燃气轮机联合循环发电技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,燃气轮机联合循环发电技术,1,燃气轮机联合循环发电技术原理、工艺和特点,燃气轮机联合循环主要设备和关键技术分析,燃气轮机联合循环发电技术工业应用及挑战,2,第一部分,燃气轮机联合循环发电技术,原理、工艺和特点,3,燃气,-,蒸汽联合循环发电技术的发展,现代燃气轮机技术从,1939,年德国,Heinkel,工厂研制成功第一台航空涡轮喷气发动机和瑞士,BBC,公司研制成功第一台工业发电用燃气轮机开始。,60,年代初期，涡轮风扇发动机问世，大大加快了民用运输机燃气轮机化得进程并迅速成为各种军用飞机的动力装置。,几乎同一时期，各种类型的工业燃气轮机在电力、石油、化工、交通运输和国防等部门也得到了广泛应用和大力发展。在电力工业中，燃气轮机不但在中、小功率范围内逐渐取代了柴油机，而且在大功率火电厂也打破了由汽轮机作主机的一统天下的局面，步入百万千瓦以上的火电站。,4,燃气,-,蒸汽联合循环的采用，在西方已有,40,多年历史。早起联合循环是以蒸汽为主，燃气轮机不过是作蒸汽锅炉的炉膛增压之用。第一台实用的联合循环机组，是用燃气轮机来扩建汽轮机电站形成的发电机组，于,1949,年投入运行，不仅提高了原有电站的发电量，同时也提高了电站效率。,60,年代，整个概念被颠倒过来，燃气轮机在循环中作主要的动力设备，而它的排气则被用来产生蒸汽，在汽轮机中作功。由于燃气,-,蒸汽联合循环在不增加燃料的情况下可以增加出力三分之一甚至更高，并可燃烧各种燃料，现在已作为一种成熟的动力系统被全世界所接受。,5,1.,余热锅炉型联合循环,将燃气轮机的排气通至余热锅炉中，加热锅炉中的水产生蒸汽驱动汽轮机作功。该方案中蒸汽部分完全是利用燃气轮机排气余热产生的，故又称纯余热利用型。余热锅炉是一种气,-,水、气,-,汽两种热交换器的组合件。水在蒸发器内由燃气轮机排气加热变为饱和蒸汽，再进入过热器变成过热蒸汽。因此，蒸汽参数及汽轮机的容量取决于透平的排气参数，在通常燃气轮机排气参数下，得到的是中温中压的蒸汽。,燃气,-,蒸汽联合循环原理,6,2.,排气补燃型联合循环,排气补燃型联合循环包括在余热锅炉前增加烟道补燃器以及在锅炉中加入燃料燃烧这两种方案。,由于补燃，锅炉的蒸发量增大，汽轮机的功率明显增加。排气助燃型的汽轮机的功率可,56,倍于燃气轮机的功率；蒸汽的初参数不受燃气轮机排气温度的牵制，可达到,535550,的高温，以提高蒸汽部分的循环效率；在部分负荷下，可在较大或很大的输出功率变化范围内，不改变燃气轮机的工况而只改变补燃燃料，即只改变汽轮机的功率来改变联合循环的输出功率，使部分负荷下的效率较高。,由于补燃燃料的能量仅在蒸汽部分的循环中被利用，未实现能源的梯级利用，致使联合循环的效率一般低于余热锅炉型。鉴于采用联合循环的主要目的是提高效率，因而排气补燃型远不如余热锅炉型应用广泛。,燃气,-,蒸汽联合循环原理,7,3.,增压燃烧锅炉型联合循环,该循环是把燃气轮机的燃烧室与锅炉合为一体，形成有压力燃烧的锅炉。这时压气机供给锅炉有压力燃烧用空气，锅炉内气体侧换热系数大大提高，因而增压锅炉的体积比常压锅炉要小得多。为使最后排至大气的烟气温度降至较低的数值，减少热损失，故用排气来加热锅炉给水。这种联合循环输出的功率中汽轮机占大部分。与上面两种联合循环相比较，由于增压燃烧，整个锅炉是一个尺寸很大的密闭压力容器，为设计和安全运行等带来了困难。,燃气,-,蒸汽联合循环原理,8,4.,加热锅炉给水型联合循环,燃气轮机的排气仅用来加热锅炉给水，由于锅炉给水所需加热量有限，使得燃气轮机的容量比汽轮机的小得多，因而这种联合循环以汽轮机输出功率为主。,由于锅炉给水加热的温度不高，燃气轮机排气热量利用的合理程度较差，使得联合循环的效率提高较少。因而新设计的联合循环不用该方案，仅在用燃气轮机来改造和扩建原有蒸汽电站时才会应用。