不同的燃气轮机调控方案对燃气_蒸汽联合循环电站性能的影响
蒸汽轮机及燃气-蒸汽联合循环机组一次调频技术分析
蒸汽轮机及燃气-蒸汽联合循环机组一次调频技术分析摘要：本文将详细介绍燃气-蒸汽联合循环机组一次调频技术的基础操作要求，通过专业的研究与分析，精准找出蒸汽轮机与燃气-蒸汽联合循环机组运用一次调频技术的操作过程，过程内容包含明确操作原理、控制发电机组并网状态及分析调频特性等，再根据试验操作结果，确认燃气-蒸汽联合循环机组的使用状态，确保蒸汽轮机可持续运用效果。
关键词：一次调频技术；循环机组；燃气-蒸汽联合；蒸汽轮机引言：当前电力系统运行期间的重要任务为控制监视频率变化，发电机组一次调频技术的应用状态直接影响电力系统的实际操作效果，相关部门要合理规划发电机组的应用形式。
蒸汽轮机与燃气-蒸汽联合循环机组属新型发电方式，可高效运用一次调频技术，确保电力系统监视控制效果。
1蒸汽轮机及燃气-蒸汽联合循环机组一次调频技术的操作要求首先，当前蒸汽轮机与燃气-蒸汽联合循环机组在使用一次调频技术时，要适当明确火电机组内部调速系统的转速，该项数值需保持在5%以内。
明确一次调频技术的运用区域，将调频死区控制在0.033Hz左右。
其次，若电网频率的内部变化超出调频死区控制范围，则电液调节类机组的实际响应时间要保持在3s以内；当电网频率变化范围超出机组的一次调频死区范围时，则要在超出该范围的15s以后，明确机组实际调节量，将理论调节量与实际调节量进行科学比对，将液压调节机组与机械调节机组的调频目标值进行合理调整，尽量在15s以内使各项数值的误差控制在合理范围中。
最后，蒸汽轮机与燃气-蒸汽联合循环机组在使用一次调频技术时，若电网的变化频率保持稳定，可适当观察机组负荷的变化范围，并明确一次调频技术的运用时间，将该时间设定在60s左右。
2蒸汽轮机及燃气-蒸汽联合循环机组一次调频技术实践运用2.1明确操作原理在科学控制蒸汽轮机与燃气-蒸汽联合循环机组下的一次调频技术时，要明确技术操作原理，合理规范技术操作内容。
具体来看，燃气-蒸汽联合循环机组在采用一次调频技术时，需恰当关注电网频率与额定值相偏离后，发电机组内部的调节控制系统会增加自动控制机组内的有功功率，使电网频率的变化范围始终处在额定范围中。
燃气—蒸汽联合循环发电机组调峰性能
汽轮 机无 回热抽 汽 ， 即汽轮 机不 设置 给 水 加
热器 。因为 当给水 温度 升高 时 ， 热锅炉 的排 汽 温 余 度会 随之 升高 ， 而使 余 热 回收效 率 下 降 ， 效 率 从 热 得不 到提 高 。另一方 面 由于 没有抽 汽 口， 减小 了汽 缸壁厚 ， 强 了汽 缸 的对 称 性 ， 而使 汽 轮机 能 快 加 从
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第 ２０ 年期 ０ ２１ １ 月
热
机
技
术
３ ｌ
燃 气一 蒸 汽 联 合循 环发 电机组 调 峰 性 能
西北电力设计院 陈继 平 ［ 内容摘要 ］ 该文 燃气 一 蒸汽联台循环机组的结构设计、 及机组型式和配制方面介绍了机组最担负荷的 材料
速起 动 。
电网中适宜承担调峰负荷， 应起 负荷 ， 甚至 中问负
荷 和基本 负荷 ， 欧美 国家 的经 验 表 明 ： 安 全 和 谰 从 峰 的 目的 出发 ， 电 网 中安 装 功 率 份 额 为 ８ ～ 在 ％
１％的燃气轮发 电机组是最合适的。 ２
燃气轮 机发 电机组之 所 以具有起 停快 、 峰 能 调
ｂ 加大 了汽轮 机动 静 部件之 间 的间隙 ， ． 防止 在 快 速起 动 时 ， 由于膨胀 不 同步而 引起 部件之 问 的碰 撞 或摩擦 。
力强的特点 ， 主要有以下困素之故。
ｌ 结构
（） １简单循环发电的燃气轮机结构 燃气轮机具有结构紧凑、 质量较轻 、 寸较小 尺
的结构 特点 ：
来起 动 燃气轮 机 ， 以达到 可靠 、 速再起 动 的 目的。 快
ｆ ． 燃烧室尺寸紧凑， 采用具有 耐高温 、 强度 高 和抗腐蚀涂层以利于机组的快速起动。 （） ２联合循环发电中的汽轮机结构
燃气_蒸汽联合循环电站热力性能试验方法探讨
燃气-蒸汽联合循环电站热力性能试验方法探讨任其智(南京燃气轮机研究所,江苏南京 210037)[摘 要] 探讨燃气-蒸汽联合循环电站的热力性能试验方法,并结合实践提出了一些具体的计算及修正方法。
[关键词] 电站;燃气-蒸汽联合循环;热力性能试验;燃气轮机;发电机组[中图分类号]TK262;TK472 [文献标识码]A [文章编号] 1002-3364(2001)03-0002-051 试验过程和要求通常燃气-蒸汽联合循环电站的热力性能试验是按ISO2314(1997年12月1日批准)AMENDME NT1的要求进行。
当联合循环电站的各个设备均达到稳定运行状态时,进行各有关参数量的测量,然后根据测得的结果进行计算和必要的修正,以获得在ISO条件下电站的出力和热耗率数据,并与合同保证的热力性能值进行比较,以判断联合循环电站在热力性能上是否合格。
燃气轮机发电机组的稳定运行状态见表1。
