燃气轮机联合循环电厂机组选型比较
基于燃机联合循环的分布式能源站装机选型方案分析
基于燃机联合循环的分布式能源站装机选型方案分析发布时间：2021-08-09T10:18:59.383Z 来源：《中国电业》2021年第11期作者：徐达前[导读] 对基于燃气轮机联合循环的分布式能源站装机进行选型徐达前中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，广州 51066摘要：对基于燃气轮机联合循环的分布式能源站装机进行选型，以“以热定电”的方式通过热负荷分析、主机比选拟出合理装机选型方案。
关键词：分布式能源站；燃气轮机；三联供；热负荷当下我国电力能源供应以大机组支撑的大电网为主，灵活性差。
由于电力市场需求呈现季节性波动，用电需求低的季节，为维持电网运行稳定运行，大量机组需降负荷运行在低能效状态，造成能源、电力设施资源的浪费和社会整体能耗的增加。
同时，电力市场对电网依赖越大，受到电网的运行稳定性影响就越大。
一旦发生电网大面积故障，必然对社会经济生产活动带来极大影响。
故此，西方发达国家多已形成大电网和分布式供电共存的能源格局，在重要的工业园区、城市中心功能区等能源需求常年稳定的核心区域，建成自产自销的分布式能源站，利用分布式能源系统是靠近用户端直接向用户提供各种形式能量的终端供能系统[1]，实现区域化的能源高效稳定供应。
随着国家经济的快速发展，依据可持续发展、低碳发展的经济发展理念，高效节能的能源发展格局必然成为未来能源发展的趋势。
分布式能源站的发展势头也正在市场中逐渐形成。
针对以上形势，笔者结合我国分布式能源站的发展形态，以国内某科技小镇为市场背景，构建基于燃机热电冷联产的分布式能源站装机方案分析案例，供读者参考。
1热负荷分析近期科技小镇用热负荷需求统计如下表1：表 1 科技小镇近期用汽负荷统计表注：表中负荷数据均为蒸汽量，各用户有全年用热需求，是否需要全天24小时供应热源，暂不明确，负荷稳定性不明，暂按24小时考虑。
2设计热负荷按照《热电联产项目可行性研究技术规定》的要求，热电联产项目设计热负荷的确定需要考虑以下两个主要因素：用热企业的近期热负荷及热负荷的折减系数（同时系数）。
M701F燃机联合循环电厂设备选型及设计优化
１余热锅炉给水泵选型
Ｍ７０１Ｆ燃气一蒸汽联合循环发电机组配用三
位高，这时给水泵转速跟踪高压汽包水位、转速增 加，使中压给水压力增加，即使中压调节阀关小， 也可能使中压给水流量继续增加，导致中压汽包水
燃气轮机发电技术
第１０卷
位更高；相反的情况仍然存在；即采用ｌ台液力调 速泵无法同时满足高／中压汽包水位的调节９。除非 采用定速泵，采用阀门调节。 （２）高压旁路冷却用水问题。高压旁路冷却水 是在机组跳机时使用，其压力和流量必须在任何工 况下都能保证，那势必要求其从给水泵抽头位置压 力尽量大，这样不仅使给水泵流量选型增大，而且 其转速不能低于确保旁路冷却水压力的相应转速， 次则大大限制液力调速节能效果；同时，当机组跳 机，还必须保证给水泵高速运转，给整个水位控制 带来困难。 因此，要求给水泵的配置方案，既能保证汽包 水得到有效的控制调节，又能使给水泵在不同负荷 下有节能效果，并且可以采用液力调速方式；同时 又能保证高压旁路冷却水流量和压力。经过研究， 采用高中压给水泵分泵，既高压泵使用液力调速泵， 中压泵使用定速泵，高压旁路冷却用水由中压给水 泵供给，认为这是最佳选用方式，其优点在于： （１）高压泵只供水给高压系统，高压泵的容量 及压力容易确定，采用液力偶合器，主要调节以转 速调节为主，辅以阀门调节；此方式不仅有利于节 能，同时有利于水位调节控制。 （２）中压泵采用较小流量的定速泵，流量控制 采用阀门节流控制，控制简单可靠，高压旁路冷却 水其压力和流量也可以保证，由于总流量较小，其 总效率损失不大。 （３）据了解，某些电厂采用高中压合泵的定速 泵，其虽解决了控制和高压旁路冷却水的问题，但 对于调峰机组来说，其能量损失非常大，厂用电较 高，浪费能源。
燃气轮机发电技术
第ｌＯ卷
但跨度５４ ｍ、起重量达１０５ ｔ天车在国内电厂 较为少见，其运行可靠性要求高、设计较复杂，东 部电厂选用了国际知名ＫＡＮＥ设计制造的产品。 （３）综合成本降低。由于主厂房内减少了ｌ排 天车承重柱，使得机组的占地面积相应减少，进一 步降低投资。 （４）辅助设备布置灵活方便。由于不单设发电 机检修吊车梁及柱，使得燃机、汽轮机及发电机的 辅助设备布置的空间更大、布置更加灵活压缩空气管道及罩壳风机、 闭式水箱等布置。
大型天然气燃气轮机机型选择
大型天然气燃气轮机机型选择1.E级燃机与F级燃机的比较由于E级燃气轮机的燃气初温（1105℃）较低，自身效率要比F级燃气轮机低4个百分点。