,燃气,-,蒸汽联合循环原理,目前应用最多、发展最快的是余热锅炉型联合循环。,9,燃气轮机理想简单循环,所谓理想简单热力循环是指循环中的工质假定为满足气体状态方程的理想气体，并认为在理想热力循环中所进行的各热力过程，除了不可避免的冷源的防热损失外，和外部介质既不发生热量的交换，也不存在摩擦损失。,在压气机、燃烧室、透平组成的等压加热简单开始循环中，压气机内为理想绝热过程，燃烧室内为定压加热过程、透平中为理想绝热过程、排气系统中为定压放热过程。,燃气,-,蒸汽联合循环原理,10,压气机,目前在燃气轮机中所用的压气机形式有轴流式和离心式两种。轴流式压气机由于流量大和效率高，使其在大中型燃气轮机中获得广泛的应用。它的作用是给燃烧室提供经过压缩的高压、高温气体。,燃烧室,将来自压气机的高压空气与燃料喷嘴喷入的燃料混合并经过等压燃烧，把储存在燃料中的化学能转化成热能，形成高温燃气进入透平作功。由于目前还不能用数学分析方法准确的设计燃烧室，一般是根据经验进行初步设计，然后经实验调整达到设计要求。,燃气透平,燃气透平的功能是把高温、高压燃气中的能量转变为机械功，约,3/52/3,用以带动压气机压缩空气，其余则作为燃气轮机的输出功率以带动负载。工业性燃气轮机的透平进口燃气温度约为,10001400,。,余热锅炉,-,汽轮机,回收燃气轮机排气余热，产生蒸汽推动汽轮机发电。,燃气,-,蒸汽联合循环原理,11,压气机,压气机是工作在,300550,之间的高速转动部件，由于该工作温度不太高，结构设计时主要考虑作用在压气机上的各种机械力。,1.,足够的刚度,轴流式压气机由于级数多而细长，必须保证足够的刚度。对气缸来说，要求有足够的抗变形能力和抗振能力。而转子的刚度，主要对转速有较大影响，对于一般所用的转子，当临界转速符合要求时，转子的刚度就能满足要求。,2.,足够的强度,转子承受很大的离心力、气体作用力等。由于材料的强度限制了叶片的圆周速度，目前压气机动叶顶最高的圆周速度为,490m/s,。,燃气,-,蒸汽联合循环原理,12,压气机通流部分基本型式,a.,等外径。等外径的优点是平均直径逐级增大，即圆周速度逐级增大，故级的平均作功量大于等内径的而使级数较少，其次是汽缸平直且易于加工。,b.,等内径。等内径的优点是末级平均直径小而使叶片高，有利于压气机效率的提高，还易于把通流部分分为几个级组，每个级组设计成同一叶形以便加工。,c.,等平均直径。等平均直径的级数和效率介于两者之间。,d.,混合型。,工业燃气轮机中，压气机多采用等内径形式。在大流量、高压比的压气机中，尚采用混合型的通流型式。,燃气,-,蒸汽联合循环原理,13,燃烧室,由压气机送来的压缩空气以逆流方式进入外壳与火焰筒之间的环腔时，因受火焰筒结构形状的制约，将分流成为极大部分。,一次空气,冷却空气,二次空气,燃气,-,蒸汽联合循环原理,GE,公司,MS9001E,燃气轮机分管型燃烧室,14,燃烧室的工作特点,1.,燃烧室是一个在连续的、高速气流中及贫油混合气情况下进行的燃烧过程,工业型燃气轮机中，燃烧室进出口处的气流速度可以达到,100150m/s,，燃烧区内的高温燃气的平均速度可能高达,2025m/s,左右。燃烧火焰很容易被吹灭，即出现所谓的燃烧火焰不易稳定的现象，同时还会由于燃料质点在燃烧室中的逗留时间较短，出现燃料燃烧不完全的现象。,2.,燃烧室在高温、大负荷下工作,由于燃烧室各部件处在高温下工作，且有着不均匀的温度场。若燃烧室各部件设计不合理，会造成零件挠曲变形，甚至过热烧毁。此外，燃烧室不仅要承受气体压力、轴向力、惯性力产生的静负荷，还承受着压气机、透平在工作中或燃烧过程中因空气或燃气流脉动而引起的交变负荷的作用。这些静负荷和交变负荷作用在燃烧室壁上，会产生静应力和狡辩盈利，造成燃烧室的疲劳破坏。,燃气,-,蒸汽联合循环原理,15,3.,燃烧室变工况下工作,对于发电用燃气轮机，它的运行范围很宽，几乎要在全部负荷范围内运行，且工况变化频繁。