200mw级燃气-蒸汽联合循环机组循环效率的分析.docVIP

精品论文 参考文献 200MW级燃气-蒸汽联合循环机组循环效率的分析 1 江苏无锡蓝天燃机热电有限公司;2 河北华电石家庄裕华热电有限公司 摘要：本文针对无锡蓝天燃机热电有限公司2x200MW级燃气-蒸汽联合循环机组的循环效率进行分析，对该类型机组提出进一步实现节能降耗的措施。 关键词：燃气-蒸汽联合循环机组；发电；效率 前言 随着国家经济的快速发展，能源和环境已成为当今社会发展日益突出的两大问题。我国目前的能源利用形式有70%以上都是来自于以煤炭等化石燃料为主的火力发电。但是，大量的煤炭燃烧造成了气候变暖、空气质量变差、雾霾严重等一系列的环境问题。为了尽快改善环境，在江苏、上海、广东、浙江等经济发达地区先后投产了一批以天然气作为燃料的燃气-蒸汽联合循环机组。机组在发电过程中，天然气经过燃烧后的排放物只有少量的氮氧化物，与等容量的燃煤电厂相比，大大降低了污染物的排放，使环境污染问题得到了有效改善。但是天然气成本较高，对于天然气发电企业来说成为制约其生存发展的根本因素，本文以江苏无锡蓝天燃机热电有限公司为例，对200MW级燃气-蒸汽联合循环机组进行了研究，并分析了影响机组循环效率的因素，希望与大家交流进一步降低燃气-蒸汽联合循环机组的运行成本。 1 燃气-蒸汽联合循环机组概述 无锡蓝天燃机热电有限公司建设规模为2times;200MW级燃气-蒸汽联合循环机组。该机组的主要部件包括燃气轮机、蒸汽轮机和余热锅炉。燃气轮机是南京汽轮电机(集团)有限责任公司与美国GE公司合作生产的PG9171E型燃气轮机，它由一个额定功率为1000KW的启动马达、一个17级的轴流式压气机、一个由14 个分管式燃烧室组成的燃烧系统、一个3级透平转子组成。汽轮机为南京汽轮机厂制造的LCZ60-5.8/1.3/0.58型双压、冲动、单排汽、单轴、可调整抽汽凝汽式汽轮机。主汽额定参数：压力5.8MPa，温度518℃，流量190.5t/h；补汽额定参数：压力0.58MPa，温度250℃，流量35.9t/h；抽汽额定参数：压力1.3MPa，温度327℃，流量100t/h。余热锅炉为无锡华光锅炉厂生产的型号UG-PG9171E-R型余热锅炉，具体参数为Q1493.1/549.5-192.8（35.5）-6.10（0.617）/523（253）。 燃气-蒸汽联合循环机组是上个世纪90年代才出现并开始发展的，它是通过气体动力循环和蒸汽动力循环来完成工作。气体动力循环是压气机将空气压进燃烧室，空气与燃烧室内的燃料进行燃烧，使温度升高，气体进行膨胀，烟气在膨胀的过程中进行做功，使热能转换成机械能推动燃气轮机进行发电。做完功的烟气温度还很高，会进入到余热锅炉进行热能的回收，加大蒸汽的压强和温度，使蒸汽进行做功，并把能量转换成机械能进行发电。这样，就完成了整个燃气-蒸汽联合循环。 2 燃气-蒸汽联合循环机组配置的型式 根据燃气-蒸汽联合循环机组的硬件配置不同，通常分为单轴循环机组和多轴循环机组。下面针对这两种型式进行简单分析： 单轴燃气-蒸汽循环机组的硬件配置是比较简单的，燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机和发电机组是同轴转动，他们在整个发电运作过程中依靠一个轴进行工作。这是出现比较早的循环机组，配置和运作都比较简单，但在工作效率上也有欠缺的地方，能源无法实现洁净燃烧，无法进行完全利用。所以，这种型式的循环机组也逐渐被更先进的型式所取代。 多轴燃气-蒸汽循环机组的硬件配置相对单轴型式来说比较复杂。燃气轮机和蒸汽轮机都有一个自己的发电机组，它们分别带动发电机进行联合循环。这种型式对设备的要求比较高，对于相关管道的设计和布置也比较复杂，整体的运行成本也要比单轴的高很多。但是，这种型式实现了联合循环，可以更充分的进行能源的利用，大大提高了循环机组的工作效率，符合现在经济发展的需求。 3 燃气-蒸汽联合循环机组的优点 3.1热效率高 联合循环机组在运行时，压气机会把空气和天然气进行压缩，之后两种气体会一起进入燃烧室，在1000多摄氏度的环境下进行燃烧，膨胀做功。而膨胀后的气体温度依然可达500多摄氏度，之后这些气体会进入到余热锅炉进行热量的回收，这种模式充分提高了机组的热效率。例如，350MW级联合循环机组的效率可达58%，比一般的机组效率高出很多。 3.2污染物的排放少 燃气-蒸汽联合循环机组是将空气与天然气混合后进行燃烧，通过气体膨胀做功来实现发电。这种方式与传统燃煤机组发电方式相比，燃烧释放的气体中，二氧化碳的排放量是传统方式排放的一半，氮氧化物排放量只有传统发电方式排