燃气-蒸汽联合循环技术经济指标计算

1、燃气一蒸汽联合循环技术经济指标计算2015年3月TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 概述1 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 燃气一蒸汽联合循环基本理论1 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 燃气一蒸汽联合循环技术经济指标计算2 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 燃气轮机技术经济指标2 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 压气机进气温度

2、2 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 压气机进气压力2 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 3.13压气机排气温度3 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 压气机排气压力3 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 燃气轮机排气温度3 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 燃气轮机排气压力3 HYPERLINK l bookmark20 o Current Docu

3、ment 压气机压缩比3 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 燃料流量4 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 燃料温度4 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 燃气轮发电机组热耗率4 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 燃气轮发电机组热效率4 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 余热锅炉技术经济指标5 HYPERLINK l bookmark32 o Curr

4、ent Document 余热锅炉主蒸汽流量5 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 余热锅炉主蒸汽压力5 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 3.23余热锅炉主蒸汽温度5 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 余热锅炉再热蒸汽流量5 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 余热锅炉再热蒸汽压力5 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 余热锅炉再热蒸汽温度5 HYPE

5、RLINK l bookmark44 o Current Document 余热锅炉排烟温度6 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 余热锅炉热端温差6 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 余热锅炉节点温差6 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 余热锅炉接近点温差6余热锅炉烟气侧压损7 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 余热锅炉热效率7 HYPERLINK l bookmark56 o Current D

6、ocument 联合循坏汽轮机技术经济指标7 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 联合循环汽轮机主蒸汽流量7 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 联合循环汽轮机主蒸汽压力8 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 3.33联合循环汽轮机主蒸汽温度8 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 联合循环汽轮机再热蒸汽压力8 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 联合循环汽轮

7、机再热蒸汽温度8 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 联合循环汽轮机其他技术经济指标8 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 联合循坏技术经济指标8 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 联合循环功率8 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 联合循环蒸燃功比9 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 3.43联合循环蒸功百分率9 HYPERLINK l bookmar

8、k78 o Current Document 联合循环投入率9 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 联合循环热耗率9 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 联合循环热效率10 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 联合循环厂用电功率10 II HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 联合循环厂用电率11 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 联合循环等效发电煤耗率11

9、 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 联合循环等效供电煤耗率11 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 联合循环机组等效标煤耗量12 1概述本文根据电力行业标准火力发电厂技术经济指标计算方法DL/T904-2004编写而成，提供了燃气一蒸汽联合循环的技术经济指标计算方法，以指导燃气一蒸汽联合循坏机组的性能计算使用。2燃气一蒸汽联合循环基本理论所谓燃气一蒸汽联合循坏，实质上是把在高温区工作的燃气轮机布雷登（Brayton）循环和在中低温区工作的蒸汽轮机朗肯（Rankine）循环叠置，组成总能利用系统。它

10、利用燃气轮机和蒸汽轮机这两种早已成熟的动力机械装置，通过余热锅炉耦合在一起，实现了热能的梯级利用，简称为“联合循环二K压气机；2.燃烧室；燃气透平；衣空气冷却器；5.发电机；6.高压缸；7.中压缸；8、低压缸；9.凝汽器；10.低压加热器;11、除氧器；12.高压加热器:13.余热锅炉图1燃气一蒸汽联合循环机组示意图如图1所示，燃气一蒸汽联合循坏机组的主要设备有:燃气透平（燃代轮机有两种语义,一种是仅指涡轮机，另一种语义是包扌舌涡轮机、燃烧室、压气机的一个整体，注意区分，本文提到的燃气轮机指后一种语义，用燃气透平指前一种语义），压气机，燃烧室，余热锅炉，汽轮机，发电机，凝汽器，给水加热器等。当

11、燃气轮机工作时，压气机从外界犬气中吸入空气，并把它压缩到某一压力，同时空气温度也相应提高，然后将空气送入燃烧室与喷入的燃料混合燃烧产生高温高压的燃气，进入燃气透平中膨胀做功，直接带动发电机发电。燃气轮机的排气导入余热锅炉，用以产生高温高压蒸汽驱动汽轮机带动发动机发电。汽轮机排汽再进入凝汽器中放热，凝结水又送入余热锅炉，形成蒸汽动力循坏。这样既增加了总输出功率，又利用了燃气轮机和汽轮机各自的优点，使整个循坏的热效率提高。3燃气一蒸汽联合循环技术经济指标计算3.1燃气轮机技术经济指标311压气机进气温度压气机进II处（压气机进II法兰处或进气喇叭门处）空气温度（C）。3.1.2压气机进气压力压气机