另外，电站燃气轮机在高工况下持续运行的时间往往比较长，这些无疑都要求燃烧室具有很好的变工况适应性和在高热容强度下持续工作的稳定性和可靠性。,4.,燃烧室需要具备燃用多种燃料的能力,对于电站燃气轮机，希望其能够兼备燃烧轻油、原油或渣油以及气体燃料的能力，这是目前燃气轮机燃烧室的发展方向之一。由于燃油中含有盐分、硫以及钒等，会在燃烧室、透平等热端零部件工作表面上发生严重的腐蚀，从而危及燃烧室的可靠工作。,5.,燃烧室内的燃烧过程是一个极其复杂的物理化学过程,整个燃烧过程包括了不规则的气流流动、燃料的雾化和蒸发、燃料与空气以及燃烧产物之间的传热和扩散、可燃物与氧气的化学反应、燃气与二股气流的稀释降温等各种物理化学过程。这些几乎是同时进行的，雾化、点火、蒸发、传热、扩散流动和燃烧等构成了一个非常复杂的物理化学过程。,16,燃气透平,静子,（,1,）汽缸,（,2,）静叶,转子,在大型燃气轮机中，广泛采用盘鼓式转子，有焊接式、螺栓连接两种方式。,燃气,-,蒸汽联合循环原理,17,燃气透平结构特点和要求,1.,承受高的温度。,首先零件在其工作温度下有足够的强度，主要是所用材料在高温下的持久强度和蠕变强度，应符合所需工作寿命的要求。对目前的耐热合金来说，一般只能在,900,以下长期工作，故需要用空气冷却高温零部件，使其工作温度低于材料允许的最高温度。,其次实在高温下的腐蚀问题，即高温下的氧化和热腐蚀问题。这要求所用材料有好的热稳定性，以及对燃料及空气中的有害成分含量加以限制。,2.,承受热应力和热冲击。,出于高温下工作的零件，当期内部温度不均匀或受热后不能自由地热膨胀时，都将使零件内部产生热应力。在设计时应设法减少热应力。首先是在可能的条件下，把零件设计得薄些、小些，其次冷却均匀，再次是有自由热膨胀的余地。,燃气,-,蒸汽联合循环原理,18,燃气轮机启动、加载、减载和停机时，燃气的温度急剧变化，导致零件温度的急剧变化，使零件产生较大的热冲击。由于启动和停机过程引起的热应力的方向是相反的，一次启动和停机使零件受到一次交变载荷循环。当启动和停机次数到达一定数值后，在某些部位表面产生裂纹并不断扩大而导致破坏，此即热疲劳。因此要求所用材料有好的抗热疲劳性能。其次要求把零件设计得薄而小，使其传热快而减轻热冲击。,3.,保持热对中,有些高温零件在受热后有自由膨胀的余地外，还需要在膨胀后保持其中心不变，即仍能与其他部件相互队中，此称为热队中。例如，位于静叶内部的气封等的固定，就要采用能保持热对中的结构，使其和转子永远保持同心。,19,余热锅炉,-,汽轮机,与常规电站锅炉相比较，余热锅炉没有燃料输送、煤粉制备和燃烧设备，仅有汽水系统。,中温、大流量工质是余热锅炉一个显著的热力特点。随着燃气轮机技术的发展，用于联合循环余热锅炉热源载体的进口烟气温度越来越高（,500610,），流量越来越大（,120600kg/s,），烟气与蒸汽的质量比在,410,之间，而普通锅炉只为,11.2,。,余热锅炉内的换热过程属于低温换热范畴，辐射换热效应可以忽略，几乎全部依靠对流换热的作用。在技术经济条件合理的情况下必须尽可能的减小排烟温度，即提高余热锅炉的当量效率。,燃气,-,蒸汽联合循环原理,20,余热锅炉,-,汽轮机系统特点和要求,1.,整个系统具有较低的热惯性。,由于多数联合循环电站担负调峰任务，启、停频繁。燃气轮机启动很快，从点火到满负荷最快只需要几分钟，在汽轮机启动及带满负荷前，余热锅炉产生的蒸汽通过旁路排到凝汽器或燃气轮机的排气直接被旁通大气，影响电厂的经济性。因此要求余热锅炉和汽轮机必须具备快速启动的特性。,2.,联合循环中变工况特性。,联合循环中要求余热锅炉提供的蒸汽热力参数不会因燃气轮机负荷的变化而较大幅度的偏离各负荷工况下的设定值，以防影响汽轮机的安全性和经济性。近年来，许多联合循环装置其燃气轮机压气机采用进口可调导叶，以尽量减小余热锅炉的进口烟气温度变化幅度。