燃气蒸汽联合循环电厂的技术经济分析

燃气蒸汽联合循环发电厂介绍(1)燃气蒸汽联合循环发电厂介绍随着我国经济的快速发展，电力的需求越来越大。

因此，燃气蒸汽联合循环发电厂被广泛应用于许多领域，成为我国电力领域中必不可少的一部分。

一、概述燃气蒸汽联合循环发电厂是一种高效、低排放、多功率级别的燃气发电装置，由燃气轮机和蒸汽轮机组成，通过循环利用余热将燃气轮机功率余热回收，并将余热引入蒸汽轮机，从而提高发电系统的效率，提供多种功率级别的电。

它是一种绿色、环保的能源利用方式。

二、优点燃气蒸汽联合循环发电厂的优点非常明显。

首先，它采用的是燃气发电技术，具有清洁、高效等方面的优势，可以有效地提高能源利用效率，降低环境污染。

其次，它采取联合循环的技术，将燃气轮机的余热回收并转化为蒸汽，从而提高了发电效率，同时还可以提供多种功率级别的电。

再者，它具有快速启动、灵活运行、自动控制、低噪音等特点，使得它成为一种非常优秀的发电方式。

三、组成燃气蒸汽联合循环发电厂主要由以下组成部分构成：1.燃气轮机发电部分：由燃气轮机、发电机和辅助设备组成，主要负责电能的转换。

2.蒸汽轮机发电部分：由蒸汽轮机、发电机和辅助设备组成，主要通过余热循环，将燃气轮机的余热转换成蒸汽轮机的动力。

3.废气处理系统：负责燃气轮机产生的废气处理并进一步净化。

4.电气自动化系统：负责对燃气轮机和蒸汽轮机的运行状态进行监控、控制。

四、应用燃气蒸汽联合循环发电厂在现今的电力行业中应用领域非常广泛。

由于它的节能、环保、高效等特点，通常被用于以下三个领域：1.固定型电站：固定电站可以直接将发电机输出的电流接入电网。

它通常利用天然气、工业废气等作为燃料，可以为城市、大型企业等供应稳定的电力。

2.分布式电源：分布式电源通常针对于中小企业、农村地区等。

它通常利用当地的天然气等做为燃料，发电量较小，产生的电能主要供应当地的电网。

3.备用电源：备用电源通常用于关键的设施设备，例如高速公路、机场、医疗机构等。

我国发展燃气——蒸汽联合循环的必要性及发展方向摘要：文章通过对燃气-蒸汽联合循环发电的特点和优势分析，结合我国现阶段经济发展的现状及政策，阐述了燃气-蒸汽联合循环发电技术在我国发展状况，并对燃气-蒸汽联合循环发电发展前景进行了深入的探讨。

关键词：燃气轮机；燃气-蒸汽联合循环发电；技术优势；发展及前景从20世纪中期开始，随着燃气轮机技术的应用，逐渐进入发电行业，由于技术局限，当时只能作为紧急备用电源和调峰机组。

20世纪80年代后燃气轮机功率和热效率都有了很大程度的提高，世界天然气资源进一步开发，使得燃气轮机及其联合循环在电力工业中的地位发生了巨大的变化，尤其是近十几年，燃气技术得到了突飞猛进的发展，使得燃气轮机联合循环发电技术趋于成熟。

近几年在发达国家每年新增的联合循环装机容量约占火电新增容量的40%～50%，其中主要是燃气轮机联合循环机组。

随着我国天然气川气东送、西气东输等项目的实施及天然气上游资源开发和下游市场利用，使天然气产业健康持续发展，带动了我国燃气轮机联合循环发电技术的快速发展。

相继建设了一批高效率、低污染的大型燃气-蒸汽联合循环电厂，收到了良好的经济效益和社会效益。

1 燃气-蒸汽联合循环发电的特点燃气轮机发电是一种清洁能源、绿色电力，具有高效、节能、环保等特点。

①发电的高效率。

燃气-蒸汽联合循环发电由燃气轮机单循环和郎肯循环构成，实现了能源的梯级利用，发电效率高达56%以上，形成极具个性的火力发电特点。

这是常规燃煤电厂根本无法比拟的高效率，把天然气的资源利用率整整提高了50%。

②发电的低污染。

燃机发电利用天然气燃烧发电，相对于其他燃料发电，天然气燃烧后过不产生灰尘和炉渣，因而不会对环境产生灰渣污染；天然气燃烧后几乎不产生SO2，常规燃煤电厂的SO2排放没有了，NOx的排放量仅为燃煤的19.2%，CO的排放量仅为燃煤的42.1%，燃煤成熟的技术把NOx、CO排放量降低到10-4～10-3的水平，起到了改善整个生态环境、保护环境的作用。