E级燃气轮机的排气温度仅540℃，蒸汽循环不能再热，只能采用双压循环；而F 级燃气轮机排烟温度高达576℃，蒸汽循环可采用高参数的三压再热循环。
因而E级联合循环的效率要比F级低6个百分点。
SIEMENS公司E级和F级机组技术性能比较表另外由于E级机组容量较小，需要2+1（两台燃机带一台汽机）组成的联合循环，容量才能达到1台F级机组的容量。
因而设备增多（2台燃机、1台汽机、3台发电机、3台主变压器、3条电气出线、3套润滑油系统、3套辅机）、系统复杂（汽水系统需要母管制）、厂房和占地较大。
E级联合循环机组单位容量的投资比F级联合循环机组的大。
经过多方面的技术和经济比较，我们得出结论：在天然气价格逐年增高的趋势下，建设大型联合循环电厂，不宜选用E级燃气轮机作为基本机型，而大功率、高效率的F级燃气轮机才是联合循环电厂的首选机型。
在中国，2005年以来，与西气东输及LNG（液化天然气）输入工程相配套，我们共建设了48套F级联合循环机组。
2.F级燃机及联合循环的性能通过“以市场换技术”，中国已形成了哈尔滨动力集团-GE公司（美国通用电器）、上海电气集团-SIEMENS公司（西门子）、和东方电气集团-三菱公司（MITSUBISHI）三家大型燃气轮机制造集团。
每个厂家栏目下左侧的产品是在中国已生产投运的产品，每个厂家栏目下右侧的产品为改进型产品。
表1 F级燃气轮机的技术性能3.F级联合循环性能的分析比较3.1在中国已生产投运的产品的性能分析这三家燃气轮机制造集团在中国已生产投运的产品具备以下共同特点：① 单机容量大，为256-271MW，“1+1”（一台燃机带一台汽机）的联合循环功率即已达到391-397MW。
② 专为烧天然气而设计。
燃气初温高，因而燃气轮机自身的效率也高。
燃气初温均达到或超过1320℃，燃气轮机效率在36.9％～38.9%之间。
大型燃气轮机联合循环电厂优化设计研究
联合循环的优化
联合循环的优化
联合循环的优化主要涉及提高热效率、降低阻力、减少泄露等方面的内容。 具体来说，可采用以下措施：
联合循环的优化
1、部件优化：选用高效、低阻的压气机、燃烧室和涡轮机部件，提高设备的 性能系数。
2、循环过程优化：合理匹配各部件的工作参数，使整个循环过程更加顺畅， 提高热效率。
三、结论
三、结论
重型燃气轮机联合循环底循环是一种高效、清洁的能源利用方式，具有较高 的热效率和经济性。然而，由于燃气轮机工作条件的复杂性和运行环境的多样性， 底循环的热力性能受到多种因素的影响。因此，需要进行深入的分析与优化。通 过采用先进的材料和制造技术、优化设计和智能控制等方法，可以实现对联合循 环底循环的热力性能优化和提高。这将有助于推动能源结构的转型和能源利用方 式的升级。
2、蒸汽轮机优化
针对蒸汽轮机的性能，可以采用新型的耐高温材料和新型的汽封技术，提高 蒸汽轮机的效率。同时，可以通过优化蒸汽参数，提高蒸汽轮机的可靠性。
3、系统优化
3、系统优化
针对系统的匹配和优化，可以采用先进的仿真技术和实验方法，对进气系统、 排气系统、余热回收系统等进行优化设计。同时，可以通过采用先进的控制策略 和算法，实现对联合循环底循环的智能控制，提高联合循环底循环的热力性能。
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2、智能系统：通过物联网技术实现了设备的全面远程监控和故障预警，降低 了现场操作人员的工作强度和故障处理时间。同时，运用人工智能技术对设备运 行数据进行深度分析，预测设备的维护需求和更换周期，提高了设备的利用效率 和寿命。
3、大数据分析：对电厂运行数据进行实时采集、分析和处理
3、大数据分析：通过对电厂运行数据的实时采集和分析，发现了一些影响能 效和稳定性的因素并采取措施予以解决。同时，根据数据分析结果对燃气轮机和 余热回收系统进行了进一步优化，提高了电厂的经济性。
E级燃机与F级燃机的比较
E级燃机与F级燃机的比较1.E级燃机与F级燃机的比较由于E级燃气轮机的燃气初温较低，自身效率要比F级燃气轮机低约4个百分点。
E 级燃气轮机的排气温度仅540℃，蒸汽循环不能再热，只能采用双压循环；而F级燃气轮机排烟温度高达600℃，蒸汽循环可采用高参数的三压再热循环。
因而E级联合循环的效率要比F级低约6个百分点。
以GE公司生产的典型机型为例，对比如下。
另外由于E级机组容量较小，需要2+1（两台燃机带一台汽机）组成的联合循环，容量才能达到1台F级机组的容量。
因而设备增多（2台燃机、1台汽机、3台发电机、3台主变压器、3条电气出线、3套润滑油系统、3套辅机）、系统复杂（汽水系统需要母管制）、厂房和占地较大。
