燃气-蒸汽联合循环动力装置

第九章 燃气蒸汽联合循环动力装置,基本特点,主要设备：燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机 气、油为燃料，已扩展到燃煤 电网中配置一定比例的燃气蒸汽联合循环机组 技术含量高，价格昂贵 循环效率高、环境污染极小、耗水量少、调峰性能好(见后),第一节 燃气蒸汽联合循环的基本原理,一、燃气-蒸汽联合循环发电装置主要优点,电厂整体循环效率提高 环境污染极小 调峰性能优良 耗水量少 占地少 厂用电率低(燃气轮机启动时可不用外界电源) 自动化水平高 可用于中小老电站的改造增容 模块化结构,第二节 燃气蒸汽联合循环电站类型及其特点,第二节 燃气轮机,以连续流动的气体为载能的内燃（或外燃）、叶片式旋转热力原动机组， 基于布赖顿循环， 进口燃气平均温度和排气温度均较高。 部件：压气机、燃烧室、燃气透平,燃气轮机的工作原理,压气机从大气吸入空气，经过绝热压缩，压力和温度升高； 压缩空气进入燃烧室，与燃料进行混合和燃烧，产生高温燃气； 高温燃气进入燃气透平，经过绝热膨胀作功，推动透平转子转动； 膨胀作功后燃气温度和压力均下降，引入余热锅炉,发电用的燃气轮机的三大部件,燃气透平 压气机 燃烧室,现状与发展,电站燃气轮机的单机功率达300MW 进气温度超过1350，排气温度超过600，热效率约为33%40%。 联合循环电站参数提高受限于燃气轮机技术 新一代的高效燃气轮机的初温已经接近1500，燃气轮机单循环的效率接近40%， 联合循环效率趋近60%,表72主要燃气轮机制造商提供的大型燃气轮机基本参数,余热锅炉,燃气轮机和蒸汽轮机之间，将燃气轮机排气热能转化为蒸汽热能。 蒸汽发生器，无空气预热器，锅炉给水利用锅炉尾部的热量加热。 锅炉的工质侧为多压形式，即设置23个压力等级的蒸汽发生系统，,余热锅炉的结构和布置特点,没有燃烧设备 无辐射受热面，全部依靠对流受热面；采用受热面烟气侧强化传热 余热锅炉烟气侧微正压，可取消送引风机 没有空气预热器； 通常需要设置旁路烟囱。,余热锅炉的分类,按锅炉炉水在受热面内的流动方式，分为强制循环和自然循环 按排气流动的方向不同分为立式和卧式锅炉。,余热锅炉的设计特点,余热锅炉汽水侧的多压特征 余热锅炉烟温和工质温度变化特点,低压循环泵,给水泵,高压循环泵,喷水减温器,旁路烟囱,低压蒸发器,高压省煤器,高压蒸发器,高压蒸发器,高压过热器,高压过热器,主蒸汽,凝结水,高压锅筒,除氧器/给水箱,去主烟囱,燃机排气,图715 双压余热锅炉汽水流程图,第三节 汽轮机,汽轮机功率受限于燃气轮机排气和余热锅炉参数，为其1/31/2， 与常规汽轮机基本原理和工作过程相同 在设计和运行方面存在有较大的不同,主要特点,1、全变压特点 2、无抽汽和增设补汽的特点 末级叶片长度加长，对汽轮机的制造水平提出了更高的要求 我国还不具备制造补汽式汽轮机的能力,第十章 整体煤气化联合循环,IGCC,煤气,气化剂,燃煤联合循环发电装置,最具有竞争力、最有发展前途： 整体煤气化联合循环（IGCC） 增压流化床联合循环（PFBC-CC）， 以燃气蒸汽联合循环原理和技术为基础 IGCC：将煤气化+燃气蒸汽联合循环 高效、极好的环保 未来世界上最洁净的燃煤发电技术,现状,世界上IGCC电站机组数十台， 单机发电规模300MW IGCC电站容量达500MW。 我国已开始建设第一座300MW的IGCC示范电站。,基本特点,是一种无补燃的余热锅炉型联合循环 煤制成煤气作为燃气轮机的燃料 系统和参数的优化配置 真正体现“整体化”的优势,整体煤气化联合循环的工作过程和型式,IGCC的主要优点,1燃料的适应性广 2具有进一步提高效率的前景 3克服了单独煤气化的缺点 4优良的环保性能 5耗水量较少，节水效果显著 6充分利用煤炭资源，组成多联产系统 7宜大型化、并能与其它先进发电技术结合 8便于分段、分步建设电站,IGCC尚需解决的问题,整体煤气化联合循环装置庞大、系统复杂，基建投资费用高，工期长 系统的整体优化配置和控制技术 厂用电率高（制氧的空气分离系统） 适合燃煤气的先进燃气轮机技术 大容量煤气化设备、高温煤气除尘及脱硫技术,整体煤气化联合循环系统的主要设备,煤气化炉和净化设备 空气分离系统的类型 1完全整体化空气分离系统 2独立空分系统 3 部分整体化空分系统,污染物控制,视频1（净化）,视频2（碳捕集）,第十二章增压流化床燃煤联合循环,PFBC-CC,PFBC-CC类型,根据燃烧室的类型不同分为： 增压鼓泡流化床 增压循环流化床联合循环,概基本原理,增压流化床燃烧室 在压力为1.01.6MPa 鼓泡流化床或循环流化床燃烧室 以燃气蒸汽联合循环为特征的新型燃煤发电技术,特 点,继承了流化床燃烧的全部优良的环保性能，NOX很低，炉内脱硫 增压燃煤流化床燃烧室出口的烟气温度较低（约为850920） 增压流化床出口烟气驱动燃气轮机，效率只能达到41%42%。,增压流化床燃煤联合循环原理和特点,主要优点,炉内压力达到1.01.6MPa 燃烧室内物料中可燃物不超过0.5% 压力较高，脱硫的效果更好 NO的排放随着压力增高而明显降低 直接利用压气机的空气气源，温度300左右，不需空气预热器与送、引风机 单位投资和发电成本均相对较低 ，占地面积小、安装工期相应比较短,尚存在的问题,受热面的磨蚀， N2O的排放量较高， 高温除尘，粉尘排放的有效控制， 燃料的处理与输送， 高温高压灰渣的排放与能量回收， 燃气轮机叶片的磨蚀及耐高温性能， 容量和参数的提高受到限制,增压流化床燃煤联合循环电站的组成,