浅谈燃气轮机联合循环机组的运行前言：随着国家环保法的出台和构建资源节约型环境友好型社会的要求对机组经济环保的运行水平的要求越来越高，浙江大唐国际江山新城热电厂建设两套燃气-蒸汽联合循环供热机组。

全厂配置为：2台S106F燃气轮机、2台燃机发电机、2台余热锅炉、2台供热蒸汽轮机和2台汽轮发电机，以及相应配套设施。

燃气轮机设备为GE公司PG6111FA型燃机（简称6FA）[1]。

通过总结浙江大唐国际江山新城热电厂两台蒸汽联合循环机组投产以来的运行经验，从机组的经济调度管理、节能降耗、运行分析等几个方面介绍6FA蒸汽联合循环机组经济环保运行工作。

1 全面掌握厂内生产状况认真分析内外环境影响及时对系统运行方式进行调整，如我厂对汽机循环水系统根据环境温度和机组负荷情况适时调整循环水泵运行台数，以保证汽轮机经济运行，保证厂用电率达到最低，环境温度高时，为保证机组真空度，提高经济性，使用两泵三塔运行方式，环境温度低时，一台机组运行一台循环泵；减少循环水泵耗电量。

2 调整机组负荷，避免电网考核在保证一次调频不被考核情况下，尽量多带负荷，使机组的效益最大化最大限度避免或减少电网电量考核，发电厂机组负荷或出力接受并跟踪省调遥调负荷指令，发电厂机组负荷只能在允许的范围内波动，否则将会被处以严厉的经济处罚。

保证机组出力时刻跟踪调度负荷指令，保证燃机机组AVC装置的投入率和合格率，鉴于燃机电厂启停频繁优化AVC闭锁定值，提高装置调节性能和稳定性，加强对燃机一次调频的考核管理免考申请的积极申报，调峰补偿核对。

但是投运AGC机组负荷将出现波动，在燃机负荷低于85%机组效率将出现明显拐点严重影响经济性，如果进入低负荷运行将出现机组排放不达标等情况，在部分负荷时段将引起机组排气超温影响机组寿命，为满足一次调频的要求根据环境温度控制燃机FSR输出与温控限值偏差在两个基准值，避免机组进入温控模式，并根据电网公司两个细则积极申请补偿。

6F天然气发电机组供热经济分析研究摘要：随着国家环保和大气污染防治力度的不断加大，各地方政府纷纷出台了关于关停淘汰燃煤小锅炉实施计划，地方政府发展集中工业供热迫在眉睫。

本文通过对6F天然气发电机组主机与燃气炉供热经济性分析研究，明确当前市场实现供热效益最大化应对措施。

关键词：6F；天然气发电；供热；经济性；研究一、基本情况供热企业为天然气发电企业，配有两套6F燃气-蒸汽联合循环机组及一台燃气锅炉作为供热设备，主机额定供热能力90吨/小时，燃气锅炉供热能力35吨/小时。

目前上网电价执行两部制电价，年均利用小时约为1000小时，调峰时为昼起夜停运行模式，年供热小时约为8160小时。

综合主机运行方式，供热运行方式只能采用燃气炉供热为主，主机与燃气炉联合供热方式。

该天然气发电企业目前拟供热区域为距离企业15公里范围的工业园区，用热企业大多数为化纤、纸业、袜业、木业等，供热价承受能力均相对较低，热负荷不稳定，日负荷波动较大，最低负荷为10吨/小时，最高负荷为65吨/小时，平均负荷为30吨/小时。

为了更好地做好地方环保及招商引资工作，地方政府拟关停淘汰工业园区10吨/小时以下燃煤锅炉，以及对供热初期供热拖底，以保证供热初期热用户的培育。

二、天然气供热优劣势分析1、热效率高。

目前最先进燃机热效率为43%左右，燃机热效率在60%左右，燃机热效率比最先进燃煤机组整整高了15%以上，节能效果显著。

通过燃机联合循环热电联产，燃机总热效率更可以提高到70%以上。

2、对环境的污染极小。

首先，天然气燃料本身的主要成份是甲烷，粉尘和二氧化硫两项污染物排放为零。

其二是燃机的燃烧设备采用了DLN（干式低氮燃烧）技术，NOX排放可以控制在25PPM以下，常规燃煤机组采用了最新脱硝技术后排放量也接近100PPM，而燃机的二氧化碳单位发电量的排放量也比常规燃煤机组低50%。

3、天然气供热成本高。

按照2.31元/标方的天然气价，以及33.75兆焦/标方的天然气热值，按照热值换算1标方天然气对应的含税标煤单价为2000元/吨，接近当前环渤海标煤单价的3倍。

某20mw生物质气化燃气-蒸汽联合循环发电工程可行性研究报告一、引言随着能源需求的不断增长以及对传统能源的限制，生物质能源作为一种取之不尽、用之不竭的绿色能源，逐渐受到人们的关注。