如果各参数的变化均满足表1的要求,则认为燃气轮机发电机组的运行已达到了稳定状态。
实际上,试验时全面满足要求是不现实的,例如燃料的比能,试验时不可能马上知道,所以也就无法判断燃料比能的变化是否满足要求。
一般情况下,主要是看压气机的进口空气温度和透平的排气温度,不超过表1的标准,就认为燃气轮机发电机组的运行达到了稳定状态。
蒸汽轮机发电机组稳定运行状态的标准见表2。
在燃气轮机达到稳定状态后只要各物理量的变化不超过表2的标准,就认为蒸汽轮机发电机组的运行达到了稳定状态。
只要机组各物理量的测量精度达到了表3的要求,就认为热力性能试验结果达到了精度要求,试验结果可信。
在试验中全面达到表3的要求是不可能的,主要看功率测量和燃料流量测量的精度是否达到了表3的要求即可。
热值和热耗率在以后的计算中才能判断其精度。
一般情况下,在试验过程中,只要试验中所用的油或天然气的成分没有多大变化,则燃料的热值就不会有多大的变化,机组的热耗率亦就可信了。
表1 运行条件下的最大允许变动量物理量试验中任何一次读数与报告给出的平均读数之偏差输出轴转速 1%试验现场大气压力 1%压气机进口处空气温度 2液体燃料的比能(高热值和低热值)2%气体燃料的比能(高热值和低热值)2%气体燃料的供给压力 1%(平均绝对大气压力)燃料供给温度 3排气压力 1%(平均绝对压力)工质进口压力 1%(平均绝对压力)冷却介质进口温度 3冷却介质温升 2透平排气温度 2表2 各参数与规定状态的最大偏差物理量与试验规定状态的最大允许偏差抽汽压力(调节抽气) 5%排汽压力背压式汽轮机 5%冷凝式汽轮机 25%(冷凝器不在保证之列)抽汽流量 10%冷却水流量 15%(冷凝器属供货的一部分)冷却水入口温度 5K(冷凝器属供货的一部分)2表3 各参数的精度测量的物理量误差/%说明功率小于 0.5每一次测量燃料流量油 0.6天然气 1.0热值 0.5油和天然气热耗率油 1.3一台燃机配一台汽机天然气 1.5一台燃机配一台汽机通常,当燃气-蒸汽联合循环电站投入正常运行时,燃气轮机发电机组早已投入简单循环运行,虽然余热锅炉和汽轮发电机组处于∀全新、清洁#状态,但燃气轮机发电机组绝不是∀全新、清洁#状态。
燃气轮机及联合循环一次调频控制分析
燃气轮机及联合循环一次调频控制分析摘要：当前，人们对能源的需求也越来越大，因此对燃气轮机的要求也在不断的提高和更新。
目前国内的燃气轮机机组主要是采用定子结构，定子是由转子叶片和定子外的旋转部件构成的一个整体。
本文主要研究燃气轮机及联合循环一次调频控制分析。
关键词：燃气轮机；联合循环；一次调频；控制分析引言由于单级的燃气轮机换热器效率低，所以为了解决这一问题，需要将单级的换热器进行改进，它具有三个优点:一是它的功率比较大，而且体积较小，二是它的重量较轻，三是其可靠性高，并且能承受高温。
本文针对传统的换热管式燃气轮机的二次调频系统的研究现状，提出了一种新的控制方案，并对该控制系统的控制做详细的分析说明。
一、相关理论概述燃气轮机的主要作用就是将燃气的热能转换为机械能，从而实现对燃料的利用和输送[1]。
在实际的生产中，由于工质的特性和工作环境的不同，会产生很多的热交换，因此需要对其进行优化处理。
目前常用的燃气轮机的热力系统有两种，一种是直接加热，另一种是间接冷却。
其中最常见的有三种，分别为蒸汽涡轮式、离心式、喷射式。
这三种方式都属于传统的热力设备，但是它们的缺点在于效率低，而且运行成本较高。
本文所研究的循环一次调频控制系统，采用的是离心循环调频控制技术，它具有节能环保的优点；同时它还可以提高机组的可靠性以及稳定性，减少了维修维护的费用；另外，该方法也能有效地防止故障的发生与扩大，保证了机组的安全可靠。
二、燃气轮机及联合循环一次调频控制分析（一）联合循环一次调频控制方法在联合循环调频控制系统中，主要有两种控制方法:主回路控制和副系统控制。
主控单元通过对机组的运行状态进行监测，并根据数据的变化情况，采取相应的措施对其实施调节，使整个过程处于最佳的工作状况[2]。
主控单元的作用是将各个工况下的工况信息传递给副控制器，从而实现对各机段的操作和调整。
同时，也可以将副控单元的参数反馈给PLC，然后再把这些信号传输给单片机，进而完成对各机段的监控任务。
对燃气-蒸汽联合循环机组效益计算及运行优化的研究
对燃气-蒸汽联合循环机组效益计算及运行优化的研究发布时间：2022-01-10T06:42:44.019Z 来源：《科技新时代》2021年11期作者：田海滨[导读] 但是目前国际天然气价格的飙升以及燃机电厂机组频繁的调峰启停使得发电成本一直处于高位状态。
在这样的背景下，要提高经济效益就必须对机组运行进行优化。
华电（北京）热电有限公司北京市 100055摘要：随着我国用电量的不断增长以及对环境保护的要求越来越高，该如何对燃气与蒸汽联合循环机组的运行优化并对其效益简单计算成为现阶段最为主要的问题。
本文主要从机组概况介绍、整体优化思路、效益计算以及优化分析这几个方面来进行探讨，以供参考。
关键词：燃气与蒸汽联合循环；效益计算；运行优化一、引言大环境驱使下传统的能源结构已经不符合我国经济发展需求，尤其是电厂方面在能源使用上逐步从煤炭转向天然气，这就使得天然气的应用与发展有了进一步的提升空间，越来越多的燃气与蒸汽联合循环机组在电厂中投入了使用。