,燃气,-,蒸汽联合循环原理,21,3.,余热锅炉应具有一定的在无水情况下“干烧”的能力，以避免当烟道旁通阀等元件故障时烧毁余热锅炉，一般“干烧”时的烟气温度应不高于,475,。,4.,为了保证自然循环方式的余热锅炉中水循环的安全性，必须控制最小循环倍率。为了防止发生偏离核状沸腾，致使管壁无水面烧坏，应把最大许用的热流量控制在,567.5kW/m,2,。,22,燃气,-,蒸汽联合循环原理,23,燃气,-,蒸汽联合循环发电的主要优点,电厂的整体循环效率高。常规燃煤电厂由于其循环及设备的限制，其热效率已很难有突破性的提高。目前超临界,600MW,火电机组，供电效率约,40%,左右。而燃气,-,蒸汽联合循环发电效率达,58-60%,，它把天然气的资源利用率提高了,50%,。,对环境污染极小。燃气,-,蒸汽联合循环采用油或天然气为燃料，燃烧效率高，,SO,2,排放消除，,No,x,、,CO,排放量降低到几个至几十个,ml/m,3,水平，燃气轮机噪声可作隔声处理，距机组,1m,处可降质,80dB,，,100m,处为,60dB,。,在同等条件下，单位投资较低。目前，大功率燃气轮机电站和联合循环电站投资费用分别为,$200300/kW,和,$500600/kW,，而,600MW,的燃煤超临界参数机组的单位造价为,$1100/kW,。,调峰性能好，启停快捷。燃气轮机从启动到带慢负荷运行，一般不到,20min,，快速启动时间更短。联合循环发电机组热态启动,60min,、温态,90min,、冷态,120min,可带满负荷。而汽轮机发电机组启动至满负荷为热态,90,、温态,180,、冷态,300min,。,24,占地少。联合循环电厂由于无需煤场、输煤系统、除灰等系统，厂区占地面积比火电厂小得多。燃气轮机和余热锅炉都是户外布置，安装场地少。与同容量火电厂相比，联合循环电厂占地面积只有火电厂的,30%40%,，建筑面积也只有火电厂的,20%,。,耗水量少。燃气轮机不需要大量冷却水，一般燃气轮机单循环只需火电厂,2%10%,的用水量，联合循环也只需同容量火电厂的,1/3,，这对于缺水地区建电厂尤为重要。,燃气,-,蒸汽联合循环发电的主要优点,25,第二部分燃气轮机联合循环主要设备和关键技术分析,26,燃气轮机联合循环,燃气轮机联合循环发电机组是燃气轮机、发电机与余热锅炉、蒸汽轮机（凝汽式）或供热式蒸汽轮机(抽汽式或背压式)共同组成的循环系统。,它是将燃气轮机作功后排出的高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，送人蒸汽轮机发电，或者将部分发电作功后的乏汽用于供热。,常见形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各分别与发电机组合的多轴联合循环。,27,燃气轮机联合循环原理图,28,燃气轮机联合循环电站设备布置图,29,燃气轮机联合循环电站,30,400 MW,燃气轮机联合循环电站,机组参数 ：,270 MW 燃气轮机,130 MW 蒸汽轮机,再热蒸汽发生器 (110, 35, 8 bar)。,31,主要设备,燃气轮机,发电机,余热锅炉,蒸汽轮机（凝汽式）,或供热式蒸汽轮机(抽汽式或背压式),32,燃气轮机（gas turbin,）,33,燃气轮机（Toshibas）,34,SGT5-4000F 型燃气轮机的转子和燃烧室，采用创新材料和冷却系统，允许更高的燃烧温度并耐超高温,燃气轮机（,SIEMENS,）,35,蒸汽轮机,（,steam turbine,）,SST-5000 系列蒸汽轮机，它包括一个组合的高/中压（HI）缸和一个双流道的低压（L）缸，其启动时间短，操作性能优良。,36,发电机（,MAN TURBO,）,燃气轮机联合循环中使用的三台 38MW 凝气式蒸汽轮机发电机,37,余热锅炉的布置位置,38,余热锅炉,各级汽包,39,关键技术（一）,余热锅炉、废锅、汽轮机参数匹配优化,在技术经济条件许可的情况下，应尽量提高主蒸汽温度。