150MW燃气蒸汽联合循环机组热力学分析

为满足日趋严格的环保要求并实现能源结构优化,燃气-蒸汽联合循环机组的发展越来越受到重视。以某钢厂150MW级燃气-蒸汽联合机组为例,依据热力学第一、二定律,建立机组热力学模型,对该热力系统各部位的损失大小及分布情况进行热力学分析。分析表明:该钢厂联合循环发电机组负荷率为96%工况时,运行发电效率高达44.2%,此时效率为53.5%,在不同运行工况下燃烧室和余热锅炉均为损失最主要部位。文中研究结果可为电厂的运行优化和设计提供理论依据。     

燃汽-蒸汽联合循环灵活性分析

新能源的快速发展冲击了电网的稳定性,也对火力发电机组的调峰调频能力提出了更高的要求。考虑到燃气-蒸汽联合循环机组具有热效率高、启停快、易于调峰等特性,使用燃气-蒸汽联合循环进行调峰调频是理想的选择。介绍燃气-蒸汽联合循环的工作方式和结构特性,比较不同的联合循环的优缺点,讨论联合循环机组在变工况运行时影响其效率的因素,并对某燃气热力电厂的不同运行工况进行了热力性质计算,对循环机组的变工况特性进行直观分析。分析得出,低负荷运行工况下,燃气-蒸汽联合循环的热效率随着负荷下降而呈现加快升高趋势,经济性很低,不宜长期运行。     

考虑环境因素的燃气-蒸汽联合循环能耗特性分析

燃气-蒸汽联合循环机组具有较高的效率和环保特性,是发电领域的热点之一。联合循环的能耗特性会随环境条件和负荷条件变化而变化。考虑环境条件变化的燃气-蒸汽联合循环的机组变工况特性研究具有一定的理论意义和实用价值。分析研究燃气-蒸汽联合循环主要设备特性,采用差分进化法,结合某燃气-蒸汽联合循环6F发电机组的运行数据和设计数据对联合循环进行建模,挖掘出燃气-蒸汽联合循环中各参数之间的关系,进而得到燃气-蒸汽联合循环能耗随环境温度变化的规律,这对优化燃气-蒸汽联合循环性能具有重要意义。     

燃气轮机部分负荷工况下联合太阳能系统循环的变组合工况性能分析

以槽式太阳能集热场和燃气-蒸汽联合循环所组成的太阳能燃气联合循环为研究对象,利用Ebsilon软件对该系统进行建模,对原有燃气-蒸汽联合循环(GTCC)系统设备不变、汽轮机扩容和汽轮机及低压省煤器均扩容3种条件下,机组部分负荷运行时太阳能集成特性进行分析。结果表明在现有设备不改变的基础上以及相同的太阳集热器出口蒸汽参数下,太阳能的集成规模受汽轮机容量的限制。当燃机从100%负荷降至30%负荷运行时,集热板接收太阳辐射的最大值从0 MW增至65 MW,对应的太阳能净发电效率从29.6%增至31.6%。在原有设备基础上对汽轮机进行扩容改造后,燃机满负荷运行,当集热板辐射量由24 MW增至120 MW时,太阳能最大净发电效率由28.5%降至26.5%。当燃机负荷在75%以上运行时,低压省煤器面积增大1.2倍,当太阳能集成规模为74 MW时,太阳能净发电效率提高约2%。     

基于9E燃气-蒸汽联合循环发电机组的 烟气余热利用系统

基于燃气-蒸汽联合循环发电机组提出了回收余热锅炉尾部烟气余热对天然气进行加热的方案,提高 了系统效率,同时大量回收了水资源,对于燃气-蒸汽联合循环发电系统的优化具有重要参考价值。以某容量 为200 MW的9E燃气-蒸汽联合循环发电机组为例,对应用该方案下的系统流程、参数进行设计,对热经济性 及水回收效益进行了计算,并与已有电加热和抽汽加热方案进行对比,结果表明：应用烟气余热回收加热天 然气方案可有效回收烟气余热1.3 MW,水回收1.9 t/h,水回收率100%,余热锅炉效率提升0. 57%,与电加 热方案相比全年可节省453. 6万元,与抽汽加热方案相比可节省273. 6万元     

联合循环发电系统能耗热力学分析

以某钢铁厂9E燃气蒸汽联合循环煤气发电机组为研究对象,不同工况下对发电系统进行比较,通过热力学分析找到系统中的损失分布情况。选取18℃燃机、负荷70 MW,18℃燃机、负荷80 MW,26℃燃机、负荷70 MW时的热力系统各点状态参数进行计算。结果表明,运行中系统整体效率随压气机进气温度与负荷的升高而增大,距离设计效率43.6%有一定差距,其中压气机压与余热锅炉为系统损失最大的两个部分,为今后机组运行及设计提供理论依据。     