本可行性研究报告旨在研究20MW生物质气化燃气-蒸汽联合循环发电工程的可行性，为项目的实施提供科学依据。

二、工程概述本工程采用生物质气化技术，将生物质通过高温气化反应转化为合成气，合成气经过净化处理后用作燃料，通过燃烧产生高温高压的燃气，从而驱动汽轮机发电。

同时，蒸汽发生器利用燃气废热产生蒸汽，再通过汽轮机末级抽汽加热并再次进入汽轮机发电，实现了燃烧废气的有效利用。

三、市场需求分析目前，生物质能源作为清洁能源，具有广泛的市场需求。

同时，随着国家对环境保护的要求越来越高，以及对可再生能源的政策支持，生物质气化燃气-蒸汽联合循环发电工程具有较大的市场潜力。

同时，该工程可以充分利用生物质资源，减少化石燃料的消耗，对于可持续发展具有积极意义。

四、技术可行性分析1.生物质气化技术成熟。

生物质气化作为一种成熟的能源转化技术，已经得到广泛应用和研究。

2.燃烧发电技术可靠。

燃气燃烧发电技术已经成熟，具有高效、清洁、经济等优点。

3.蒸汽循环系统可靠。

蒸汽循环系统采用成熟的汽轮机技术，具有可靠性高、效率高等优势。

五、经济可行性分析1.投资回报率高。

根据初步的经济计算，该工程具有较高的投资回报率，能够在较短时间内回收投资。

3.环保效益。

该工程充分利用了可再生能源，减少化石燃料的消耗，对环境具有积极的影响，符合国家环保政策。

六、项目风险分析1.生物质供应不稳定。

生物质资源的供应可能存在不稳定因素，需要与供应商建立稳定的合作关系。

2.能源市场波动。

能源市场受到多种因素的影响，价格波动可能对项目的盈利能力产生影响。

3.技术风险。

该工程涉及到多个技术环节，技术问题可能对工程进展产生影响，需要与技术专家密切合作，确保项目的顺利进行。

七、结论。

燃气蒸汽联合循环热电联产机组供热系统优化与节能技术摘要：在现代工业生产建设过程中，供热系统对社会经济发展具有重要影响，可以说是促进社会经济发展建设的重要保障。

因此，建立良好的供热系统对促进我国社会经济发展，具有极为重要的意义。

本文从供热系统建设角度出发，对燃气蒸汽联合循环热电联产机给供热系统优化与节能技术进行深入的研究，从而为供热系统结构优化，实现节能减排发挥积极作用。

关键词：燃气蒸汽联合循环热电联产机组；供热系统；节能技术随着我国社会经济的高速发展，以及科学技术水平的不断提高，很多生产技术都进行了改革和更新。

在这种情况下，对于供热系统就提出了更高的要求。

特别是环保及节能减排理念受到社会大众的广泛认可和接受，在这种情况，急需建设更加先进、高效且节能环保的集中供热系统，一方面有效支持企业技术革新和经营发展；另一方面也是我国建设可持续发展型社会和环境友好型社会的必然要求。

因此，燃气蒸汽联合循环热电联产机组供热系统优化与节能技术的研究和发展，在当前我国的社会经济发展建设过程中，具有极为重要的意义，不仅能够有效满足当前我国市场发展过程中对于供热系统的破切需求，也为我国建设可持续发展型经济，实现人与自然的和谐统一发展，做出了重要的指导。

1、供热系统的市场应用需求情况随着我国社会经济水平的不断提高，我国对于供热系统的市场需求正在不断增长。

以某热电联产项目为例，该项目的潜在热用户共有15家，热用户近期（2019～2020年）最小热负荷36.5t/h、平均热负荷59t/h、最大热负荷129t/h，远期（2021～2023年）预计最大热负荷可达178t/h。

目前，大多热用户采用自备锅炉供汽，燃料分为LNG天然气、管道天然气和生物质三种。

这种供热方式主要存在两个问题，严重影响了用户生产效率的提高。

一是热用户由于燃料成本较高，加上生产规模扩大，现有供热设备不能满足其生产需求；二是热用户工业锅炉排放不达标，改造费用高，面临环保政策压力较大。

燃气——蒸汽联合循环无旁通烟囱的分析[ 日期：2005-04-15 ] [ 来自：深圳市大鹏发电厂]摘要：分析无旁通烟囱燃气——蒸汽联合循环的特点，指出燃机启动会对余热锅炉产生热冲击，提出根据机组的实际运行情况来确定是否设置旁通烟囱，可供联合循环方案设计者及运行人员参考。