联合循环中汽轮机的主蒸汽压力一般不是很高，通常处于高压或次高压的范围之内。应考虑到汽轮机高压缸叶片的合理高度，来选择主蒸汽压力。,出于在合理造价前提下的燃机排烟热量的充分利用，可考虑采用高压系统、再热系统、中压系统、低压系统( 除氧系统) 、给水预热的能量梯级利用系统。,40,关键技术（二）,冷端参数优化,降低汽轮机排气背压，能有效地提高汽轮机的出力，最佳设计背压与汽轮机末级叶片的设计有关。,在一定的背压基准上，随背压降低，汽轮机出力明显上升。当背压在该基准以下时，随背压下降，汽轮机出力基本不再增加，甚至有所下降。这样，在合理的范围内，冷端优化是极具潜力的。,41,关键技术（三）,燃机进气参数优化,燃气轮机从大气连续地吸取空气作为工质，经过压缩、加热、膨胀做功后排回大气。,在进气压力方面人为可干预的因素不多，一般通过减少进气滤网和进气道的压降，使压气机进气的压力尽可能高。而对于进气温度可调节的方式较多，当气候炎热的时候，可通过各种降温手段使压气机进气温度下降，使压气机功耗减少，以达到增加净输出功的目的。,在分析进气冷却效益的时候，应将联合循环机组的整体效率影响而引起的总燃料消耗量变化因素考虑在内。,42,关键技术（四）,其他改进,燃气轮机设计制造；,材料（耐高温高压）；,换热器（蒸汽发生）；,43,第三部分,燃气轮机联合循环发电技术工业应用和挑战,44,一、燃气轮机联合循环发展历程：,从燃气轮机本身的发展进程看，随着各种新技术的应用，燃气轮机（,GT,）与联合循环（,CC,）的效率不断提高，如表,1,所示。,45,When built, the 1,600MW San Joaquin Valley Energy Center (SJVEC) will be the cleanest and lowest cost fossil-fuel facility in the USA.,引用网址：,46,GEs H Systemthe worlds most advanced combined cycle system and the first capable of breaking the 60% efficiency barrierintegrates Closed-Loop Steam Cooling the gas turbine, steam turbine and heat recovery Open loop air-cooled gas turbines have a steam generator into a seamless system, significant temperature drop across the first optimizing each components performance.,An MS9001H is seen during assembly in the factory.,Baglan Bay power station is the launch site for GEs H System.,47,F-Class worlds most experienced advanced technology gas turbines.,With millions of hours of operation, our F class turbines have established GE as the clear industry leader for successful fired hours in advanced technology gas turbines. Representing the worlds,largest, most experienced fleet of highly efficient gas turbines, designed