E级联合循环机组单位容量的投资比F级联合循环机组的大。
2.F级燃机及联合循环的性能比较哈尔滨动力集团-GE公司（美国通用电器）、上海电气集团-SIEMENS公司（西门子）、和东方电气集团-三菱公司（MITSUBISHI）为目前国内三家大型燃气轮机制造集团。
表中所列左侧的产品是在中国已生产投运的产品，右侧的产品为改进型产品。
表2. F级燃气轮机的技术性能对比表在中国已生产投运的产品的性能分析这三家燃气轮机制造集团在中国已生产投运的产品具备以下共同特点：① 单机容量大，为256-271MW，“1+1”（一台燃机带一台汽机）的联合循环功率即已达到391-397MW。
② 专为烧天然气而设计。
燃气初温高，因而燃气轮机自身的效率也高。
燃气初温均达到或超过1320℃，燃气轮机效率在36.9％～38.9%之间。
③ 排气温度高（580℃～602℃），给蒸汽循环留有较大的余地，蒸汽循环可采用较高参数的三压、再热循环，因而整个联合循环的效率较高，达到56.7％～57.4％。
④ 燃气轮机结构上均采用轴向排气，排气阻力小，而且便于余热锅炉布置。
燃气轮机均采用压气机冷端拖动发电机，便于安装运行和维护。
因而F级燃气轮机是建设大型联合循环电厂的首选机型。
燃机电厂设备选型
关于燃气-蒸汽联合循环调峰热电厂主机设备选择的探讨中国联合工程公司袁旭岭一、概述随着我国经济改革的深入发展，对外开放，经济开发园区不断涌现，同时电力供应日趋紧张和用电峰谷差值的矛盾日益扩大。
为了适应形势的发展需要，给开发园区创造一个良好的投资环境，集电力调峰和联片集中供热于一体的新型供热调峰热电厂已被人们所关注，国家计划委员会、国家经济贸易委员会、电力工业部、建设部于1998年联合颁发了“《关于发展热电联产的若干规定》的通知”，该通知中第9条特别提到要鼓励发展燃气轮机联合循环发电、供热技术，提高热能综合利用效率。
而燃气－－蒸汽联合循环装置以其建设周期短、启停速度快、污染物排放少和热效率高等诸多特点已成为目前电力调峰的主要手段之一，同时也是当前高速发展经济、加强环境保护和提高热能综合利用效率的措施之一。
通过苏州高达热电厂的工程设计，结累了一些经验和体会。
苏州高达热电厂坐落在苏州高新技术开发区内，该厂为国内第一个电力调峰供热型热电厂，装机总容量为100 MW,主机的配备如下：2台美国GE公司生产的38MWPG6551(B)型燃机，2台15MWC15-3.43/0.98-3汽轮发电机组，2台66/9.5 t/h 双压自然循环型余热锅炉和2台35 t/h燃油锅炉。
下面就主机设备的选择谈谈体会。
二、主机设备的配置联合循环调峰热电厂的主机设备有燃气轮机发电机组、余热锅炉、抽汽凝汽式汽轮发电机组及辅助锅炉。
１、燃气轮机发电机组的选择选择燃气轮机时，首先要对燃料进行选择，因为燃机对燃料的适应性有一定范围。
燃气轮机所燃用的燃料有气体燃料（天然气、液化石油气和煤气）、液体107燃料（轻油和重油）。
在燃料选择时，应对燃料的品种、运输条件、供应方式及价格等进行调查分析，以确定合理的燃料供应系统和恰当的设备选型。
天然气、液化石油气、煤气和轻油是燃机的理想燃料，但是使用天然气需要合适的气源，如气源的供给量及地理位置，液化石油气、煤气和轻油价格较贵而使发电成本提高，对于燃用重油，虽然其价格便宜，但由于其粘度大，并且含有多种对燃机有害的元素，如钾、钠、钒、铅和硫等，使用前需进行专门处理，才能达到燃机的要求。
燃气-蒸汽联合循环机组方案比较
１
额 定 出 力
ＭＷ
７ ５
２ 天 然气 低 位 发 热 量 ｋ／ｍ ＪＮ ３ 燃 气 轮 机 出 力 ＭＷ
３ １０ ６ ７ ２ ５×２
３ １０ ６ ７ ２ ５×１
４ 燃气 轮机 热耗率 ｋ，Ｗｈ Ｊｋ
５
一
燃 气 一蒸汽联合循环是将燃气 轮机 的排气引入余热锅 炉 ，产生高 温高压蒸汽驱动蒸汽轮机 ， 带动发电机发电。因而联合循环的热能利用 水平较燃气 轮机或蒸汽轮机 单一循环有明 显的提高、
２ 机 组 的 配 置 ．
热 电厂 燃 气 蒸 汽联 合 循 环 机 组 选 型 的 主要 原 则 是 “ 以冷 、 热定 电 ” ， 根 据 工 业 负荷 和制 冷 负荷 的需 求 选 择装 机 容量 。 通 过 对 某 一 二 业 区 内企 业 工 业 热 负 荷 和采 暖 、 调 制 冷 、 活 热 水 Ｔ 空 生 热 负荷 进 行 调 查 、统 计 和 分 析 ，电 厂 对 外 工 业 供 汽 量 平 均 为 ４ ｔ 采 ５／ ｈ，
“
一
“
一
拖 一 ” 轴 方 案 的ห้องสมุดไป่ตู้ 点 在 于 ： 单
