烟气，对燃气轮机进行 膨胀做功，进而带动发电机进行发电。然后，做功后，烟气 的温度虽然有所下降，但是相对而言依然较高，以9e级燃 机为例，做功后的烟气温度可以保持在540°c以上，依然具 有极高的利用价值。因此，烟气会通过相应

3、的排气烟道，进 入余热锅炉，对锅炉给水进行加热，产生水蒸汽，推动蒸汽 轮机做功，进而再次带动汽轮发电机发电，大大提高了燃料 利用的效率。3.优势燃气-蒸汽联合循环机组相对于传统发电机组 而言，具有几个主要的优势，电厂整体循环效率高。目前 超临界的600mw燃煤机组供电效率约为40%左右，而燃气- 蒸汽联合循环供电效率达58%左右。燃气-蒸汽联合循环采 用天然气为燃料，基本无粉尘和so2排放，相比于燃煤电厂, 减少了三分之二的c02和95%的n0x排放。调峰性能好， 启停快捷。联合循环热态启动60min、温态90min、冷态120min 带满负荷。占地少，只有同容量燃煤机组的10%30%0 耗水

4、量少，只需同容量燃煤机组1/3左右。建厂周期短， 一般一年内可发电运行。自动化程度高，运行人员少。一 般只有同容量燃煤机组人员的20%左右。总之，燃气-蒸汽联 合循环是一种有显著优势的、有较大发展潜力的发电模式， 是当前形势下发电企业研究的重点和关键。%1. 燃气-蒸汽联合循环机组的实际应用1.工程概况中山市永安电力有限公司始建于1985年， 最初只是为了满足当地居民的生活照明用电，规模极小，但 是却为集体经济的发展奠定了基石。在1990年，电厂进行 了扩建，添加了新的柴油发电设备，规模得到了扩大，但是 发电效率较低，供电的稳定性难以保障。因此，在92-96年, 引入了新的改进型发电机组，使得

5、电厂的总装机容量大大提 升。到2003年，电厂决定进行进一步改组，引入一套18万 kw的燃气-蒸汽联合循环机组，使得电厂的年发电能力提升 到9亿千瓦时，可以说是电厂实现跨越式发展的里程碑。2设备配置s109e燃气-蒸汽联合循环机组主体工程采 用“1+1+1”配置型式，由1套ge公司燃气轮发电机组、1 套余热锅炉和1套蒸汽轮发电机组组成。其设备规格特点如 下:（1）燃气轮机，由ge公司生产，由一个额定功率为1000kw 的启动马达，一个17级的轴流式压气机、一个由14个燃烧 室组成的燃烧系统、一个3级透平转子组成，其规格如下：型号：pg9171e；型式：单轴、重型、户外快装式；出力：120mw；

6、燃烧室型式：环管式；点火形式：电火花；点 火器：2个；排气温度：543°co压气机、燃烧室、透平等主机设备成套安装在一个公共底盘上,形成箱装式发电机组，有轻、小、简便等优点。（2）余热锅炉，杭州锅炉厂生产，三压悬吊立式无补燃强制循环余热锅炉。参数：高/低压过热蒸汽流量：172.9/31. lt/h；高/低 压过热蒸汽压力：5. 55/0. 6mpa；高/低压过热蒸汽温度： 519/251°c；给水温度：104°c；排烟温度：100°c；锅炉效 率：77.9%；余热锅炉采用模块式结构，便于安装，可缩短现场安装 工期，降低建造费用。强制循环余热锅炉有锅内水量

7、小、热 惯性小、循环倍率小等特点，能较快地启动，满足调峰电厂 的需求。(3) 蒸汽轮机，哈尔滨汽轮机厂生产，双压、单缸、 冲动式汽轮机，汽轮机参数如下：型号：n60-/5. 6/0. 56/527/255型；高/低压进汽压力： 5. 30/0. 55mpa；高低压进汽温度：516/249°c；高/低压进汽 量：172. 9/31. 10t/h；发电机功率：60mw；冷却方式:空冷。没有给水回热系统，凝结水和锅炉给水的加热完全依靠 吸收燃机的排气余热。设置了 100%高、低压蒸汽旁路，可以 加快机组启停速度。具有启动快速、调峰性能高、滑参数运 行、排汽量大等特点。3.需要注意的问题在实

8、际应用过程中，为了切实保证燃气轮机生产的安全 与稳定，需要注意以下几个方面的问题：(1) 燃机排烟温度的变化和温度场分布偏差变化是衡 量燃烧室和高温部件工作状况的很重要的参数。排气温度有 较大的差异很可能是燃烧室、高温热通道部件已损坏或排气 热电偶出现故障。机组排气温度分布偏差超过允许值，则机 组会遮断停机。(2) 燃机的振动值超过12. 7mm/s时报警，超过25. 4mm/s时跳闸。如果机组运行一直很正常，仅在某次启动过程中突 然振动值增加，往往是由于上次停机后盘车工作不正常所造 成的。机组冷态启动的振动值通常要比热态启动的振动值高 一些，有时还会超过报警值。如果机组达到全速后，振动值 能

9、降到报警值以下仍属正常情况。若机组一直存在振动不正 常的情况，其主要原因是由于转子不平衡或机组对中不好所 造成的，要重新平衡转子或重新对中。此外，燃烧振荡也有 可能造成机组的振动。严密监视燃机轮间温度。当任何轮间温度的平均值超 过温度限定值时，机组会发出故障报警，但不会跳机。如果 机组长时间超温运行，会给热通道部件造成永久性损害。引 起轮间温度高的可能性原因有：热通道部件的冷却空气通 道阻塞；透平密封的磨损；透平转子变形过大；热电 偶故障；燃烧系统的故障；外部管道泄漏；排气扩压 器的变形过大。三、结语 总而言之，通过相应的技术改造，凭借燃气一蒸汽联合 循环自身良好的能源利用效率、排污少、调峰性能好等优点, 中山市永安电力有限公司的生产效率得到了极大提升，不仅 可以满足当地经济发展对于电力的需求，而且可以减少对于 环境的污染，提高了企业的经济效益和社会效益，对于当地 社会经济的发展起到了极为关键的推动作用。参考文献1 徐清燃气-蒸汽联合循环机组整体性能保证方式探 讨j.中国电机工程学报,2007, 27 (zl)： 70-74.2 司派友，左川“二拖一”燃气蒸汽联