1、引言近年来，燃气轮发电机组发展得非常迅速，尤其是燃气——蒸汽联合循环在国外已广泛应用。

在我国，随着大容量火力发电厂、核电站的相继投产以及油价的上涨，燃机电厂面临着严峻的考验，为了降低成本，提高效率，燃机普遍由单循环改造成燃气——蒸汽联合循环。

通常燃气——蒸汽联合循环都设有旁通烟囱(见图)，它使联合循环运行灵活方便，并对余热锅炉起到保护作用。

但随着市场竞争的加剧，经营者千方百计采取措施减少设备的初始投资，取消旁通烟囱(见图)不仅可以节约上百万元的资金，而且机组更为紧凑，节省占地面积。

但能否不设置旁通烟囱，还需考虑机组的具体运行情况。

2、对电厂经济效益的影响如果余热系统无旁通烟囱，那么燃机启动点火锅炉也就随之启动，两者连成了一个整体。

因锅炉不能干烧，故燃机不能再以简单循环的方式运行，机动性能变差，若余热系统出现故障需停机检修，燃机也得停止运行。

这样机组启停次数将增加，油量消耗也增加。

另外，停机检修的时间也会加长，燃机的利用率下降，影响电厂的经济效益。

燃气——蒸汽联合循环的余热锅炉普遍都无补燃装置，进口烟温只有500－600℃，传热过程不复杂，采用的是对流换热管束，没有辐射受热面，而且炉膛是正压，不需安装送风机、引风机，结构简单。

因此设备运行可靠，不会发生熄火、爆管等电站锅炉常见的事故。

再者，燃气——蒸汽联合循环的余热系统多为中压或高压参数，对于这一参数等级的锅炉、汽轮机及辅助设备国内外技术早已成熟，系统运行稳定，故障率较低。

此外，燃气轮机多以天然气和柴油为燃料，含硫量和灰分都低，一般不会引起锅炉受热面低温腐蚀和积灰。

可见，燃气——蒸汽联合循环的余热系统具有运行可靠的特点，设备可用率高，故障停机次数少，设备缺陷也容易消除，如不设置旁通烟囱，它对电厂的经济效益影响并不大。

燃气蒸汽联合循环发电项目可行性研究报告
写作范本 (一)
燃气蒸汽联合循环发电项目可行性研究报告写作范本
一、项目概述
燃气蒸汽联合循环发电项目是一种以天然气为燃料，利用高温燃烧产生的热能驱动汽轮机发电，同时利用余热产生低温蒸汽供应工业用热的一种能源利用模式。

二、市场分析
随着经济的发展，工业用电需求日益增加，同时对用热的要求也越来越高。

燃气蒸汽联合循环发电技术优势明显，具有发电效率高、燃料适用性广、环保节能等优点。

因此，在未来的市场中有着广阔的发展前景。

三、技术方案
本项目采用双燃气轮机作为主发电机组，通过废热锅炉产生蒸汽，用于提供工业用热。

同时，燃气轮机排放的废气进入余热锅炉中，利用余热再次发电，提高能源利用效率。

四、经济效益分析
通过市场调研和计算分析，本项目的年发电量约为1.5亿千瓦时，年发电收入约为8亿元，年净利润约为2亿元。

五、环保效益分析
本项目采用了废热回收技术，充分利用了能源，同时降低了对环境的影响。

相比传统热电联产技术，排放的CO2、SO2、NOx等污染物减少
50%以上。

因此本项目对于维护生态环境具有重要意义。

六、投资风险分析
本项目存在一定的投资风险，主要表现在技术难度、市场需求、政策
环境等方面。

因此，在项目评估和实施过程中，需要充分考虑相关风险，采取有效措施进行规避和应对。

七、结语
燃气蒸汽联合循环发电技术是一种具有良好发展前景的能源利用模式。

本报告对于项目可行性进行了全面分析和评估，为项目的实施提供了
重要的依据和指导。

9E燃气轮机联合循环发电机组节能降耗分析摘要：为了降低PG9171E燃气轮机联合循环发电机组的油耗和发电成本，通过运行操作优化以及设备技术改造，有效缩短了机组启停时间、降低了厂用电率，达到了节能降耗的目的。

关键词：燃气轮机；联合循环；运行优化；改造；节能降耗推进能源资源的节约，使之合理高效利用，促进循环经济的发展，建设节约型社会是我国当前一项全局性和战略性的重大决策。

在电力系统中，发电厂是重点耗能企业，加强和完善电力生产节能管理，提高其能源利用水平，减少排放，对企业自身和社会都具有极其重要的意义。

1 9E联合循环发电装置的配置和节能运行情况9E燃气-蒸汽联合循环发电机组每套主要设备有：1台PG9171E型燃机发电机组、1台余热锅炉、1台蒸汽轮机。

运行方式为1台燃气轮发电机组对应1台余热锅炉及蒸汽轮发电机组的单元联合循环运行。

由于采用燃气-汽联合循环发电，PG9171E型燃气轮机进入透平做功的燃气温度达到1050℃，燃气轮机透平的排气温度在540℃左右进入余热锅炉，产生过压、过热蒸汽供汽轮机做功，进入汽轮机做功的高压蒸汽约502℃。