12、进II处（压气机进I】法兰处或进气喇叭II处）空气的总压（绝对压力，kPa）o若无总压测点，则总压是大气压、压力表静压和动压的代数和。动压的计算公式如卜：PP_Rw*(273.15+t)_28710.378普PaPv=hu*ps式中，pd一一动压，Pa，要注意单位换算P一一测点处的空气密度，kg/m3V一一测点处的空气流速，m/s,根据空气流量及截面积确定qv一一测点处的空气容积流量，m3/sA一一测点处的管道截面枳，m2qm一一空气的质量流量，kg/sP一一测点处的绝对压力，等于表压与坏境中空气压力的和，Pat一测点处的温度，CRw一一湿空气的气体常数，J/（kgK）,若仅考虑干空气，则取值

13、为287Pa环境中的空气压力，Papv空气中水蒸气的分压力，Pahu一一相对湿度，无量纲ps对应温度t时的饱和水蒸气压力，由水蒸气表查得，Pa313压气机排气温度压气机出11扩压器的出丨|平面处工质温度（C）。314压气机排气压力压气机出11扩压器的出丨I平面处工质总压（绝对压力，kPa）o3.1.5燃气轮机排气温度燃气透平出11法兰处平面工质的温度（C）。316燃气轮机排气压力燃气透平出11法兰处平面工质的总压（kPa）。3.1.7压气机压缩比压气机排气压力与进气压力的比值，代表工质彼压缩的程度，计算公式如下:Pyj式中,H一一压气机压缩比，无量纲Pyp压气机排气压力，kPapVj压气机进气

14、压力，kPa318燃料流量实际供给燃气轮机的燃料流量，(液体)kg/h或(气体)m3/ho319燃料温度进入燃气轮机燃烧室的燃料温度，C。3丄10燃气轮发电机组热耗率燃气轮发电热耗量与其输出电功率的比值，计算公式如卞:Gf*Qarnetqj=厂rn式中，qrj一一燃气轮机发电机组热耗率，kJ/(kWh)Gf-一燃料的流量，kg/h或W/h一燃料的低位发热量，kJ/kg或kJ/m3Prj一一燃气轮发电机的输出功率，kW3丄11燃气轮发电机组热效率燃气轮发电机组发电量的相当热量与供给燃料热耗量的百分比，根据下式计算:3600Pri3600-L眾100=*100Gf*QQrj式中,燃气轮发电机组的热

15、效率，%qd一一燃气轮机发电机组热耗率，kj/(kwh)Gf燃料的流量，kg/h或m3/h Qet一燃料的低位发热量，kJ/kg或kJ/m3Prj燃气轮发电机的输出功率，kW3.2余热锅炉技术经济指标321余热锅炉主蒸汽流量余热锅炉高压主蒸汽流量，是指余热锅炉末级高压过热器出II蒸汽流量（kg/h）,若是双压/三压余热锅炉，还存在中压/低压主蒸汽流量。3.2.2余热锅炉主蒸汽压力余热锅炉高压主蒸汽压力，是指余热锅炉末级高压过热器出II蒸汽压力（MPa）,若是双压/三压余热锅炉，还存在中压/低压主蒸汽压力。3.2.3余热锅炉主蒸汽温度余热锅炉高压主蒸汽温度，是指余热锅炉末级高压过热器出II蒸汽温

16、度（C）,若是双压/三压余热锅炉，还存在中压/低压主蒸汽温度。3.2.4余热锅炉再热蒸汽流量余热锅炉再热蒸汽流量，是指再热式余热锅炉末级再热器出II蒸汽流量（kg/h）。3.2.5余热锅炉再热蒸汽压力余热锅炉再热蒸汽压力，是指再热式余热锅炉末级再热器出II蒸汽压力（MPa）。3.2.6余热锅炉再热蒸汽温度余热锅炉再热蒸汽温度，是指再热式余热锅炉末级再热器出II蒸汽温度（C）。3.2.7余热锅炉排烟温度指余热锅炉末级受热面后的烟气温度（C）。3.2.8余热锅炉热端温差指余热锅炉换热过程中，高压过热器烟气入11的烟气温度与高压过热器主蒸汽出11的主蒸汽温度的差值，即高压过热器主蒸汽出丨I处的烟气与

17、主蒸汽的温度差值，根据下式计算:gd=站一tzz式中，Atrd一一余热锅炉热端温差，Ctyr一一余热锅炉高压过热器烟气入II的烟气温度，Ctzz一一余热锅炉高压过热器主蒸汽出丨I的主蒸汽温度，C3.2.9余热锅炉节点温差也称窄点温差，指余热锅炉换热过程中，蒸发器出II的烟气温度与蒸发器内汽水混合物温度的最小温差，对于多压余热锅炉，应计算各压力等级的节点温差。根据下式计算：At）d=tyz-tbh式中，Atjd余热锅炉节点温差，Ctyz一一余热锅炉蒸发器出II的烟气温度，Ctibh一一余热锅炉蒸发器内的饱和温度，C3210余热锅炉接近点温差指余热锅炉蒸发器内的饱和温度与省煤器出|水温的差值，对于