表 １ 经 济 指 标 热
动 力 岛纵 向部 分 占地 较 大 ， 主厂 房 跨 度 大 ；
序
号 项 目 单 位
数据
方 案一 方 案 二 ５ ５
抽凝式汽轮机供热 出力相对稍小 。 “ 拖一” 二 和母 管 制 方 案 的优 点 在 于 ： 机组效率较“ 一拖 一” 方案略 高； 供热 出力 比“一 一” 拖 方案略大 ； “ 拖 一 ” 案 的缺 点 在 于 ： 二 方 由于共用汽轮机 ， 当一 台燃 机停 运或者燃机低 负荷运行 ， 汽轮机 组 运行经济性较差 ； 余热锅炉需并 汽运 行 ； 带负荷 时燃 机之间需协调参 数 运行 ； 行操作相对复杂 。 运
关于大型天然气联合循环电厂对汽轮机的选择研究
关于大型天然气联合循环电厂对汽轮机的选择研究摘要：选择适用性强的汽轮机对于优化联合循环蒸汽系统，加速机组启动具有重要的价值与意义。
因此，本文将在分析联合循环汽轮机特点的基础上，通过对不同类型的汽轮机核心部位的对比，选择出合理的、应用性能较强的汽轮机。
关键词：大型天然气联合循环厂；汽轮机；选择；研究引言：汽轮机是联合循环电厂的重要组成部分，其在优化循环蒸汽系统以及提高机组启动速率的过程中扮演着十分重要的角色。
在探讨大型天然气联合循环电厂选择蒸汽系统时发现，余热锅炉低温段烟气的热量不能在单压蒸汽系统中得到充分的利用，同时也无法将排烟温度降低到合适的水平范围内。
但是在采用双压或者三压蒸汽系统时则可以达到较为理想的效果，因此本文主要分析三压蒸汽系统对汽轮机的选择问题，即在三压蒸汽系统的前提下，加强对汽轮机的对比分析，从而满足循环蒸汽系统的优化要求。
1 联合循环汽轮机的特点分析与一般电厂使用的汽轮机相比，联合循环中配套使用的汽轮机在中低压缸和凝汽器等方面存在着显著的不同，下面对联合循环汽轮机的特点展开详细的分析。
1.1中、低压缸和凝汽器在常规电厂的汽轮机系统中，余热锅炉的主要作用是给水加热和除氧，这使得汽轮机的任务得到了有效的减缓。
加热给水的完成需要一定量的抽汽，一般电厂对抽汽量的要求是主蒸汽流量的28%。
但是在双压或三压的联合循环厂中，中压缸和低压缸可以通过引入一定量的中压蒸汽和低压蒸汽，进一步减轻汽轮机的任务。
其次，为了将汽轮机内的热应力控制在合理的范围内，还会考虑到补入气缸的蒸汽温度是否满足与中压和高压蒸汽膨胀做功后的温度相混合。
由于与一般电厂的汽轮机存在功能上明显的区别，因此汽轮机的蒸汽参数也会形成一定的差异，下面以150MW级汽轮机为例，说明其在常规电厂和联合循环电厂中的差别[1]。
蒸汽参数主要包括主蒸汽参数、再热蒸汽参数、低压蒸汽参数和排入凝汽器的蒸汽参数，不同蒸汽特征下的子参数包括质量流量、压力、温度和体积流量。
燃气蒸汽联合循环机组单轴与多轴配置的特点及方案比较
燃气蒸汽联合循环机组单轴与多轴配置的特点及方案比较摘要：联合循环机组中的燃气轮机、汽轮机和发电机的不同布局关系而形成的轴系配置型式，与电厂的总体布置和厂房结构、检修方式等有关，而且对机组运行、操作与性能（特别是变负荷）以及投资成本等都有很大关系。
本文将从电气设备、控制系统、安装、运行特性、维修、建设安排、事故影响等方面对不同配置方案进行对比分析。
关键词：燃气轮机；联合循环机组；方案1.引言燃气－蒸汽联合循环机组有单轴机型和多轴机型两大类。
所谓单轴即燃机、汽机、发电机共用一根轴；多轴是指燃机和燃机发电机一根轴，汽机和汽机发电机另一根轴。
早期机组配置中一般大容量燃机用于调峰，多配单轴；容量较小的常用于热电联产，一般按多轴配置。
近几年大型燃机用于热电联产的工程增多，对于此类项目，也有单轴和多轴两种布置。
一般在供热量不是很大的情况下可选用单轴机组，在供热量较大的情况下则选用多轴机组较多。
2.单轴配置的特点单轴布置的配置方式即燃气轮机、发电机和蒸汽轮机串联安装在同一根轴系上，由燃气轮机和汽轮机共同驱动一台发电机。
发电机可以位于燃气轮机和汽轮机之间，也可以位于汽轮机排汽端。
这种方案只能用于单台燃机、单台余热锅炉和单台汽轮机匹配的情况，即所谓1+1+1单轴布置方案。
单轴配置又有两种方式：2.1发电机尾置方式燃气轮机+向下排汽的汽轮机+发电机的连接方式，简称发电机尾置方式。
这种连接方式的优点是：发电机位于机组端部，发电机出线和检修时抽转子比较方便。
缺点是：①汽轮机在中间，汽轮机向下排汽使整套联合循环机组必须布置在较高的运转层上。
②发电机只有当燃气轮机和汽轮机都安装完毕后才能投运，不利于安装周期较短的燃气轮机及早投产发电。
③运行中蒸汽系统出现故障时，燃气轮机仍拖着汽轮机空转，一方面汽轮机不能停机检修，另一方面汽轮机叶片鼓风发热，还必须设置小的辅助锅炉，产生辅助蒸汽通入汽缸进行冷却。
