燃气蒸汽联合循环动力装置ppt课件

第九章燃气 蒸汽联合循环动力装置 1 2 3 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 4 第一节燃气 蒸汽联合循环的基本原理 5 6 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 7 第二节燃气 蒸汽联合循环电站类型及其特点 8 9 10 11 12 13 14 15 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 16 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 17 18 发电用的燃气轮机的三大部件 燃气透平压气机燃烧室 19 20 21 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 22 表7 2主要燃气轮机制造商提供的大型燃气轮机基本参数 23 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2 3个压力等级的蒸汽发生系统 24 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 25 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 26 27 28 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 29 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7 15双压余热锅炉汽水流程图 30 31 32 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 3 1 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 33 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 34 第十章整体煤气化联合循环 IGCC 35 煤气 气化剂 36 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 37 现状 世界上IGCC电站机组数十台 单机发电规模300MWIGCC电站容量达500MW 我国已开始建设第一座300MW的IGCC示范电站 38 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 39 整体煤气化联合循环的工作过程和型式 40 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 41 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 42 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 43 44 45 46 污染物控制 视频1 净化 视频2 碳捕集 47 48 49 第十二章增压流化床燃煤联合循环 PFBC CC 50 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 51 概基本原理 增压流化床燃烧室在压力为1 0 1 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 52 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850 920 增压流化床出口烟气驱动燃气轮机 效率只能达到41 42 53 增压流化床燃煤联合循环原理和特点 54 主要优点 炉内压力达到1 0 1 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 55 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 56 增压流化床燃煤联合循环电站的组成 57 58 59