从卡诺循环原理可见，联合循环机组能量转换过程中热能被合理梯级利用，因此热效率明显提高。

经性能检测，联合循环的热效率在液体燃料运行时达到49%，在气体燃料运行时的热效率达到51%，远高于亚临界火力机组的38%～41.9%，超临界火力机组40%～44.5%的热效率水平。

联合循环的总厂用电耗率3.02%，与国内先进火力机组水平的3.54%比低14.7%。

在能耗方面，联合循环机组供电能耗折算成标准煤为286.53g/kWh，与国内火力发电机组折算成标准煤先进水平319.7g/kWh比较，低约10.4%。

根据设备制造厂设计参数，燃机热耗为11275kJ/kWh，联合循环热耗为7700kJ/kWh。

实际性能检测情况：4号燃机热耗为11445J/kWh，4号、5号单元联合循环热耗为7437kJ/kWh；6号燃机热耗为11349kJ/kWh，6号、7号单元联合循环热耗为7209kJ/kWh。

燃气—蒸汽联合循环技术经济指标计算目录1 概述 (1)2 燃气—蒸汽联合循环基本理论 (1)3 燃气—蒸汽联合循环技术经济指标计算 (2)3.1 燃气轮机技术经济指标 (2)3.1.1 压气机进气温度 (2)3.1.2 压气机进气压力 (2)3.1.3 压气机排气温度 (3)3.1.4 压气机排气压力 (3)3.1.5 燃气轮机排气温度 (3)3.1.6 燃气轮机排气压力 (3)3.1.7 压气机压缩比 (3)3.1.8 燃料流量 (4)3.1.9 燃料温度 (4)3.1.10 燃气轮发电机组热耗率 (4)3.1.11 燃气轮发电机组热效率 (4)3.2 余热锅炉技术经济指标 (5)3.2.1 余热锅炉主蒸汽流量 (5)3.2.2 余热锅炉主蒸汽压力 (5)3.2.3 余热锅炉主蒸汽温度 (5)3.2.4 余热锅炉再热蒸汽流量 (5)3.2.5 余热锅炉再热蒸汽压力 (5)3.2.6 余热锅炉再热蒸汽温度 (5)3.2.7 余热锅炉排烟温度 (6)3.2.8 余热锅炉热端温差 (6)3.2.9 余热锅炉节点温差 (6)3.2.10 余热锅炉接近点温差 (6)3.2.11 余热锅炉烟气侧压损 (7)3.2.12 余热锅炉热效率 (7)3.3 联合循环汽轮机技术经济指标 (7)3.3.1 联合循环汽轮机主蒸汽流量 (7)3.3.2 联合循环汽轮机主蒸汽压力 (8)3.3.3 联合循环汽轮机主蒸汽温度 (8)3.3.4 联合循环汽轮机再热蒸汽压力 (8)3.3.5 联合循环汽轮机再热蒸汽温度 (8)3.3.6 联合循环汽轮机其他技术经济指标 (8)3.4 联合循环技术经济指标 (8)3.4.1 联合循环功率 (8)3.4.2 联合循环蒸燃功比 (9)3.4.3 联合循环蒸功百分率 (9)3.4.4 联合循环投入率 (9)3.4.5 联合循环热耗率 (9)3.4.6 联合循环热效率 (10)3.4.7 联合循环厂用电功率 (10)3.4.8 联合循环厂用电率 (11)3.4.9 联合循环等效发电煤耗率 (11)3.4.10 联合循环等效供电煤耗率 (11)3.4.11 联合循环机组等效标煤耗量 (12)1概述本文根据电力行业标准《火力发电厂技术经济指标计算方法DL/T 904-2004》编写而成，提供了燃气—蒸汽联合循环的技术经济指标计算方法，以指导燃气—蒸汽联合循环机组的性能计算使用。

新型燃气轮机再热联合循环发电关键技术分析发布时间：2021-06-24T16:57:47.137Z 来源：《中国电业》2021年7期作者：杨士超[导读] 如今，随着我国科学技术的不断进步杨士超哈尔滨电气股份有限公司黑龙江省哈尔滨市 150028摘要：如今，随着我国科学技术的不断进步，我国能源工业也取得了长足发展。