④汽轮机正常启动时，也需要辅助蒸汽汽源提供轴封汽和汽轮机一开始空转时汽缸所需的冷却蒸汽。
E级燃机与F级燃机的比较
E级燃机与F级燃机的比较集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-E级燃机与F级燃机的比较1.E级燃机与F级燃机的比较由于E级燃气轮机的燃气初温较低，自身效率要比F级燃气轮机低约4个百分点。
E级燃气轮机的排气温度仅540℃，蒸汽循环不能再热，只能采用双压循环；而F级燃气轮机排烟温度高达600℃，蒸汽循环可采用高参数的三压再热循环。
因而E级联合循环的效率要比F级低约6个百分点。
以GE公司生产的典型机型为例，对比如下。
另外由于E级机组容量较小，需要2+1（两台燃机带一台汽机）组成的联合循环，容量才能达到1台F级机组的容量。
因而设备增多（2台燃机、1台汽机、3台发电机、3台主变压器、3条电气出线、3套润滑油系统、3套辅机）、系统复杂（汽水系统需要母管制）、厂房和占地较大。
E级联合循环机组单位容量的投资比F级联合循环机组的大。
2.F级燃机及联合循环的性能比较哈尔滨动力集团-GE公司（美国通用电器）、上海电气集团-SIEMENS公司（西门子）、和东方电气集团-三菱公司（MITSUBISHI）为目前国内三家大型燃气轮机制造集团。
表中所列左侧的产品是在中国已生产投运的产品，右侧的产品为改进型产品。
表2.F级燃气轮机的技术性能对比表在中国已生产投运的产品的性能分析这三家燃气轮机制造集团在中国已生产投运的产品具备以下共同特点：①单机容量大，为256-271MW，“1+1”（一台燃机带一台汽机）的联合循环功率即已达到391-397MW。
②专为烧天然气而设计。
燃气初温高，因而燃气轮机自身的效率也高。
燃气初温均达到或超过1320℃，燃气轮机效率在36.9％～38.9%之间。
③排气温度高（580℃～602℃），给蒸汽循环留有较大的余地，蒸汽循环可采用较高参数的三压、再热循环，因而整个联合循环的效率较高，达到56.7％～57.4％。
④燃气轮机结构上均采用轴向排气，排气阻力小，而且便于余热锅炉布置。
燃气-蒸汽联合循环机组配置及选型
燃气-蒸汽联合循环机组配置及选型伊小萍(辽宁科技大学材料与冶金学院， 鞍山 千山 114000)摘要：燃气-蒸汽联合循环机组是一种极有发展前景节能机组,燃气-蒸汽联合循环机组要想更好的发展必须重视机组配置的问题。
因此，本文分析了两种配置方案各自的优缺点，并且针对燃气蒸汽联合循环机组的配置进行了简单的分析,希望对燃气蒸汽联合循环机组的安全经济运行与正常工作有一定的参考价值和意义。
关键词：燃气-蒸汽联合循环; 机组选型; 机组配置燃气-蒸汽联合循环机组是以天然气为燃料，具有经济高效、调控灵活、环境友好等优势。
目前天然气在我国的价格仍较高,所以,在燃气-蒸汽联合循环机组轴系配置的型式选择上进行全面的技术经济分析显得尤为重要。
由于燃气轮机的热效率和单机功率较高，联合循环电站可作为尖峰负荷机组和紧急备用电源，并能携带基本和中间负荷，另外，天然气资源也在世界范围内进一步被开发，燃气轮机及其联合循环技术在全球电力系统中的地位越来越高，发展联合循环电站对我国的节能减排具有显著的研究意义。
1 燃气-蒸汽联合循环机组选型的必要性联合循环发电系统的主要设备有燃气轮发电机组、蒸汽轮发电机组、余热锅炉三大部分。
整个联合循环中的核心部件是燃气轮机，其性能显著的影响联合循环的发电热效率。
蒸汽系统的参数主要由燃气轮机排气的参数决定。
因此，要提高联合循环的效率，首先要优化机组配置。
燃气-蒸汽联合循环的机组选型工作是在确定燃机的前提下再对蒸汽系统进行合理的选择和优化，进而对排气余热进行最大限度的利用，提高蒸汽系统的热效率，从而提升整个电站的工作性能。
2 燃气-蒸汽联合循环机组配置方案的分析燃气-蒸汽联合循环机组中主要的设备配置有:燃气轮机、蒸汽轮机、余热锅炉、发电机、控制设备、电气设备及其配套的设施。
为了进行进一步的研究分析其设备配置,在实际操作过程中我们根据轴系将燃气-蒸汽联合循环装置进行了布置和分类,具体的方案可分为两类：一类是多轴布置，即燃气轮机和蒸汽轮机各自配备一台驱动的发电机；另一类是单轴布置(最为常用、最为科学)，即燃气轮机、蒸汽轮机和发电机串联在一根轴线上，燃气轮机和蒸汽轮机共同驱动一台发电机工作。
h25和sgt-800在某50mw级燃气轮机发电项目的对比选型
ISSN1672-9064CN35-1272/TK作者简介:李时宇(1985~),硕士研究生学历,注册公用设备(动力)工程师,长期从事火力发电勘察设计和工程咨询工作,涉及各容量等级燃煤机组、燃气轮机机组及新能源发电技术。