但是目前国际天然气价格的飙升以及燃机电厂机组频繁的调峰启停使得发电成本一直处于高位状态。
在这样的背景下，要提高经济效益就必须对机组运行进行优化。
二、燃气-蒸汽联合循环机组概况机组设备的总体情况：本企业燃气热电工程共有两套254MW的E级高效燃气与蒸汽联合循环发电机组，每一套联合循环发电机组的配置都是完全相同的，都包含有一台燃气轮机、一台燃机发变组、一台蒸汽轮机、一台汽机发变组、一台无补燃双压余热锅炉以及上述相关设备所配套的一些辅助设备所组成。
2.1 燃气-蒸汽联合循环机组结构组成燃气循环系统与余热锅炉汽轮机汽水系统共同组成了联合循环机组的热力系统，在本企业中机组是按照“一拖一”的方式来运行。
其中燃气轮发电机组由上海电气-西门子公司提供，其型号为SGT5-2000E（V94.2），其基本负荷为166MW，尖峰负荷为170MW，极限负荷为173MW。
汽轮机为上海汽轮机有限公司生产的联合循环双压抽汽凝汽式汽轮机(LZC80-7.80/0.65/0.15型)，额定功率为81.55MW，冬季供热工况功率为57.354MW。
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。
燃气—蒸汽联合循环机组的汽轮机启动过程优化
燃气—蒸汽联合循环机组的汽轮机启动过程优化燃气—蒸汽联合循环机组的汽轮机启动过程优化摘要：我国从20 世纪90 年代末开始从国外大量引进9E 级燃气轮机机组参与电网调峰，燃气轮机已经成为电网主力调峰机组。
为加快汽轮机的启动速率，缩短暖机时间，提高燃气-蒸汽联合循环机组调峰能力，本文分析了控制系统与计算模型，针对燃气—蒸汽联合循环机组的汽轮机启动过程优化进行详细探究。
关键词：联合循环机组；汽轮机；过程优化引言在燃气-蒸汽联合循环机组启动过程中，燃气轮机启动响应快速，几分钟内可达到额定负荷，而联合循环汽轮机启动相对较慢，一般需要3-4h，因此在燃气轮机到达额定负荷运行时，汽轮机还处于持续3个多小时的暖机阶段。
在这个时间段中，燃气轮机的排气大部分从旁路直接排出，余热锅炉的蒸汽也通过旁路阀排至凝汽器，造成巨大的能源损失。
为了减少启动过程中的能源损失，本文研究在保证长期安全可靠运行的前提下机组的快速启动实施方案，重点是如何将机组启动过程中转子因温差而产生的热应力控制在合理水平。
一、控制系统与计算模型1、控制系统某9E燃机机组为300MW燃气-蒸汽联合循环机组，共2台燃气轮机、2台立式非补燃单压强制循环炉。
配套的100MW汽轮发电机组为单缸、多级、冲动、纯凝式轴向排汽机组，额定功率103MW、主蒸汽压力 6.6MPa，主蒸汽温度为503℃。
油改气后，燃气轮机控制采用MARKVIE，汽轮机控制纳入DCS 控制系统，余热锅炉及电站的主控采用ABB公司的DCS控制系统，自动化水平较高，能够实现整套机组的全自动启停，满足简单循环或联合循环等多种运行方式要求，并可实现自动负荷控制。
但控制逻辑设计上附加了很多限制，启动过程中经常因辅机设备某一条件不满足而导致整个程序无法顺利执行，需运行人员手动干预提升启动速度。
由于经验等方面原因，不同运行人员在汽轮机启动过程中的耗时会有所不同，因此快速启动在人员操作、控制优化等方面还有较大的潜力可挖。
燃气——蒸汽联合循环电站机组运行优化的分析 李晓东
燃气——蒸汽联合循环电站机组运行优化的分析李晓东摘要：在科技不断发展的同时，人们的环保意识也在逐渐提升。
在电力产业当中，燃气轮机、联合循环电站的重要性日益凸显，能够更好的适应国民经济发展对电力产业的需求。
为了进一步提高机组运行经济性，采用了美国GE公司S109FA型无补燃三压再热式联合循环，通过理论分析，开发编制软件，可对不同燃气轮机初温状态下的联合循环机组运行参数优化配置加以计算，提高机组发电效率。
同时根据获取的数据，分析了参数对联合循环效率的影响及趋势，为联合循环机组运行及应用提供指导。
关键词：燃气——蒸汽；联合循环电站；机组运行优化前言：能源资源和能源利用情况，对于国家经济实力、发展状况等有着直接的影响，在能源利用中，目前最主要的就是将能源转换为电能，为社会、科技、经济活动及发展提供电力支持。
过去人们的发电主要使用燃煤蒸汽轮机电站完成，但燃煤或消耗大量不可再生资源，并且会带来严重的环境污染问题。
燃气——蒸汽联合循环，就是在叠置高温区工作燃气轮机循环和低温区工作蒸汽轮机，形成总能利用系统。
联合循环发电的优势在于运行调整灵活、占地少、污染小、造价低、热效率高等，在电网调峰机组、电网基本负荷发电等方面，均可得到理想的应用。
1 燃气——蒸汽联合循环的理论分析1.1 燃气轮机循环燃气轮机作为热动力设备，主要工质是燃气、空气，构成部分包括燃烧室、压气机、燃气涡轮。
在工作过程中，轴流式压气机吸入空气，压缩到一定程度，向燃烧室输送，并向燃烧室喷入燃料，混合压缩空气后燃烧形成高温燃气，输入燃气涡轮膨胀作功。
压气机消耗部分机械功运动，对外输出其它部分作为有效功，作功后排放废气。
当前采用燃气轮机装置保持燃烧室压力不变，定压状态下燃烧燃料。