能源的有效和清洁利用是可持续社会和经济发展的重要动力，由于当今能源结构正在发生根本变化，因此高效燃气轮机发电技术的发展具有很高的战略需求。

本文简要介绍了燃气轮机，分析新型燃气轮机再热联合循环发电的特点，并对其新型天然气轮机再热联合循环发电的关键技术进行介绍，以期对相关领域具有借鉴意义。

关键词：新型燃气轮机；再热联合循环发电；关键技术；分析前言：燃气轮机是一种复杂的动力设备，是许多学术理论研究的共同成果，目前，燃气轮机及其联合循环具有排放低，效率高的特点。

基于国家的经济发展战略和国际竞争优势，先进的燃气轮机技术是一个国家经济和技术实力的象征。

由于传统的燃气轮机功率低，在工业过程中，组合发电技术是一种组合发电装置，在该组合发电装置上叠加了来自燃气轮机、蒸汽轮机以及动力传递装置，与常规蒸汽系统相比，具有发电效率高、成本低、性能好等优点。

1燃气轮机联合发电技术的概述和特点1.1概述燃气轮机主要由压缩机、燃烧室和燃气轮机组成。

压缩机从外部空气中吸入空气，然后逐渐冷凝空气，空气温度相应升高，空气被注入燃烧室，涡轮通过负载压缩机和转子，并将气体或液体燃料的化学能转化为电能。

传统燃气轮机进出口的产气量较高，容易造成热能的浪费。

本次设计的蒸汽系统采用再热联合循环方案，三压主要为低压、中压和高压，可提高联合循环的效率。

1.2特点燃气轮机的技术是以燃料为基础，可用的燃料包括天然气、煤气化后合成的可燃气体和一些液体燃料。

随着燃气轮机生产技术的发展，在不影响经济发展的情况下，联合循环的热效率可以达到60%。

当前，单循环燃气轮机的热效率可以达到约40％，当使用大容量，超临界蒸汽轮机单元时，循环的热效率仅增加45％至47.7％。

分布式燃气-蒸汽联合循环供能系统热经济性研究发布时间：2021-11-24T06:47:37.158Z 来源：《电力设备》2021年第10期作者：黄晓飞[导读] 在供能系统方面，分布式燃气-蒸汽联合循环供能系统主要有循环燃气轮机、非补燃余热锅炉以及蒸汽轮机等必要的装置共同组成。

（国家电投集团揭东能源有限公司 522000）摘要：近年来，随着我国社会发展水平的显著提升，供能系统的设计水平同样也实现了飞速的进展，为了提高能源的利用效率，分布式燃气-蒸汽联合循环供能系统应用水平逐渐提升，并在设计参数和热分析等领域中实现了深入的研究与探讨。

基于此，本文针对分布式燃气-蒸汽联合循环供能系统的热经济性开展深入的研究与讨论，希望能够有效推动我国燃气轮机供能系统的升级与优化。

关键词：分布式燃气-蒸汽联合循环；供能系统；热经济性引言分布式能源系统在能源利用效率方面水平较高，特别是随着我国工业领域和经济方面的同步发展，分布式供能系统在燃气轮机的设计中进行了大范围的推广和应用，有效推进我国能源工程的创新发展。

应用分布式燃气-蒸汽联合循环供能系统在热经济方面表现优异，因此本文针对分布式燃气-蒸汽联合循环供能系统的热经济性进行研究有重要的意义和价值。

1分布式燃气-蒸汽联合循环供能系统构成图1分布式燃气-蒸汽联合循环供能系统示意图在供能系统方面，分布式燃气-蒸汽联合循环供能系统主要有循环燃气轮机、非补燃余热锅炉以及蒸汽轮机等必要的装置共同组成。

如图1所示，发电机始终发挥着重要的作用，燃气轮机整体容量并不大，燃气透平的排气参数相对正常，而余热锅炉方面则主要根据燃气轮机的容量情况而选择单压或双压类型的蒸汽系统。

以热电联供为例，燃气轮机的热机组成形式主要可以分为两种类型，例如此类型的燃气供热机组为联合性生产类型，主要通过凝汽器进行蒸汽方面的单发电，在应用此类燃气轮机的过程中，能够有效避免冷源损失的问题，因为一旦出现冷源损失的情况，也会被用作为供热；抽汽凝汽机组则更主要为部分联合生产类型，在应用过程中难免会出现冷源损失的问题，这也与该燃气机组的实际特性和运行供能紧密联系。