H25和SGT -800在某50MW 级燃气轮机发电项目的对比选型李时宇1牟文凯2刘玉春2(1中国电力建设工程咨询中南有限公司湖北武汉4300712中国机械设备工程股份有限公司北京100055)摘要对50MW 级燃气轮机发电项目的H25和SGT-800两种装机方案进行了比较,从性能、造价、占地面积、灵活性等各方面进行了对比,一台SGT-800型燃气轮机和两台H25型燃气轮机各有优势,应结合项目的具体要求进行选择。
关键词燃气轮机SGT-800H25中图分类号:TK479文献标识码:A文章编号:1672-9064(2019)06-042-02在前苏联加盟国地区存在不少建于二战前的老旧小型燃煤发电机组,部分项目在上世纪80年代以后又陆续将部分燃煤锅炉改建为燃气锅炉,目前这些机组日益老旧,又将面临改建。
结合现代发电技术的发展,不少业主考虑将燃气锅炉发电机组替换为燃气轮机联合循环发电机组,以提高小型发电机组的效率,提高发电机组的运行经济效益。
本文针对某50MW 级燃气轮机发电机组项目改造探讨H25和SGT-800两种燃气轮机机型的比较选型。
1项目背景及比较原则该项目位于中亚哈萨克斯坦西部地区,该厂初建于二战前,最初为小型燃煤发电机组,后将燃煤锅炉改造为天然气燃气锅炉,锅炉额定蒸发量为75t/h ,主蒸汽温度为410℃,压力为3.0MPa (g )。
该厂主蒸汽采用母管制,共12台锅炉。
本期改造为拆除其中相连的2台燃气锅炉,然后在拆除的空地上新建50MW 燃气轮机发电机组及配套补燃型余热锅炉。
余热锅炉所产中压蒸汽汽并入厂内原有中压蒸汽母管,利用原有汽轮发电机组进行发电。
根据50MW 的发电出力要求,业主初步选择了两种方案,一是2台25MW 级燃气轮机,二是1台50MW 级燃气轮机。
大型天然气联合循环电厂对汽轮机的选择
大型天然气联合循环电厂对汽轮机的选择首先，根据电厂的功率需求来选择适合的汽轮机型号。
大型天然气联合循环电厂的总装机容量通常较大，需要选择功率较高的汽轮机，以满足电力负荷的需求。
通常，选择高功率的汽轮机可以提高电厂的整体效率。
其次，效率是选择汽轮机的重要指标之一、高效的汽轮机可以将燃气的能量转化为电能的比例最大化，从而提高电厂的综合效益。
功率功率所得到的能量越高，就说明汽轮机的效率越高。
可靠性和维护方面的考虑也是选择汽轮机的关键因素之一、大型天然气联合循环电厂是一个长期运行的工程，所以汽轮机的可靠性非常重要。
选择可靠性较高的汽轮机可以减少维护和故障的频率，从而提高电厂的运行稳定性。
此外，环保要求也是选择汽轮机的重要考虑因素之一、大型天然气联合循环电厂通常要求低排放和高效能，选择具有较低氮氧化物（NOx）和二氧化碳（CO2）排放的汽轮机可以满足环保要求，并减少对环境的负面影响。
最后，经济性也是选择汽轮机的关键因素之一、大型天然气联合循环电厂需要考虑总体的投资和运营成本。
选择具有较高效能和可靠性的汽轮机可以降低燃料消耗和维护成本，从而提高电厂的经济性。
在以上考虑的基础上，大型天然气联合循环电厂可以选择适合的汽轮机型号。
根据实际需求，一般可以选择有双背压、背压和透平型汽轮机等不同类型的汽轮机。
根据电厂的具体情况和要求，可以考虑选择多级汽轮机、透平系统、再生系统等辅助设备来进一步提高电厂的效率和可靠性。
总之，大型天然气联合循环电厂对汽轮机的选择需要综合考虑功率需求、效率要求、可靠性和维护方面的考虑、环保要求和经济性，以选择最合适的汽轮机型号，最大化电厂的整体效益。
F 级燃气机组主机选型及配置对比_于涛
尔滨动力集团和美国通用电气 （GE） 组成的联合体
我国使用天然气为燃料、以燃气轮机为原动机 共同生产 109FA 机型；东方电气集团和日本三菱组
发电起始于 20 世纪 70 年代。20 世纪 80 年代中后 成的联合体共同生产 M701F 机型；上海电气集团与
期以来，华南和华东地区引进了容量更大、参数更 德国西门子组成的联合体共同生产 SGT5-4000F 机
海电气 / 西门子三大联合体设备厂家 9F 级燃气轮机 在我国已有数十台投入商业运行，其中哈动力 / 通
2.1 “F”级燃气轮机技术特点
用电气联合体业绩最多，东方电气 / 三菱重工机组
各公司在 F 级燃气轮机研发过程中，广泛引入 容量最大，并已逐步实现国产化，而上海 /Ansaldo
航空发动机气动设计和燃烧技术，把握好创新和继 联合体效率最高，目前国内业绩较少。
目前，余热锅炉根据受热面布置和炉水循环方 式的不同，可分为立式余热锅炉和卧式余热锅炉 2 大技术流派。立式余热锅炉总体呈垂直布置，烟气 自下而上流经水平布置的各段受热面管束；卧式余 热锅炉总体呈卧式布置，烟气沿水平方向流经垂直 布置的各段受热面管束。