中国船舶重工集团公司第七〇三研究所无锡分部

正动力、电力及蒸汽辅机系统试验七○三研究所无锡分部是我国船舶动力系统、电力系统及蒸汽动力辅机系统的陆上联调试验基地,建有大型试验室五个,配有三十余个不同功率等级的试验台位,具有50MW以下燃气轮机、蒸汽轮机、柴油机等动力及电力系统的单机及联调试验能力。●电站和热能工程设计具备电力行业乙级工程设计资质,积累了丰富的热能工程设计经验,先后完成三十多个蒸汽轮机电站的设计,发电总功率达500MW。在燃气-蒸汽联合循环发电方面具有显著技术优势,已设计完成二十多个燃气轮机电站,发电总功率达550MW。     

基于Ebsilon软件的燃气-蒸汽联合循环热力系统分析

基于Ebsilon对燃气-蒸汽联合循环机组进行热力系统建模,利用燃机厂家提供的热耗-负荷曲线,在系统中进行燃机不同工况下仿真计算,得出不同工况下整个联合循环系统的效率及热耗变化。计算结果能很好的指导系统运行方案的制定,也能为变工况下机组的技经计算提供依据。     

燃气-蒸汽联合循环变工况调节方案对比分析

针对现存PG9351FA燃气轮机对应的燃气-蒸汽联合循环,分析了3类调节方案下燃气轮机循环、蒸汽轮机循环和联合循环的变工况特性.结果表明:针对基准机组,采用IGV调节方案不利于燃气轮机循环高效运行,但有利于联合循环运行;调节方案对蒸汽轮机循环的影响大于燃气轮机循环,故联合循环效率最高的调节方案为尽量维持T4在透平出口极限温度运行,该方案对应联合循环效率在低负荷下比IGV T3-F方案对应联合循环效率提升2%以上;为了变工况运行最佳,应尽可能采用IGV调节方案并且在较高蒸汽轮机循环效率下运行.     

中国船舶重工集团公司 第七○三研究所无锡分部

正动力、电力及蒸汽辅机系统试验七○三研究所无锡分部是我国船舶动力系统、电力系统及蒸汽动力辅机系统的陆上联调试验基地,建有大型试验室五个,配有三十余个不同功率等级的试验台位,具有50 MW以下燃气轮机、蒸汽轮机、柴油机等动力及电力系统的单机及联调试验能力。电站和热能工程设计具备电力行业乙级工程设计资质,积累了丰富的热能工程设计经验,先后完成三十多个蒸汽轮机电站的设计,发电总功率达500 MW。在燃气—蒸汽联合循环发电方面具有显著技术优势,已设计完成二十多个燃气轮机电站,发电总功率达550 MW。     

燃气-蒸汽联合循环系统的能量分析及火用分析

燃气-蒸汽联合循环系统是利用燃气侧高温吸热和蒸汽侧低温放热来扩大循环平均吸放热温差,促进能源的梯级利用,以提高循环效率。简述了余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环的工作原理,采用能量平衡分析联合循环机组的热效率及其影响因素,采用火用分析方法和具体算例分析联合循环机组各部位火用损失及大小。通过分析计算,寻求燃气-蒸汽联合循环发电系统能量利用的薄弱环节,并为联合循环的节能指明方向。     

中国船舶重工集团公司第七○三研究所无锡分部

正动力、电力及蒸汽辅机系统试验七○三研究所无锡分部是我国船舶动力系统、电力系统及蒸汽动力辅机系统的陆上联调试验基地,建有大型试验室五个,配有三十余个不同功率等级的试验台位,具有50 MW以下燃气轮机、蒸汽轮机、柴油机等动力及电力系统的单机及联调试验能力。电站和热能工程设计具备电力行业乙级工程设计资质。积累了丰富的热能工程设计经验,先后完成三十多个蒸汽轮机电站的设计,发电总功率达500 MW。在燃气-蒸汽联合循环发电     

运行条件对蒸汽—燃气联合循环装置指标的影响

在科技参考文献[1、2]中,通常对蒸汽-燃气联合循环装置引用正计算的指标.然而,在运行条件下实际能够达到的蒸汽-燃气联合装置的指标与它们的正计算值有本质的差别.根据参考文献[2]中的数据,在透平前的燃气温度为1092℃,蒸汽轮机前的蒸汽参数为5.4MPa,500℃下,世界上最大功率最经济的日本东新泻工业港火力发电站蒸汽-燃气联合循环电站的效率达46.5%.尽管燃气温度继续升高到1154℃,蒸汽压力上升到6.4MPa,与正计算值比较,效率的保证值下降比性能较好的蒸汽动力装     