理想循环过程包括定压放热、绝热膨胀、定压吸热、绝热压缩等可逆过程，称为布雷顿循环。
1.2 余热锅炉及蒸汽轮机在联合循环中，汽轮机、余热锅炉是蒸汽系统的核心，能量转换的利用系统，可对燃气轮机排气余热进行回收转换利用。
联合循环中重型燃气轮机一次调频控制逻辑优化
联合循环中重型燃气轮机一次调频控制逻辑优化摘要：对于燃气-蒸汽联合循环机组来说，有其特殊的协调控制模式，为了提升整套联合循环机组的效率，蒸汽轮机采用滑压运行的方式，不具备一次调频功能，所以燃气轮机需要承担更多的调频任务。
通过分析，确定目前机组的调频能力与电网要求的差距，并设计了几项用于提升机组调频能力的软件优化方案。
关键词：联合循环；一次调频；速度变动率；燃烧调整一、并网机组一次调频功能的要求众所周知，电网中的电能是不能进行储存的，需要实时调整供应侧与负荷侧的平衡，否则可能会引起电网周波的波动，电能质量不佳可能会引起用户设备的损坏，甚至造成诸如2003年美国东北部大停电、2006年欧洲大停电等恶性的电网事故。
对于网频平衡的调节，一次调频是最基本也是最有效的方式，能够根据网频的实时波动情况，使每台并网机组均进行贡献，向网频波动相反的方向增加或减少机组出力，起到平衡电网周波的作用，以华北电网为例，要求所有并网机组均具备一次调频功能，且不能退出，同时还对一次调频的限幅、动作死区、增益、稳定时间、贡献电量等指标进行了明确的要求。
目前我国对于火电燃煤机组一次调频功能的研究已趋于成熟，但是对于燃气轮机组的一次调频的研究开展的还比较浅，主要原因是，燃气轮机均为外国进口产品，在国外通常用于单机运行快速调峰，所以单独的一次调频参数设置能够满足相关要求，但是在国内，通过联合循环的方式，引入了蒸汽轮机，这在无形中增加了整套机组的负荷总量，相当于单台燃气轮机需要承担更多的调频任务。
二、联合循环机组一次调频现状华北电网区域内的联合循环机组普遍由三大主机厂的燃气轮机垄断，燃气轮机与国内主机厂合作生产的蒸汽轮机配合组成联合循环机组。
一次调频功能是一项电网与电厂相互博弈的功能，对于电网来说，希望所有并网机组都能够在网频发生波动时做出贡献，向着反方向进行调节，这样有利于电网的稳定，有助于电能质量的提升。
但对于并网机组来说，希望参与到一次调频的量越少越好，过度频繁的波动，会造成燃气调节阀、锅炉受热面、汽机叶片等部件的老化加速，所以有些电厂会限制一次调频的动作幅度与动作速率，甚至通过逻辑造假的方式退出一次调频功能。
燃气-蒸汽联合循环机组（单轴）一次调频参数的优化
燃气-蒸汽联合循环机组（单轴）一次调频参数的优化摘要：叙述了大唐肇庆热电公司配套的安萨尔多AE94.3A型燃机一次调频功能的实现方式，阐述了燃气轮机一次调频工作原理，以及在多次发生调频品质不合格后对调频参数进行的优化。
一、一次调频控制原理大唐肇庆热电建设两台套燃气-蒸汽联合循环机组，为一拖一分轴布置，整套机组总功率为450MW，其中燃机型号为安萨尔多AE94.3A型，燃机发电功率为300MW，汽机发电机组额定功率为150MW，单元机组容量450MW，该厂燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频均由燃机部分实现，汽机不参与一次调频调节。
按照《南方区域发电厂并网运行管理实施细则》要求，火电机组的一次调频量是按照单元机组的总负荷来计算的，因此，燃机部分实现的一次调频必须满足整台套的调频值。
根据安萨尔多9F型燃机的性能特性，燃机在压气机进口导叶（ＩＧＶ）打开前的低负荷区间（比如０％～４０％负荷），其实际排气温度在全速空载排温与额定排温之间大范围变化，相应地，其燃烧室内的温度也发生大范围变化。
为了防止燃机透平叶片及其部件承受过大热应力，其控制程序不允许在低负荷区间投入调频功能，也就是说调频功能只有在ＩＧＶ开度范围内（即燃气轮机实际排气温度稳定时）起作用。
调频过程中，燃机负荷变化比较频繁，为了防止燃气轮机热部件在没有充分热膨胀前承受过大热应力，通常需并网暖机一段时间（安萨尔多9F型燃机设置为2h）之后才进行一次调频。
燃气轮机调频原理架构如下：图1 某型燃气轮机一次调频原理架构从图１可以看出，安萨尔多AE94.3A型燃气轮机的一次调频功能由负荷控制器、大频差控制器、小频差控制器和选择回路４个功能块组成。
１、负荷控制器负荷控制器采用ＰＩ结构闭环控制器，接收设定负荷信号，反馈实际负荷信号，控制器的输出信号最终用于调节燃料阀开度。
机组并网后，负荷控制器控制燃气轮机，使其达到目标负荷。
２、大频差控制器大频差控制器在电网产生大幅度频差（频差≥０．２５Ｈｚ）时进行调频，在燃气轮机并网后，此功能块在ＩＧＶ开度范围内始终起作用，不受运行操作画面的一次调频投退按钮控制。
浅谈燃气蒸汽联合循环机组效率的优化
浅谈燃气蒸汽联合循环机组效率的优化摘要：燃气蒸汽联合循环机组是一种节能型机组，能够最大程度上使天然气得到洁净燃烧，不但可以减少环境污染，还能提高发电效率。
因此为了发挥其价值作用，本文概述了燃气蒸汽联合循环机组，简述了燃气蒸汽联合循环机组运行的优势特征及其影响因素，对燃气蒸汽联合循环机组效率的优化策略进行了探讨分析。