立式余热锅炉一般采用强制循环模式。受热面 沿高度方向布置，烟囱位于锅炉顶部，整体占地面 积小。锅炉较高，钢结构重量较大。高温炉水循环 泵可靠性差，电耗高，运行费用高。
承的关系，努力找准高效率和高可用率的平衡点， 2.3 “F”级燃气轮机技术性能汇总表
将产品的先进性和机组可靠性融为一体，形成了覆
国内各厂家所生产的 F 级燃机的详细参数详见
盖各种 F 级燃机的设计共性，归纳起来包含以下几 下表 1。
方面：1） 整体式结构，水平中分式装配，便于安装 与维护。2） 冷端 （压气机侧） 功率输出，消除了热
大型天然气联合循环电厂对汽轮机的选择
大型天然气联合循环电厂对汽轮机的选择
一、概述
随着经济的发展和能源的紧缩，越来越多的大型天然气联合循环电厂正在被建设。
循环热工变电站需要更高效、更可靠的汽轮机，以保证电厂正常运行。
汽轮机是变电站的核心设备，在其运行期间占电厂总负荷的90-95％，其对变电站的经济性和可靠性起着至关重要的作用，是电站中安全可靠、运行经济的关键设备。
因此，对于大型天然气联合循环电厂的选择汽轮机的原则非常重要。
应当根据技术要求和经济效益进行技术分析和选择，以选择出更适合汽轮机和更具经济效益的变电站。
1.技术要求
汽轮机的选择要考虑它的技术要求，包括功率、运行条件、技术参数和可靠性需求，以确保其达到所需的功能和质量要求，并且具有较好的可靠性和经济性。
（1）功率。
汽轮机的功率要求要符合变电站的负荷要求，满足电厂后续运行的需要。
（2）运行条件。
汽轮机的运行条件包括热源温度和压力、水冷却条件、汽轮机的运行温度、燃气温度和压力、空气的湿度等，这些因素都是汽轮机的选型的重要考虑因素，必须符合汽轮机的技术参数要求。
（3）技术参数。
不同类型的汽轮机有不同的技术参数，如最。
大型天然气联合循环电厂燃气轮机选择探讨
大型天然气联合循环电厂燃气轮机选择探讨摘要：电能是我们生产生活的必备能源，目前我国发电主要以火力发电为主，虽然潮汐能、风能、太阳能等清洁能源已逐步应用到发电中，但这些能源极不稳定，产出的电能质量差，因此尚未得到普及。
而天然气发电解决了这些问题，目前我国东部地区打算建造一批大型天然气联合循环电厂以缓解西电东输的压力，本文就大型天然气联合循环电厂燃气轮机的选择做出了探讨。
关键词：天然气；燃气机轮；机组选择燃气轮机直接影响电厂的热效率，决定电厂建成后的效益，因此，选择合适的燃气轮机至关重要。
为降低大型天然气联合循环电厂的成本，本文调查了通用电气公司、西门子公司、阿尔斯通公司和日本三菱公司的燃气轮机组，将四家公司F型燃气轮机的技术性能及结构特性做了对比，以供电厂选择参考。
一、四大燃气机轮公司1.1 通用电气公司通用电气公司是最早的几家燃气轮机制造商之一，目前已发展为行业之首，亚洲百分之五十的燃气轮机都来自通用电气公司。
该公司的首批燃气轮机于上世纪七十年代末研发成功，该机组是七十五兆瓦、六十赫兹的7E型燃气机组。
仅两年后，该公司又研发出了一百零五兆瓦、五十赫兹的9E型机组，为世界燃气轮机的研究发展奠定了基石。
八十年代末，通用电气成功将E型机组发展成为F机组，也是目前发展最为成熟的燃气轮机组。
1.2 西门子公司德国西门子公司是世界电子电气工程领域的领先企业，一九九零年西门子公司开发了旗下首批燃气轮机组。
四年后，启动了一百七十兆瓦、六十赫兹的V84.3A机组，并在随后的几年内以该机组为基础研发了二百六十五兆瓦、五十赫兹的V94.3A机组和同样为五十赫兹的六十七兆瓦V64.3A小型燃气轮机组。
西门子公司虽不像通用电气公司专注于燃汽轮机，但该公司的燃汽轮机的热效率相对更高，是我国大型天然气联合循环电厂燃汽轮机的不错选择。
1.3 阿尔斯通公司阿尔斯通公司于一八八五年收购了ABB公司的汽轮机部门，次年研发出了一百六十兆瓦的GT13E燃气轮机组，这是当时世界上热效率最高的燃汽轮机组，热效率高达百分之三十五。
燃气-蒸汽联合循环电厂主机选型的比较
二拖一机组因其汽轮机接受 2台余热锅炉的蒸 汽 ,所以汽轮机的容量较大 ( 280 MW ) ,汽轮机的效 率高于单轴机组配置的小容量汽轮机 ( 130 MW ) 。 因此 ,二拖一机组比单轴机组的总效率高约 0. 5% ～0. 6% ,热耗低约 0. 5%。如 GE公司的 F级单轴 机组联合循环效率为 56. 7% ,二拖一多轴机组联合 循环效率为 57. l% ,故二拖一多轴机组适合燃机电 厂同时带基本负荷和调峰负荷的运行工况 。 2. 3 二拖一或单轴机组的启动和控制性能的比较
Chen Hangjiu1 , Tu J in2