for maximum reliability and efficiency with low life cycle costs, our F class turbines are favored by both power generators,and,industrial cogenerates requiring large,blocks of reliable power.,Dry Low NOx combustor system,48,FB-Worlds most advanced air-cooled gas turbine,The FB is the latest evolutionary step in GEs proven F series. Taking F technology to a new level of output and efficiency, weve utilized both our cutting-edge technology, including the materials developed for the H System TM, and our leadership position with millions of fired hours in advanced gas turbine experience. The result is a large combined cycle system designed to provide high performance and low electrical cost.,49,A Broad Portfolio of Packaged Power Plants,GE provides a broad range of power packages from 5 MW to nearly 50 MW for simple cycle, combined cycle or cogeneration applications in the utility, private and mobile power industries. Marine applications for these machines range from commercial fast ferries and cruise ships to military patrol boats, frigates, destroyers and aircraft carriers.,50,燃气轮机联合循环工业应用的特点：,1,、燃气轮机联合循环机组的效率远高于燃煤机组。,近年来燃气轮机及其联合循环技术获得突飞猛进的发展，,21,世纪初联合循环的单机功率和供电效率已经分别达到,480MW,和,60,。如：美国,GE,公司的,MS9001G,型燃机、,Siemens,公司,V94.3A,型、三菱公司,7019,型等大型燃气轮机单机功率都在,200MW,以上，联合循环功率,350MW,470MW,，热效率达到,58,。美国,GE,公司生产的第一台,109H,型联合循环机组在,2002,年投产，其功率为,480MW,，电厂热效率达,60,。,51,52,Toshibas highly efficient 1300C class gas turbine, large scale heat recovery steam generator, and specifically designed steam turbine enable thermal efficiency of more than 48%, exceeding conventional large scale thermal power plants. Recovering heat from the gas turbines exhaust results in a 40% reduction of cooling water required,。