燃气-串级超临界CO2联合循环变工况策略研究

为优化燃气-串级超临界二氧化碳（GT-CSCO2）联合循环的变工况运行特性,建立以5.67 MW燃气轮机为原动机的GT-CSCO2联合循环模型。分别确定各设备的变工况运行方法,提出联合循环变工况运行策略,进而分析GT-CSCO2联合循环的变工况特性。研究表明：进口导叶达到最小全速角前后燃气轮机排气温度和流量随负荷变化的特性有较大改变,燃气轮机排气温度对底循环的影响大于排气压力;变工况中为维持压缩机入口温度与最终排气温度,底循环流量的减少幅度大于排气流量;负荷在100%~30%之间,GT-CSCO2联合循环热效率由54.80%降低到43.91%,净输出功率与效率约为燃气轮机单机的2倍;与简单回热结构相比,CSCO2循环具有更高的效率,是一种具有良好变工况性能的发电技术。     

基于固体氧化物燃料电池的有机工质余热发电联合系统特性的理论研究

针对有机朗肯循环对低温余热回收的显著优势,提出了一种基于固体氧化物燃料电池(SOFC)的有机工质余热发电联合系统.该系统包含内重整SOFC、后燃室、燃气轮机、压气机、预热器和有机朗肯循环,实现了能量的梯级利用,有效地提高了系统的总发电效率.在稳态数学模型的基础上,建立了基于SOFC的有机工质余热发电联合系统的热力仿真分析平台,研究了关键参数对系统性能的影响.结果表明:在设计工况下,系统的总发电效率可达65%以上;随着燃料摩尔流量的增加,系统的净输出功增加,但系统的总发电效率有所下降;在一定范围内,增大压气机压比可以提高系统净输出功和总发电效率;随着蒸汽与碳物质的量比的增大,系统的净输出功减小,总发电效率下降.     

联合循环中的余热锅炉及其设计参数选择

介绍了燃气-蒸汽联合循环的基本原理、余热锅炉结构及其汽水系统,分别讨论了余热锅炉节点和接近点温差的选择、余热锅炉设计参数的选择以及余热锅炉变工况运行技术.文章可以为燃气-蒸汽联合循环中余热锅炉的设计、运行和改造提供依据.     

超临界蒸汽参数对燃气蒸汽联合循环性能影响研究

为进一步提高联合循环效率,参考现有燃气蒸汽联合循环12.5 MPa/568℃亚临界蒸汽参数,提出27 MPa/585℃超临界蒸汽参数,根据燃气蒸汽联合循环计算模型,以397 MW燃气轮机联合循环机组为例,计算了超临界蒸汽参数与两种亚临界蒸汽参数的底循环效率和联合循环效率,并分析对比了3种蒸汽参数的底循环效率对联合循环效率的贡献。研究表明:对于同一燃气轮机,超临界和亚临界中低压蒸汽参数不同时,超临界蒸汽参数的底循环效率比亚临界提高了4.3%,蒸汽底循环输出功率占联合循环机组输出功率的百分比由30.21%增加到32.62%,联合循环净效率增加了2.21%,联合循环机组的输出功率增加了20.38 MW;中低压蒸汽参数相同时,超临界蒸汽参数的底循环效率比亚临界提高了2.87%,蒸汽底循环输出功率占联合循环机组输出功率的百分比由31.16%增加到32.62%,联合循环净效率增加了1.44%,联合循环机组的输出功率增加12.5 MW。     

国外信息

荷兰在利用蒸汽、燃气联合发电方面起到了先锋作用。目前,荷兰有10座总容量为3650MW的火电厂要改造成蒸汽、燃气联合发电的电厂。总投资达8亿荷盾。阿姆斯特丹电力公司的赫姆维格7号机组、容量为500MW,采用了目前世界最大的燃气轮机——BBC BE型燃气轮机,该机在国际标准条件下满发140MW。从赫姆维格电厂7号机组由BBC公司改造为蒸汽、燃气联合发电的电厂明显可以看出,用相当少的投资便可提高13%的效率。由于改建,不仅提高了效率和功率,而且大大减少了环境污     

洋浦电厂220MW燃气-蒸汽联合循环机组启动优化和安全运行因素分析

详细介绍了中海海南发电有限公司洋浦电厂220 MW燃气-蒸汽联合循环机组的启动过程,对联合循环机组启动过程中遇到的疑难问题进行了分析和探讨,从运行角度提出了可行的解决方案和优化措施,对于同类型机组的安全运行具有较好的借鉴意义。     

燃气-蒸汽联合循环变工况性能和控制策略的研究

采用已推导建立的新一代F级300 MW重型燃气轮机及其控制系统的数学模型,建立了燃气-蒸汽联合循环关键部件的设计和变工况预测模型,主要包括:透平的变工况模型,单压余热锅炉的设计和变工况模型以及增压泵的变工况模型。利用上述模型,在Matlab平台对该系统进行了变工况性能研究,分析了定压运行和复合变压运行下余热锅炉和汽轮机的变工况特性,证明了复合变压的控制策略有明显的优越性,其中定压-滑压-定压的控制策略最优。