关键词：燃气蒸汽联合循环机组；运行；优势；影响因素；优化燃气蒸汽联合循环发电具有热效率高、三废排放少、占地面积小、水资源消耗少、运行维护方便、适于调峰等优点。
近年来，节能环保、低碳发展、PM2.5监测治理等问题受到社会广泛关注，越来越多的供热联合循环机组得到运用，以缓解环境污染。
一、燃气蒸汽联合循环机组的概述燃气蒸汽联合循环机组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。
燃气蒸汽联合循环机组的主要设备由燃气轮发电机组、余热锅炉、蒸汽轮发电机组等组成。
其中燃气轮机是联合循环中的关键部件，其性能对联合循环的热效率十分关键。
余热锅炉和蒸汽轮机所组成的蒸汽系统，其参数主要取决于燃气轮机的排气参数，受到燃机排气条件的限制，要使联合循环具有较高的效率，首先要在机组配置上达到最佳。
燃气蒸汽联合循环电站的机组选型工作，首先要确定燃气轮机，在选定燃机的情况下，对蒸汽系统进行合理选择和优化，最大限度利用燃气轮机的排气余热，使蒸汽系统取得较高的效率。
二、燃气蒸汽联合循环机组运行的优势特征及其影响因素1、优势特征。
（1）热效率高。
燃气蒸汽联合循环机在运作时，压气机会把空气进行压缩，之后与天然气一起进入燃烧室，在超过1000℃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℃，这些气体则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。
燃气—蒸汽联合循环机组变工况运行性能及影响因素分析
燃气—蒸汽联合循环机组变工况运行性能及影响因素分析摘要为适应负荷的快速变化，燃气—蒸汽联合循环机组必须具备变工况运行能力。
在简述燃气—蒸汽联合循环基本工作原理的基础上，对联合循环的三大部件，即燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机的变工况运行性能进行了分析，论述了相应的影响因素，有利于全面掌握燃气—蒸汽联合循环机组的工作性能。
关键词燃气—蒸汽联合循环；变工况运行；性能0 引言经济发展，电力先行。
现代社会中，能源是一国经济发展的基础，而电力则是能源利用最为重要的方式。
据统计，截至2012年，我国电力装机容量突破11亿千瓦，其中，传统火力发电81，917万千瓦（含煤电75811万千瓦、气电3827万千瓦），占全部装机容量的71.5%。
可见，以煤为主要原料的蒸汽轮电站仍是我国发电的主力，由此将带来两大不容忽视的问题，首先，需要不断增大燃煤机组单机容量、提高发电效率；第二，燃煤引起了全球变暖、温室效应等环境问题。
第一个问题的解决需要不断探求高效率的燃烧方式，使主蒸汽参数向亚临界、超临界乃至超超临界迈进，同时，积极采用再循环和联合循环机组。
解决第二个问题，则需要探究更为清洁的燃烧方式。
而与传统燃煤机组相比，燃气—蒸汽联合循环机组无论是供电效率，投资费用、建设周期，还是用地用水都更有优势，并且，由于采用天然气或者液体燃料，排放物中SOx和NOx都更低，大大减轻了环境压力。
为此，研究燃气—蒸汽联合循环机组具有十分重要的现实意义。
在实际运行中，由于负荷是实时变化的，为了追随和跟踪负荷的变化，燃气—蒸汽联合循环机组的出力也将不断发生改变，换句话说，机组不是始终运行于额定工况，而是处于变工况的工作状态，这就要求燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机所对应的各类参数，如燃气初温、压比、空气流量、燃料流量等都将随运行工况而发生变化，这就需要探讨变工况状态下机组的运行性能，找出其响应的影响因素，以全面掌握燃气—蒸汽联合循环机组的工作性能。
1 燃气—蒸汽联合循环基本工作原理从上世纪60年代开始，燃机技术历经了四代发展历程，至90年代，鉴于燃气轮机联合循环机组投资小、建设周期短、运行效率高、排放低等优点，国外企业推出了高效率大功率机组，燃气初温1300℃，效率36%～38%，单机功率200MW的装置相继投入运行。
提高燃气轮机联合循环电站性能的优化方法
提高燃气轮机联合循环电站性能的优化方法摘要：由于天然气联合的循环机组具有灵活性强，启停快速，清洁，高效率等特点，在市场中广受欢迎，但是当前的燃气轮机联合循环机组也有很多自身的不足之处，比如汽轮机冷端参数的不合理，燃气轮机进出气系统的参数匹配等一系列问题，为了能够实现燃气轮机联合机组的更为广泛的运用，有关学者不断的进行研究。
本文对研究对象热力过程进行建模并且根据运行过程突出优化参数的措施，能实现余热锅汽轮机蒸汽参数的优化，并针对燃料预热进行研究，以实现蒸汽循环参数优化来提高促进联合循环的效率。
关键词：燃气轮机组；联合循环电站；性能优化前言燃气，蒸汽联合循环电站主要以天然气为燃料，具有能源热效率高和清洁，运行灵活性强等一系列特点，这些特点逐渐成为缓和用电高峰供电压力的主要措施，并在市场能源工业扮演的角色也越来越重要了。
