不同燃气轮机组成的增压流化床燃烧联合循环_PFBC_CC_变工况性能比较.docxVIP

不同燃气轮机组成的增压流化床燃烧联合循环 (P 不同燃气轮机组成的增压流化床燃烧联合 循环 (PFBC-CC) 变工况性能比较 赵士杭 吕泽华 徐福生 (北京 清华大学) 摘 要 通过对单轴、分轴和双轴燃气轮机组成的 P FBC 2CC 变工况性能进行比较, 得出由双轴燃气轮 机组成的 P FBC 2CC 为最佳的结论。同时指出, 不论哪种燃气轮机用于 P FBC 2CC 时, 空气流量必须 能调节, 使其变化满足 P FBC 炉燃烧的要求。图 9 表 1 参 5 主题词: PFBC-CC 燃气轮机 变工况 可调静叶 研究 改造我国现有N 100290?535 型 100M W 汽轮 前言 增压流化床燃烧联合循环 (P FBC 2CC ) , 是当今世界上大力发展的清洁煤技术中的一 个重要方面, 已有 4 座 P FBC 2CC 电站投入 运行。 这些电站中的燃气轮机, 均用有间冷 的、高压轴带动发电机的双轴燃气轮机。我国 正在建设的贾汪 P FBC 2CC 中试电站, 用的 是单轴燃气轮机。由此提出一个问题, 即 P F 2 BC 2CC 中采用不同燃气轮机时的变工况性 能怎样, 除单轴与双轴机组外, 用分轴燃气轮 机时的情况又怎样? 至于低压轴输出功率的 双轴燃气轮机, 用于发电时的变工况性能明 显不如高压轴输出功率的双轴机组1 , 故不 讨论从它组成的 P FBC 2CC。文中所述的双轴 燃气轮机即高压轴输出功率的机组。 0 发电机组来组成 P FBC 2CC , 并进行循环计算 以得到它们的设计参数。 图 1 是用有间冷的 双轴燃气轮机组成的 P FBC 2CC , 其中从燃气 轮机排出的高温烟气, 流经与汽轮机原有抽 汽加热器相串联和并联的烟气加热器加热给 水或凝结水, 燃气轮机中的间冷器 IC 与原有 3 个低加相关联, 用凝结水来冷却空气。这样 就充分利用了烟气的热量和间冷器中冷却空 气的热量, 显著减少了各抽汽加热器从汽轮 机中的抽汽量, 还提高了 P FBC 炉的给水温 度。 用图 2 所示的单轴或分轴或分轴燃气轮 机, 分别取代图 1 中的双轴燃气轮机, 并去掉 间冷器就得到了以单轴和分轴燃气轮机组成 的 P FBC 2CC。 上述 3 种 P FBC 2CC 方案中的 P FBC 炉 为鼓泡床, 燃烧床温 900℃, 烟气经炉中传热 及管道的散热损失等, 至透平进口的温度为 830℃。 循环计算中选取燃气轮机的压比, 单轴 与分轴均为 Π= 9, 双轴 Π= 12, 且低压压气机 PFBC-CC 方案及设计参数 众所周知, 用 P FBC 2CC 来改造现有蒸 汽电站是一种较好的应用方式。因此, 文中以 1 1996 09 20 收到来稿 ·54·动力工程第 17 卷图 1 用双轴燃气轮机组成的 P FBC 2CC 的热力系统图 2 P FBC 2CC 中的单轴与分轴燃气轮机 ·54· 动 力 工 程 第 17 卷 图 1 用双轴燃气轮机组成的 P FBC 2CC 的热力系统 图 2 P FBC 2CC 中的单轴与分轴燃气轮机 压 比 ΠL C = 2. 88, 高 压 压 气 机 压 比 ΠH C = 经循环计算得到的 3 种 P FBC 2CC 方案 的一些主要参数见表 1。从中看出, 输出功率 以双轴方案大一些, 这是由于它采用间冷之 故, 但 3 种方案的供电效率基本相同, 都比原 汽轮发电机组的 30. 04% 提高了 5% 以上。因 此, 这种改造方案有很好的应用前景。 4. 16。燃气轮机排出的烟气中有 11% 流量用 来干燥煤, 经烟气加热器后排至大气的烟气 温度为 150℃。汽轮机进汽压力 8. 83M P a, 进 汽温度 535℃, 排汽背压 0. 0049M P a。循环计 算中汽轮机功率保持 100M W 不变, P FBC 2 CC 厂用电率 5% , 煤的热值 22613kJ ?k g。 表 1 名 称 单 位 单轴方案 分轴方案 双轴方案 燃气轮机进口空气流量 k g?s 142. 7 142. 8 149. 5 燃气轮机排气温度 ℃ 452. 9 449. 0 410. 6 P FBC 炉产汽量 t?h 345. 7 346. 3 339. 0 P FBC 炉给水温度 ℃ 274. 9 275. 2 264. 3 P FBC 炉供煤量 t?h 51. 79 51. 84 54. 27 燃气轮机发电功率 kW 20200 20779 25776 汽轮机发电功率 kW 100000 100000 100000 P FBC 2CC 供电功率 kW 114190 114740 119487 P FBC 2CC 供电效率 % 35. 10 3