( 1. Zhejiang Guohua Zheneng Electric Power Co. L td. , Zhejiang Province, N ingbo City, 315612; 2. Zhejiang Electric Power Design Institute, Hangzhou City, 310014)
燃气—蒸汽联合循环电厂整体配置选择
燃气—蒸汽联合循环电厂整体配置选择摘要：燃气—蒸汽联合循环能够对燃料中的化学能进行梯级利用，与常规火力发电相比，不仅效率高，建设周期短，也更加节能环保。
文章分析了燃气—蒸汽联合循环工作原理，对联合循环整体配置选择进行了探讨。
关键词：联合循环发电燃气轮机蒸汽轮机配置我国电厂能源消费仍然以煤作为最主要的原料，随着我国能源消费的不断扩大，节能降耗，保护环境的呼声越来越高。
燃气—蒸汽联合循环的优点在于能够对燃料中的化学能进行梯级利用，与传统燃煤蒸汽轮机相比，燃气—蒸汽联合循环机组效率更高，建设周期更短，用地用水也更少，并且燃气—蒸汽联合循环机组更加节能环保，其投资效益也更加明显，适宜于在我国生存和发展。
当前，我国燃气—蒸汽联合循环机组基本依赖进口，探讨并选择燃气—蒸汽联合循环电厂整体配置，分析影响联合循环中整体*能的主要因素，将有助于燃气—蒸汽联合循环机组的国产化，帮助我国尽快掌握这一先进技术。
1、燃气—蒸汽联合循环工作原理燃气—蒸汽联合循环机组主要部件包括燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、发电机以及其它一些辅机[1]。
探讨其整体配置选择，首先需要了解一下燃气-蒸汽联合循环的工作原理。
所谓燃气—蒸汽联合循环发电就是将燃气轮机的排气引入余热锅炉，产生高温、高压蒸汽驱动汽轮机，以带动发电机发电[2]。
燃气—蒸汽联合循环的本质就是将高温区工作的燃气轮机Branyton循环与中低温区工作的蒸汽轮机Rankine循环重叠，形成总能利用系统。
通过结合燃气轮机和蒸汽轮机两种成熟的机械各自的优点，实现热能的梯级利用。
燃气—蒸汽联合循环中的燃气轮机直接采用燃气作为工质，初温很高，排气温度也高;而蒸汽轮机受限于蒸汽*质，初温不能太高，但是蒸汽凝结温度低。
可见，燃气—蒸汽联合循环充分吸收了燃气轮机平均吸热温度高、蒸汽轮机平均放热温度低的双重优点，其热能利用效率较单纯的燃气轮机循环和蒸汽轮机循环都高，从图1可以看出，其整体利用效率为：(1)当前，燃气轮机进气温度超过了1600K，压气机的压比达30，联合循环机组的热效率超过了60%。
燃气轮机的选型
燃气轮机的选型在燃气轮机选型时，对其热力性能方面的考虑应注意以下几点:(1)机组热效率和燃料成本相结合的综合经济性。
单方面考虑热效率高低常常是不全面的，一般需把机组热效率和燃用的燃料成本结合起来，更全面权衡机组的经济性。
因为有时地理因素更优先于热效率，如某些地区的用户可能更注重燃气轮机对燃用廉价原油和重油的能力与相应的长热部件寿命性能(2)热力循环系统优化的问题。
影响燃气轮机热力性能的因素有很多，如透平初温、压气机压比、回热度(若采用回热循环)等热力参数，压气机、透平、燃烧室等部件效率，进、排气道等各部分流阻损失等。
其中许多参数受到设计制造时的技术与设计水平所制约，一般要根据设计和技术条件选取，如透平初温就要根据高温材料和冷却技术来确定。
而压气机压比要通过热力循环设计优化分析来确定。
(3)机组的全工况或变工况热力特性。
实际上，随着环境大气条件、外界负荷或系统本身等变化，燃气轮机及其联合循环装置总是处于非设计工况下运行，全面考虑全部可能运行区域的特性，就更为重要和实用。
主要包括：1)随大气条件变化的机组变工况特性。
由于燃气轮机的工质来自大气环境、又排回大气，其输出功率对大气条件，特别是对大气温度非常敏感。
通过燃气轮机及其联合循环性能(设计工况的效率与功率)相对比值随大气温度变化的典型规律。
大气温度总在变化，随着温度的升高，燃气轮机及其联合循环相对的输出功率都会下降，但联合循环的功率减小要比燃气轮机平缓，燃气轮机效率下降，而联合循环的效率稍有增加；反之，当温度下降时，两者的输出功率都会增加，燃气轮机效率提高，联合循环效率稍有降低。
至于大气压力则与机组安装地区的海拔高度有密切尖系，燃气轮机及其联台循环的功率都与大气压力成正比，而两者的效率与此无尖。
但当分析机组安装地点的海拔高度对燃气轮机性能影响时，要考虑大气温度和压力两个因素的综合影响。
2)随外界负荷变化的机组变工况特性。
燃气轮机是通过调节燃料量、也就是调节透平初温来适应外界负荷变化，而不像汽轮机那样是通过改变蒸汽工质质量流量来改变功率，所以机组热经济性随负荷变化而变化趋势就非常明显。