,53,54,2,、,联合循环电厂污染物排放少，环境保护性能好。,燃气轮机的燃料，目前主要采用天然气或,LNG,。采用天然气作燃料，再加上燃气轮机的燃烧特点，大大减少有害物质的排放，,55,3,、燃气轮机联合循环电厂占地少，用水少，初期投资少。,建厂时不必考虑庞大的灰场和煤场的建设用地，也不需要配置输煤、制粉、除尘设备。因此，燃机联合循环电厂建设用地，一般为同等容量燃煤电厂的一半左右。,另外，燃机联合循环电厂的用水量一般仅为同等容量燃煤电厂的,33%,左右，大大降低了水资源的消耗。,56,4,、机组起停快，负荷适应性强，运行灵活。,57,5,、其他,建设周期短，燃机联合循环电厂其系统相对比较简单，而且燃机多为模块化结构，燃机本身都是整体发运，安装方便，建设周期比燃煤电厂短，运行可靠性高，可用率达到,8095%,等等。,58,跨国企业联合循环汽轮机的技术特点,:,(1) GE,公司,H,型联合循环配置的汽轮机是三压再热式，与燃气轮机单轴布置，高、中、低,3,种压力供汽，中压供汽经再热，通过采用冲动级以减少级数和提高未经动叶片高度以提高通流能力，尽可能缩短其汽轮机长度。,(2)Siemens,公司,最先进的联合循环为三压再热单轴联合循环，汽轮机有高,(HP),、中,(1P),、低,(LP)3,种压力均来自于余热锅炉，中压具有中间再热。汽轮机在结构设计上具有以下特点：,A.,高压缸采用圆筒型，无水平中分面，结构紧凑；中低压缸具有水平中分面，轴向排汽等优化设计；用反动式设计，中压叶片采用全三元、高效串的弓形叶片。,(3),转于采用不同材料焊接而成，高温区采用具有优良的高温持久强度材料，低温区离心应力大，采用高韧性、优良的抗腐蚀性能以及低,FATT,材料。,(,3)ABB,公司,G126,型燃气轮机单轴联合循环,KAl,中的汽轮机为三压、再热式高中分缸同流向、低压双流结构。,(4),日本三菱公司,新开发的用于,50Hz,联合循环的先进汽轮机有,:,蒸汽参数,10.2Mpa/537.7/537.2/138.9,，为单缸结构，输出功率,100.55Mw,，未级叶片长度,899.16mm(35.4,英寸,),高压一级调节级和,4,个压力级，与中低压反向排列,;,蒸汽参数,10.3Mpa/537.8/535.9/250.7,，输出功率,128.1Mw,未级叶片长度,899.16mm(35.4,英寸,),，高中压合缸结构，各有,7,个压力级，反向布置。低压为双流共有,2x6,级，向下排汽。三菱公司还有其它汽轮机通流多种布置形式，具有先进的设计技术。,59,60,随着燃机联合循环发电的迅速发展，我国面临的问题：,天然气供应：大力开发油气资源，加速西气东输，加强国际合作，统一规划，合理调配；另外，由于我国煤炭资源十分丰富，也可以大力开发整体煤气化联合循环发电技术。,燃机和配套设备的供货：关于重型燃机及其配套设备的供货问题，国家已拟定计划，从统一组织全国燃机联合循环发电工程到消化吸收引进相关的制造技术，最终达到掌握有自主知识产权的先进的重型燃气轮机的设计技术、控制技术和高温热部件制造技术。,今年,8,月,18,日，由南京汽轮电机集团公司与,GE,公司联合生产的,9E,燃气轮机安全运抵格尔木,300MW,级燃气电站。这是由我国厂家生产的首台,9E,型燃气轮机，产品实现了国产化率,31.32%,的突破。,61,二、燃气,-,蒸汽联合循环发电系统存在的问题,1,、燃气轮机联合循环运行中的早晚峰,：,早峰,晚峰,62,联合循环投资较高、启动时间较长、供电效率高，通常用于携带基本负荷或中间负荷。应急负荷和尖峰负荷则宜用简单循环燃气轮机承担。,63,2,、机组的防爆问题,原因：燃气轮机停机后，有一定数量的天然气泄漏入燃烧室,而未被排尽，在启动点火时，引起爆炸。