燃气轮机发电技术

燃气轮机发电技术——燃气轮机的燃烧室与火电煤粉炉的异同梦幻组合刘亚琴梦幻组合编剧方媛杨雯瑾李佳导演制作讲师余建芳燃烧室工作过程特点煤粉炉的工作特点余热锅炉、煤粉炉异同第一节、燃气轮机Part1Part1燃烧室工作特点3、燃烧室需要具备燃用多种燃料的能力。1、燃烧室在高温、大负荷下工作。2、燃烧室在变工况下工作。4、燃烧室是一个在连续的，高气流中及贫油混合气情况下进行的燃烧过程。5、燃烧室内的燃烧过程是一个极其复杂的物理化学过程。一二三四各种情况下均能稳定燃烧，不熄火，无燃烧脉动。燃烧要完全，燃烧效率要高。流动损失小。出口气流的温度场要均匀。Part1对燃烧室的要求五六七八燃烧热强度高，尺寸小，重量轻。具有较长的使用寿命，并便于调试、检修和维护。点火性能好，不会出现熄火、超温、或火焰过长等现象。排气中的污染物含量少。Part1对燃烧室的要求支撑、构架、平台楼梯轻型护板炉墙与保温汽包受热面组件入口、出口过渡段烟道整体式除氧器余热锅炉的结构特点建设周期短比投资费用低占地面积小部分负荷下的热经济性高管理费用低余热锅炉的性能特点启停时间短，便于调峰运行第二节、燃煤锅炉燃煤电厂锅炉全貌煤粉炉是以煤粉为燃料的锅炉设备。它具有燃烧迅速、完全、容量大、效率高、适应煤种广，便于控制调节等优点。煤粉炉的燃烧特点是燃料随空气一起进入燃烧室，并在悬浮状态下燃烧。煤粉炉的燃烧设备主要有炉膛、燃烧器、点火装置等部分组成。煤粉由一次风输送经燃烧器进入炉膛，二次风通过燃烧器的二次风环形风道或二次风口引入炉膛。Part1Part2煤粉炉的工作特点燃煤电厂发电总流程煤粉与空气的混合物进入炉膛后，经过预热、干燥、挥发分析出等过程，在距燃烧器出口一定距离处开始着火、燃烧。煤粉燃尽后形成的灰，其中一小部分颗粒较粗的灰形成灰渣，落入冷灰斗内，冷却成固体灰渣，定期或连续地加以排除；绝大部分颗粒较细的灰则被烟气带走，通常把这部分灰称为飞灰。燃煤炉工作过程煤粉在炉膛内停留时间仅有1－2s。在这样短的时间内要保证煤粉燃尽，必须强化燃烧，供给适量的一、二次风，以缩短燃烧准备阶段并创造良好的燃烧条件。煤粉炉一次风输送煤粉到炉膛并保证挥发分的着火燃烧。二次风可补充空气量，并使使煤粉和空气混合均匀，保证燃料燃烧完全。因此，运行时，要合理调整一、二次风，可靠保证锅炉安全经济运行。煤粉燃烧过程第三节、余热锅炉与火电锅炉的异同热力特性汽水系统变工况时燃气轮机的要求余热锅炉与煤粉锅炉的异同温度和流量受热分布Part1Part3

热力特性常规燃煤锅炉的热源：直接燃烧煤，可独立控制。余热锅炉的热源：上游燃气轮机的排气，不能独立控制。Part1Part3

温度和流量1.常规燃煤锅炉的温度高，辐射换热量占到全部换热量的40%~50%甚至更多。

余热锅炉进口温度仅为500~610℃（无补燃）或700~780℃（有补燃）。2.余热锅炉的质量流量与蒸汽的质量流量之比为4~10，常规锅炉的比值为1~1.2。Part1Part3

受热分布

1.常规燃煤机组的受热分布为高温段和低温段。2.余热锅炉的受热分布不均，流速变化可达正负400%，温度差可达正负55℃。导致燃气轮机背压升高、效率降低。Part1Part3

汽水系统余热锅炉的汽水系统有多种类型：单压、双压、双压再热、三压、三压再热。常规锅炉的汽水系统有回热循环、再热循环和综合循环。Part1Part3

变工况1.燃气轮机的功率随负荷和大气温度的变化而变化，排气温度和流量也在变化。变工况时蒸汽侧和烟气侧的热力变化不协调。2.常规燃煤机组，变工况时有节流调节、喷嘴调节和滑压调节等。Part1Part3

常规燃煤锅炉对汽轮机的要求不是特别高，启动时分为冷态启动和温态启动。冷态启动时需要2小时，温态启动时需要15~20分钟。

余热锅炉对燃气轮机的要求要具备快速启动特性，汽包、螺旋翅片管束、烟道、护板等结构都要有特殊的要求。冷态启动时间一般仅需20min左右。

燃气轮机的要求工作原理布置方式Part1Part3

相同点利用燃气轮机烟气余热来加热水，成为高压高温的水蒸汽进入汽轮机做功立式卧式锅炉结构设有汽水分离器、给水分配管、连续排污管、调整水质的加药管、下降管、汽包水位计等装置。谢谢观赏入口、出口

过渡段烟道入口、出口过渡段烟道由内壁耐热不锈钢、中间保温层和箱体钢板、外壁铝合金护板组成。内壁耐热不锈钢钢板之间的接缝处，必须考虑膨胀和密封的要求。为了保证烟气均匀地流过过热器段烟道内常常装有导流板。受热面组件受热面组件指的是各压力等级的过热器、蒸发器、省煤器和给谁加热器等。对于立式布置余热锅炉或者卧式布置余热锅炉，各自的受热面组件的结构形式基本上是相同的，只是管子直径及有关尺寸略有不同。各组件由灌输、联箱、支吊架等组成。汽包对于立式余热锅侧的钢架上，通常采用悬吊炉，汽包设置于前（或后）的钢架上，卧式余热锅炉的汽包则多放在蒸发器上部。余热锅炉汽包的功能和结构与常规电站锅炉的汽包相同，内部设有汽水分离器，连续排污管，调整水质的加药管等，每只下降管入口处均设有消旋十字架。但由于联合循环机组启动速度快，运行时负荷波动大且频繁，所以在满足安全要求的前提下，余热锅炉的汽包壁应尽可能地薄一些，以降低其热应力和热惯性。整体式除氧器在余热锅炉中，除氧器内的饱和水通过低压循环水送入低压蒸压器吸热，成为饱和汽水混合物，该汽水混合物返回除氧器分离后，成为饱和蒸汽与饱和水，饱和蒸汽与主凝结水和补水充分混合加热成为饱和水。一方面饱和水被连续送到低压蒸发器，实现内循环并吸热另一方面经给水泵源源不断地被送往中压锅炉，实现外循环，完成回收低品位热能的要求。支撑、构架、平台楼梯余热锅炉本体的支撑根据容量和型式的不同，可采用自立支撑型和钢架悬吊型。立式布置的锅炉通常采用钢结构式的悬吊方式，允许受热面向下膨胀；卧式布置的余热锅炉可采用自立支撑型或悬吊型，即在高度方向的中间部位增加支撑点，支撑点全部采用焊接固定，以利于