目前我国提倡建设资源节约型环境友好型，主要提倡以绿色发展为主要理念，由于传统热电站具有污染环境，资源消耗大的限制，其这方面的发展开始逐渐受到限制，但是联合循环电站实现了资源的节约，环境保护以及发电效率较高的目标，因此，在原有的基础上进行燃气轮机联合循环电站的性能優化是对于进一步提升发电效率提供了基础，有效的促进了我国的电力行业的发展。
一：研究热力过程建模在热力建模的过程中要采用针对化工，能源以及其他有关领域的建模分析软件IPSEpro，来进行联合循环热力的分析。
1.1确定建模的环境在确定建模的环境过程中，首先，要有关工作人员根据各种仪器设备的性能进行有关模型的方程进行确定，其次是采用非线性方程组进行有关数学方法的热力分析以及计算过程。
1.2 零部件的确定蒸汽循环系统模型的确定：蒸汽循环系统的模型确定过程中要进行三压再热式余热锅炉，三压再热式汽轮机，凝汽器三部分模型进行确定。
首先，三压在热式余热锅炉模型在构建过程中必须严格遵循余热锅炉中的汽水流程期间，压力设备按照逆流换热的原则进行布置，并换热面出口工质的温度需要进行缓慢的升温。
于淼－提高燃气轮机联合循环电站性能的优化策略分析
于淼－提高燃气轮机联合循环电站性能的优化策略分析摘要：在我国社会经济快速发展的背景下，各个领域在发展的同时对能源需求量不断增加，同时也需要能源资源的提供更加高效、安全。
而燃气轮机作为当今使用较为广泛的机械设备，其主要燃料是以天然气为主，满足了高效率、低成本的发展需求，更响应了当代绿色能源的号召。
本文将以燃气轮机联合循环展开分析，并探究其性能的优化策略，以推动电站的工作效率的提升，促进我国社会经济的发展。
关键词：燃气轮机；联合循环电站；性能优化；措施一、燃气轮机研究现状燃气轮机实际上是一个能量转化的过程，也就是将燃气所产生的热能转化为机械能。
现阶段，企业所采用的燃气轮机有轻型和重型之分，近几年所出现的机型可以分为三种，即使用最为广泛的F型燃气轮机、E型常规燃气轮机以及H型燃气轮机。
我国对于燃气轮机的研究起步还是很早的，在当时属于较先进的技术水平，后由于某些原因导致此项研究逐渐缓慢，而随着近几年科技的发展，燃气轮机的生产制造水平也有所提高，通过先进技术的引进，使得我国对燃气轮机的研究取得了不小的进步。
与传统的蒸汽轮机相比，燃气轮机的发电效率更高，其优势主要体现在其热转换效率以及环保性能方面。
经过实验表明，在其他参数设置相同的情况下，燃气轮机的热转换效率要远远高于传统方式。
传统的蒸汽轮机工作过程中会释放出大量有害气体，例如氮氧化合物等，当使用燃气轮机来进行工作时，由于其采用的燃料为天然气，所以在工作过程中所产生的氮氧化合物几乎可以忽略不计。
另一方面，燃气轮机的引用，使得企业不必再花费大量的人力、物力以及财力去治理脱硫、脱硝等环境污染物的处置，不仅节约了企业成本，更大程度上避免了环境污染。
二、燃气轮机联合循环简介近几年，燃气轮机联合循环电站的应用非常广泛，其具备了效率高、排放清洁等优势，而且其建造周期通常较短，深受人们的喜爱。
随着我国科技的不断进步，电力工业所采用的技术手段也更加先进，通过对燃气轮机联合循环的应用，使得电力工业不仅提升了工作效率，更重要的是降低了排放量，有效减少环境污染程度。
11燃气-蒸汽联合循环发电设备的变工况运行
36
2021/6/2
§15.3 联合循环变工况运行特性
有的单轴燃气轮机中压气机不仅IGV可调，且 前几级静叶也同时可调，
与仅IGV可调的相比较，多级可调静叶可减轻 调节静叶时对压气机效率的影响，从而扩大 了对空气流量的调节范围。
例如，当1台单轴燃气轮机的压气机IGV与前3 级静叶可调时，空气流量可减至额定值的70 ％，而仅压气机IGV可调的机组，空气流量一 般只降至额定值的80%，故压气机采用多级可 调静叶能更多地和在更大范围内改善联合循 环在部分负载下的效率，使部分负载工况下 的效率曲线能够变化得比较平缓。
第二章 燃气－蒸汽联合循环发电设备的
变工况运行
2007-09
2021/6/2
1
联合循环发电设备的变工况运行
燃气一蒸汽联合循环发电机组在运行中，若其 进、排气（汽）参数、流量、转速和功率等都 与热力设计时作为依据的数值相等，这种工况 称为设计工况。
由于电网所需的负载随着外界需求的变化而变 化，使得燃气轮机和联合循环发电机组的输出 功率随之而变，这是导致机组在变工况下工作 的一个重要原因。因此，燃气轮机是经常在变 工况下工作的，它的各个参数，如输出功率、 燃气初温、压比、空气流量、转速、燃料流量 和机组效率等都不是固定不变的，而是随着外 界对功率的需求情况在变化。
11
2021/6/2
二、燃气轮机带动发电机时的性能
电站燃气轮机负载的特点是 转速不随输出功率的大小而 变，始终在设计转速下运行， 即沿压气机的n＝n0线运行。
从图中可看出，在部分负载 下的运行点远离喘振边界， 喘振裕度增加，机组在整个 运行范围内（自空载至设计 工况）都能良好地运行。
其次是空气流量G随着PGT的降 低略有增加。通常可将燃气 轮机的G视为不变来进行分析。
燃气轮机联合循环电站的性能优化措施
燃气轮机联合循环电站的性能优化措施摘要：本文主要围绕燃气轮机联合循环电站性能优化进行科学的探讨与分析，这为机组实现深度节能提供一定的理论依据，这不仅可实现对资源的节约，也可促使资源在最大限度内实现利用。