,措施：,在天然气进入燃烧室之前经过两道阀门的控制；,当机组停运时，将上述阀门后的天然气管道旁通大气；,在机组的启动程序中增加一个,2-3min,的扫气过程，力争在燃烧室点火之前，把可能泄漏或残存的燃料排出。,排气烟道的爆炸：设计不流畅，过于迂回，致使某些部位出,现死流区。可以积存停机时排入的残油，,以及点火不着而排入的液化天然气。,64,3.,联合循环的起停机,（,1,）有烟气旁路装置的联合循环机组的起停,：,起动时，先将烟气旁路装置切到通向大气的位置，使燃气轮机排气不通过余热锅炉。当燃气轮机并网运行后，或在携带负荷后，就可以逐次起动蒸汽系统。通过对烟气旁路装置挡板的开度调节，控制供向余热锅炉的燃气流量。,停机时，先使燃气轮机卸负荷，一旦燃气轮机的排气温度降低到规定的最低水平时，就可停运蒸汽轮机。此后，进一步减小燃气轮机和余热锅炉的负荷，最后使燃气轮机停运。,65,66,（,2,）无烟气旁路装置的联合循环机组的起停,：,为了防止爆炸，在起动点火之前，首先应清吹余热锅炉几分钟。由于一旦起动后，燃气轮机的排气全部通过余热锅炉，因而燃气轮机不能加负荷太快，否则余热锅炉锅筒的温度变化率有超越最大允许值的危险。,停机过程则与有烟气旁路装置的联合循环没有差别。,67,三、燃气,-,蒸汽联合循环机组可靠性的评价指标,发电设备通用的可靠性指标：,参见美国标准,ANSI/IEEE-762,和国内标准,JB/DQ1515-89,。其中给出了：可用系数（,AF,）、不可用系数（,UF,）、计划停运系数（,POF,）、非计划停运系数（,UOF,）、强迫停运系数（,FOF,）、维修停运系数（,MOF,）、运行系数（,SF,）、启动可靠度（,SR,）、强迫停运率（,FOR,）、平均非计划停运间隔时间（,MTTFO,）、平均强迫停运间隔时间（,MTTMO,）、平均计划运行间隔时间（,MTTPO,）等等。,68,联合循环特有的可靠性指标：,美国燃气轮机标准,ANSIB 133.1M,、美国战略动力公司（,SPSI,）和美国,GE,公司用,5,个特有的指标来评价燃气,-,蒸汽联合循环发电机组的可靠性。分别为：可靠度（,R,）、可用度（,A,）、等效可靠度（,ER,）、等效可用度（,EA,）和平均启动间隔时间（,ART,）。,可靠度（,Reliability,）指的是扣除强迫停运因素后，机组提供使用的可能性。,69,可用度（,Availability,）指的是机组可用于发电的可能性。,等效可靠度（,Equivalent Reliability,）指的是考虑了燃气和蒸汽循环的实际出力对机组总出力的影响后，联合循环发电机组扣除强迫停运因素，提供使用的可能性。,等效可用度（,Equivalent Availability,）指的是考虑燃气和蒸汽循环的实际出力对机组总出力的影响后，联合循环发电机组可用于发电的可能性。,平均启动间隔时间指的是启动成功次数与总的启动次数的比例关系。,70,四、燃气,-,蒸汽联合循环的发展前景,重视能源的优化和综合利用技术：一些发达国家在燃气轮机发展道路上做过了大量的工作，自压气机、透平、叶型、燃烧、材料、涂层、热部件的冷却，以及机械结构、制造工艺和控制技术等等，都是通过反覆试验研究，逐步取得进展的。,重视发展燃煤联合循环发电技术：,燃煤联合循环发电技术尚未被广泛应用的主要原因为：,（,1,）担心设备造价太高，影响将来电厂的综合成本；,（,2,）煤气化高温脱硫、液态排渣和除尘等有一系列新技术没有长期成熟的运行经验，担心电厂可靠性和运行成本高。,71,四、燃气,-,蒸汽联合循环的发展前景,注意微型燃气轮机发电技术发展动态，着手研究分布式热冷电联供燃气轮机。,从事物的两重性未分析，大机组和大电网的高度发展必然带到另一端，即出现小机组和分布式电源的发展，到,20,世纪末，人们发现分布式发电对某些场合，时间和环境确实是一种可靠和有效的方式，加上各种新技术的应用，热冷电联供的微型燃气轮机发电技术也在加速发展。,72,谢谢！,73,