燃气-蒸汽联合循环机组热经济性分析王茹发布时间：2023-05-31T05:25:16.973Z 来源：《中国电业与能源》2023年6期作者：王茹[导读] 燃气-蒸汽联合循环的优势在于对燃料中的化学能实现能的梯级利用，因具有良好的节能环保和投资效益而得到越来越广泛地发展和应用｡以安萨尔多AE64.3A型燃气轮机组为研究对象，分析外界因素对机组热经济性的影响，分析结果可为电厂运行提供指导性建议｡华电福新江门能源有限公司广东省江门市 529000摘要：燃气-蒸汽联合循环的优势在于对燃料中的化学能实现能的梯级利用，因具有良好的节能环保和投资效益而得到越来越广泛地发展和应用｡以安萨尔多AE64.3A型燃气轮机组为研究对象，分析外界因素对机组热经济性的影响，分析结果可为电厂运行提供指导性建议｡关键词：燃气-蒸汽联合循环；热经济性；外界因素供汽是我国重大的工业及民生保障工程，我国工业供汽主要方式为热电厂集中供汽､区域燃煤锅炉供汽等｡随着环保要求越来越严格，大量小型燃煤供汽锅炉被淘汰取缔，火电机组供汽压力逐渐增大｡安萨尔多AE64.3A型燃气轮机组燃气-蒸汽联合循环机组因热效率高､启停速度快､三废排放少､电热负荷响应迅速等优点，在供汽需求量大且集中､空气质量要求严格的广东地区发展迅速，在广东地区工业供汽中的占比逐年提高。