在实际工作中联合机组优化还存在诸多问题，因此我们在结合实际情况与先进技术的基础上提出合理建议。
关键词：燃气轮机组；联合循环电站；性能优化天然气是燃气－蒸汽联合循环电厂运行时必不可少的燃料，能源清洁、热效率高以及灵活性较强等都是天然气的显著优势与特征，用电高峰时需要面对极大的供电压力，为实现对这种现象的改善必须结合实际情况实现对是上述方法的综合利用。
传统的热电厂会对环境造成极大污染，同时也会受到极大的资源限制，现阶段已经逐渐被社会所淘汰。
燃气－蒸汽联合循环电厂不急可实现对发电效率的进一步提高，同时对我国电力行业的安全稳定发展有积极意义。
一、研究对象热力过程建模在实际进行热力建模工作时我们需要针对能源以及化工进行分析，在其他相关领域的基础上进行是联合循环热力。
同时我们需要注意建模工作的细节，利用细节的优化促使整体得到完善。
1.建模环境的确定首先为在真正意义上实现对模型方程的科确定，相关工作人员必须结合实际情况对相关仪器设备进行利用，同时需要对其性能进行熟悉与掌握。
非线性方程的化简方法可实现对热力的科学分析，同时为时间科学的计算必须实现对其他相关数学方法的科学利用，这可在一定程度上帮助建模环境实现科学合理的确定，最终促使建模工作的顺利进行。
2.部件模型（1）燃气轮机模型的确定部件模型是建模工作的重要组成部分，需要注意的燃气轮以及蒸汽循环系统都在上述范围的涵盖之内，因此相关部门以及工作人员必须提高重视程度，利用科学的手段以及先进的技术实现对燃气轮机模型的确定。
燃气轮机在实际优化与完善的过程中需要将燃气轮机的典型参数作为主要依据，尤其是在ISO工况标准下的典型参数。
我们结合500MW的H型燃气轮机对模型的确定进行仔细分析，其是参数主要保包括出力、排烟温度、压比以及排气流量，其数据依次为375MW、625℃、19.2以及820KG/s。
燃气-蒸汽联合循环机组性能分析研究
燃气-蒸汽联合循环机组性能分析研究摘要：从工程热力学出发，建立了大容量燃气-蒸汽联合循环机组热力学理论模型。
以此为基础，提出了运用线性小偏差法与机组运行数据相结合的方法研究联合循环机组特性。
并计算各参数变化对机组性能的影响系数，分析了机组性能与热力参数的依变关系，为联合循环机组出力和热效率的提高提供了理论依据。
关键词：燃气轮机；蒸汽轮机；联合循环机组燃气－蒸汽联合循环发电具有热效率高、三废排放少、占地面积小、水资源消耗少、运行维护方便、适于调峰等优点。
近年来，节能环保、低碳发展、PM2.5监测治理等问题受到社会广泛关注，大中城市投产了越来越多的供热联合循环机组，以缓解环境污染的问题。
本文以F级燃气－蒸汽联合循环机组为研究对象，通过运行试验和数学建模等方法得到了联合循环机组在各种运行模式下的供热能力及调峰性能，为电网和热网更好的协调调控提供了数据支撑。
一、联合循环机组的重要性燃气-蒸汽联合循环发电装置的主要设备由三大主要部分组成，即燃气轮发电机组、余热锅炉、蒸汽轮发电机组。
其中燃气轮机是联合循环中的关键部件，其性能对联合循环的热效率十分关键。
余热锅炉和蒸汽轮机所组成的蒸汽系统，其参数主要取决于燃气轮机的排气参数，受到燃机排气条件的限制，要使联合循环具有较高的效率，首先要在机组配置上达到最佳。
燃气-蒸汽联合循环电站的机组选型工作，首先要确定燃气轮机，在选定燃机的情况下，对蒸汽系统进行合理选择和优化，最大限度利用燃气轮机的排气余热，使蒸汽系统取得较高的效率，从而使整个电站的性能更好。
二、联合循环机组配置分析1、轴系布置联合循环装置的轴系布置可分为单轴和多轴联合循环。
单轴是指燃气轮机和汽轮机共同拖动一台发电机运行。
多轴是指燃气轮机和汽轮机分别拖动发电机运行。
单轴布置机组从工艺系统到厂房布置，都完全独立自成系统，控制简单、运行操作简单。
但是部分负荷效率大幅度下降，NOx 排放物大幅增加，适合于带基本负荷。
燃气_蒸汽联合循环机组方案比较_刘金海
序 项目
号
单位
数据
方案一
方案二
１
额定出力
ＭＷ
７５
５５
２ 天然气低位发热量 ｋＪ／Ｎｍ３
３６１７０
３６１７０
３ 燃气轮机出力
ＭＷ
２５×２
２５×１
４ 燃气轮机热耗率 ｋＪ／ｋＷｈ
１２７７６
１２７７６
５
汽轮机出力
ＭＷ
１６．５
３．５
６
总出力
ＭＷ
６６．５
２８．５
７ 年运行小时数
ｈ／ａ
７０００
一、工程概括 本工程是沈阳至康平高速公路路面工程，路线全长 ２４１４７．６８５ 米， 路基宽度有 ２８ 米变化到路基宽度 ３２ 米，路面宽度 １１．２５ 米，土路肩 ２× ０．７５ 米，硬路肩 ２×３ 米，行车道 ２×０．７５ 米，路缘石 ２×０．７５ 米，中央分隔 带 ２ 米，由辽宁省路桥建设有限公司承建。 二、行车道及路缘带路面结构 采用 ７ｃｍ 粗粒式沥青混凝土 ＬＡＣ－２５ 型下面层，５ｃｍ 中粒式沥青 混凝土 ＬＡＣ－２０ 中面层，基层采用水泥稳定碎石补强。 三、沥青路面面层配合比设计 沥青混凝土路面采用 ＬＡＣ－２５ 型下面层、ＬＡＣ－２０ 中面层，沥青混 凝土配合比设计根据《公路沥青路面施工技术规范》（ＪＴＧＦ４０－２００４）进 行设计的，矿粉采用辽阳小屯；水泥采用铁岭铁新；沥青采用 ＳＢＳ 改性 沥青；碎石采用辽阳小屯。 