18、多压余热锅炉，应计算各压力等级的接近点温差。根据下式计算：tjj=tbh一tsc式中，tjj余热锅炉接近点温差，C 值。 tsc一一余热锅炉省煤器出11水温，。ct,bh一一余热锅炉蒸发器内的饱和温度，C32口余热锅炉烟气侧压损指燃气轮机排气流经锅炉时产生的压力降(kPa)。3.2.12余热锅炉热效率指余热锅炉的有效输出热量占输入热量的百分数，根据下式计算:Tlyg=4)*100式中,Hyg余热锅炉热效率，%Cp_vr余热锅炉烟气入II定压比热容，kJ/(kgK)tyr一一余热锅炉烟气入门温度，CCp_vc余热锅炉烟气出II定压比热容，kJ/(kgK)tvc一一余热锅炉烟气出口温度，Ccp_a

19、一一环境空气定压比热容，kJ/(kgK)ta一一坏境温度，Ce一考虑余热锅炉散热损失的保热系数，无量纲由于烟气的比热容需要测定烟气成分，一般计算中难以确定，因此一般采用近似计算余热锅炉效率，如下式所示:Hyg=3.3联合循环汽轮机技术经济指标3.3.1联合循环汽轮机主蒸汽流量指主蒸汽进入汽轮机的流量值(kg/h),对于多压余热锅炉，还有中压、低压蒸汽流量3.3.2联合循环汽轮机主蒸汽压力指汽轮机进II的主蒸汽压力值（MPa）,对于多压余热锅炉，还有中压、低压蒸汽压力值。一般取电动主汽门后、自动主汽门前的蒸汽压力。3.3.3联合循环汽轮机主蒸汽温度指汽轮机进I|的主蒸汽温度值（C）,对于多压余热

20、锅炉，还有中压、低压蒸汽温度值。一般取电动主汽门后、自动主汽门前的蒸汽温度。3.3.4联合循环汽轮机再热蒸汽压力指汽轮机中压缸进II的再热蒸汽压力值（MPa）,般取再热主汽门前的蒸汽压力值。3.3.5联合循环汽轮机再热蒸汽温度指汽轮机中压缸进II的再热蒸汽温度值（C）,一般取再热主汽门前的蒸汽温度值。联合循坏汽轮机其他技术经济指标可参考凝汽式汽轮机的技术经济指标，此处不再重复。3.3.6联合循环汽轮机其他技术经济指标联合循坏汽轮机其他技术经济指标同燃煤机组的汽轮机，如汽耗率、端差等，此处暂略。3-4联合循环技术经济指标341联合循环功率指联合循坏中燃气轮机、汽轮机两部分输出功率的和（kw）,如

21、卞式所示:Rh=Prj+Pqj式中，Pih联合循坏功率，kWPrj一燃气轮机出线端电功率，kWPqj一一汽轮机出线端电功率，kW342联合循环蒸燃功比指联合循坏中，蒸汽轮机输出功率占燃气轮机输出功率的百分比，如下式:rzr=*100式中，rzr一一联合循坏蒸燃功比，%Pj一一燃气轮机出线端电功率，kWPqi一一汽轮机出线端电功率，kW3.4.3联合循环蒸功百分率指联合循坏中，蒸汽轮机输出功率占联合循坏输出功率的百分比，如下式:式中，r2g一一联合循环蒸功百分率，%Pih联合循环功率，kWPqi一一汽轮机出线端电功率，kW3.4.4联合循环投入率指多轴联合循坏中，当燃气轮机运行时，余热锅炉累计运

22、行时间与燃气轮机累计运行时间的百分比(%),即：联合循坏投入率=2余热锅炉运行小时数十2燃气轮机运行小时数水3.4.5联合循环热耗率指联合循坏机组发电热耗量与其输出功率的比值，即:Qih=5*Q式中,qlh一一联合循环热耗率，kJ/(kWh)Gf燃料的流量,kg/h或丹/hQ燃料的低位发热量，kJ/kg或kJ/fT?Plh联合循环功率，kW3.4.6联合循环热效率指联合循坏发电机组发电量的相当热量与供给燃料热耗量的百分比，即：3600*血3600T|ih=7*100=*100Gf*Qar_netQlh式中，n.h一一联合循环的热效率，%qih一一联合循坏热耗率，kJ/(kWh)Gf-一燃料的流量，kg/h或W/h一燃料的低位发热量，kJ/kg或kJ/m3Pm一