1研究背景长期以来，中国一次能源结构以煤为主，据预测，到2030年燃煤机组占中国发电装机容量的比例仍将高达58.5%，发电量则占65.7%｡大量燃煤造成了严重的环境污染，发展清洁能源已迫在眉睫｡天然气作为一种清洁优质的能源，其燃烧产物几乎不含粉尘､SO2等有害物质，CO2排放量仅为相同热值煤炭的56%，相对于燃煤发电，天然气发电在节能减排方面优势显著｡目前，燃气轮机及其联合循环机组以其高效低耗､低污染､建设周期短､启停方便､可用率高､安全可靠等优点，在中国正面临着飞跃性的发展机遇｡2燃气-蒸汽联合循环机组的基本工作原理燃气轮机是由压气机､燃烧室和燃气透平等主要模块组成的｡高速旋转的压气机通过从环境中吸入大量空气并进行加压，产生具有一定温度及压力的压缩空气，将其喷入燃烧室中与燃料进行混合燃烧成为高温､高压的燃气，再经过透平膨胀做功｡由于压气机耗功约占透平膨胀做功的1/2~2/3，故燃气轮机能输出一部分净功｡做功后的燃气仍具有较高的温度，且流量较大，这部分能量如果直接排入大气，将引起较大的能量损失，故可将燃气轮机排气引入余热锅炉，通过在余热锅炉中布置的换热器将烟气的余热传递给蒸汽轮机系统的给水，产生具有一定温度及压力的水蒸汽，送到汽轮机中去膨胀做功｡因此，燃气-蒸汽联合循环机组实质上是把燃气轮机的Brayton循环与蒸汽轮机系统的Rankine叠置在一起，实现了能量的梯级利用，从而提高了机组运行的热经济性｡3影响联合循环机组热经济性的因素3.1燃机负荷率对热经济性的影响由于燃机经常要参与调峰运行，频繁大范围的负荷波动导致燃气轮机排气参数经常发生改变，进而影响底循环系统的性能，最终对联合循环机姐的热经济性产生影响｡为定量分析燃机负荷率对联合循环机组经济性的影响，根据设汁厂商提供的热平衡图，基于MATLAB仿真平台模拟计算ISO工况下燃机100%负荷（100%GT）､燃机80%负荷（80%GT）､燃机75%负荷（75%GT）､燃机50%负荷（50%GT）的运行参数｡随着燃气轮机负荷降低，燃气轮机热耗率显著上升，汽轮机热耗率略微下降，联合循环热耗率上升幅度较小，联合循环机组的经济性变差｡当燃机负荷从100%GT降到50%GT时，燃机热耗率上升约31.5%，汽机热耗率下降约1.49%，联合循环热耗率上升约11.8%｡这是由于随着燃机负荷降低，燃料量减少，为保证燃气透平初温基本不变，IGV（进口导流叶片）角度关小，空气流量减少，此时燃气透平排气温度上升，进而提高了底循环系统的热经济性，汽机热耗率降低，从而减缓了联合循环热耗率的上升幅度｡3.2环境温度对热经济性的影响环境温度对联合循环机组热经济性的影响主要体现在影响压气机的进口空气质量和流量，由于压气机是旋转一定容积的空气压缩装置，空气密度随着环境温度的上升而下降，导致进入压气机的空气质量流量减少，压气机运行工况点将发生偏移，导致等熵压缩效率下降，压气机出口温度提高｡为保证燃气轮机输出功率不变，天然气进气流量将势必增加，使得燃气透平排气温度上升，燃气透平排气流量下降｡燃气轮机排气参数作为余热锅炉的入口边界条件，其变化将传递到余热锅炉及蒸汽轮机底循环系统，使得蒸汽轮机输出功率改变，从而对机组整体热经济性产生影响｡环境温度对联合循环热耗率的影响近似呈二次关系｡相同环境温度变化在不同燃气轮机负荷工况下对热经济性的影响不同｡在较高负荷工况（燃机负荷率≥75%），环境温度变化对联合循环热耗率的影响为负相关，即环境温度上升，联合循环机组经济性变好，在环境温度变化量[0℃~20℃]范围内，联合循环热耗率出现极小值，此时经济性最佳｡在较低负荷工况（燃机负荷率≤50%），环境温度变化对联合循环热耗率的影响为正相关，即环境温度下降，联合循环机组经济性变好，在环境温度变化量[-20℃~0℃]范围内出现极小值｡当外界环境温度偏离额定工况时，需要选择计算得到的相应工况下的热经济性影响曲线来指导联合循环化组的经济运行｡3.3大气压力对热经济性的影响大气压力提高，空气密度上升，压气机进气流量增大｡尽管由于压气机运行工况点因入口边界条件改变而偏离设计工况点，导致压比略微下降，但压气机出口空气压力将提离，压气机出口空气温度随压比下降而降低｡所以随着大气压力的提高，燃机效率将上升｡通过计算得出，大气压力变化对联合循环热耗率的影响近似呈线性关系；与大气压力对燃机热耗率的影响不同，联合循环热耗率随大气压力的提高而上升，这是由于随着大气压力的提高，燃气透平排气流量减少，进入余热锅炉的烟气热量减少，导致汽机功率下降，进而使得联合循环热效率下降；不同燃机负荷工况下，大气压力对联合循环热耗率的影响程度不同，负荷越低，大气压力变化引起的联合循环热耗率变化越大，这是由于随着燃机负荷的降低，压气机IGV角度将关小，导致压气机实际压缩过程的流动损失增大；大气压力对联合循环热耗率的影响总体较小，在100%燃气轮机负荷工况下，大气压力每增加1kPa，联合循环热耗率仅约上升1.238kJ/（kW·h）｡3.4叶片积垢影响在一定的环境条件和燃料品质下，正常运行中造成燃机性能下降的一个主要因素是压气机和透平的结垢｡例如A厂M701F型燃机满负荷时，压气机需提供600kg/s以上的空气，以满足燃机正常运行的需要｡由于空气中含有各种污物､灰尘和烟雾等悬浮物质，虽然在压气机进口处装有一粗一精的两级空气过滤器，但因为空气中大约90%以上的悬浮物小于2μm，压气机进气滤不可能将这些物质除尽，这些物质进入压气机后，随着运行时间不断增加，将会逐渐吸附在压气机叶片表面而形成结垢｡压气机叶片的气动性能在叶片积垢后产生衰退：阻力系数增大而升力系数减小，主要原因是由于叶片通道面积变小而导致性能曲线发生明显变化｡3.5大气湿度影响空气比热容会受到燃气轮机吸入空气的水蒸气含量的影响｡而空气比热容对燃气轮机的影响是多方面的：不仅影响压气机功耗，还影响燃气透平的做功量及燃气轮机的燃料量｡燃气轮机的效率及功率都受空气比热容的影响，也就是受大气湿度的影响｡燃机出力､热耗率都受到大气湿度的影响，其中燃机出力受大气湿度的影响更明显｡热耗率在大气湿度40%~60%范围内几乎保持不变，仅在大气湿度大于60%后才缓慢下降，而燃气出力随着大气湿度的升高而不断升高，而且升高的幅度也较大｡4结语为实现燃气-蒸汽联合循环供热机组的供热能力的最大化，保障供汽质量｡安萨尔多AE64.3A型燃气轮机组燃气-蒸汽联合循环机组热经济性进行分析与研究，但由于时间有限，这些研究还不够深入还有一些需要完善及进一步开展的研究工作：a）仿真平台以机组运行的设计工况数据为基准搭建的，需要进一步根据现场的实际数据进行修正；b）联合循环机组的热经济性的研究侧重于机组的稳定运行工况，对机组变工况状态分析较少，建议以后研究加大对变工况机组经济性的分析与研究｡参考文献：[1]杨承，黄志峰，马晓茜.联合循环热电联产机组变工况性能分析[J].中国电机工程学报，2017，37（12）：3514-3524.[2]居文平，吕凯，马汀山，等.供热机组热电解耦技术对比[J].热力发电，2018，47（9）：115-121.[3]裴哲义，王新雷，董存，等.东北供热机组对新能源消纳的影响分析及热电解耦措施[J].电网技术，2017，41（6）：1786-1792.[4]韩朝兵.燃气-蒸汽联合循环机组的能效监测及经济性诊断基[D].南京：东南大学，2015.。