四、问题的提出 在施工时发现沥青混凝土铺筑时沥青混合料出现严重的离析现 象，我们对该现象进行了专门的分析研究，并探索出具体的解决办法。 五、分析过程 影响沥青路面寿命其中一个关键问题是沥青混合料的均匀性，即 级配的均匀性、沥青含量的均匀性和空隙率的均匀性等。本文分析了影 响离析主要有两个方面的原因，一是混合料的颗粒骨料离析，二是温度 离析。骨料离析通常很容易观察，特别是粗骨料的混合料，但温度离析 很难直接观察到，其影响更是不容易发现。 离析的形成： （一）骨料离析 目前的沥青混凝土拌和机拌出的料一般是比较均匀的，能满足工 程的需要，然而在施工过程中会出现离析，主要有以下几个方面的原 因： １、拌和机向运输车装料时，由于装料时形成的料堆使大骨料滚向 四周，每一次装料大料都会滚向四周，当一车料装完时，车厢四周的大 料会多一些，形成第一次离析； ２、在运输过程中，由于运输车的颠簸，使表面的混合料中的大骨料 进一步滚向四周，又使离析进一步扩大。 ３、当运输车向摊铺机倒料时，同样会在摊铺机的料斗形成料堆，也 同样形成混合料的离析。 ４、每一车卸料完毕后，摊铺机料斗收斗，在料斗四周的大料被摊铺 机的输料器送到熨平板下，这样就形成骨料的离析。 ５、摊铺机螺旋布料器分料时，由沥青混合料在链条箱及螺旋布料 器的吊架处部位受到阻挡等原因也易形成料的离析。 （二）温度离析 还有一种离析是温度离析，这个离析不容易通过眼睛观察看出来， 最容易被人们忽视。下面重点分析温度离析的形成及防止措施。 影响温度离析的因素： １、沥青混合料装入运输车的温度 ２、环境温度 ３、运输车是否保温
燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组调差系数优化研究
燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组调差系数优化研究发布时间：2022-03-10T08:27:56.292Z 来源：《科技新时代》2022年1期作者：闫紫云董易闻[导读] 随着我国经济和社会发展速度越来越快，对于电力能源的需求显著增加，众多电力企业在电力能源的生产过程中越发重视节能环保工作，既要满足人民群众日常生产和生活，对于电力能源的需求同样也要避免对自然生态环境造成严重的负面影响，对此需要进一步提升发电机组的运行水平，切实提高资源利用效率，其中燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组在电力企业中的应用比例显著增加。
基于此，文章主要针对燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组的调差系数优化进行深入研究与分析。
杭州华电半山发电有限公司 310015摘要：随着我国经济和社会发展速度越来越快，对于电力能源的需求显著增加，众多电力企业在电力能源的生产过程中越发重视节能环保工作，既要满足人民群众日常生产和生活，对于电力能源的需求同样也要避免对自然生态环境造成严重的负面影响，对此需要进一步提升发电机组的运行水平，切实提高资源利用效率，其中燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组在电力企业中的应用比例显著增加。
基于此，文章主要针对燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组的调差系数优化进行深入研究与分析。
关键词：燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组；调差系数；励磁系统；优化引言：为了满足电力能源需求，我国的电网发电厂种类繁多，其中火力发电始终以燃煤作为主要动力，但是此种发电形式存在较多的缺点问题，例如热效率转换相对偏低，在发电过程中会对自然环境造成一定的污染，调峰能力明显不足，需要进一步提高新型发电机组的利用效率，其中燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组以其独特的优势和价值在发电领域被广泛应用。
对此，本文探究该发电机组调差系数优化有重要的应用意义和价值。
1 燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组概述燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组在内部系统中主要实现了燃气轮机与蒸汽轮机两个循环系统的有效结合，让二者进行联合化循环，此种循环方式相比之前的单一循环方法更加实用，对于资源的利用效率更高，其最主要优势体现于应用效率高、使用成本低、污染排放少、建设周期短等多个方面。
燃气蒸汽联合循环机组运行优化调控系统分析
燃气蒸汽联合循环机组运行优化调控系统分析发布时间：2022-09-29T01:04:39.621Z 来源：《科技新时代》2022年5期第3月作者：蒋小巍[导读] 电厂机组在以往运行管理当中，往往需以人工为手段实施机组的运行调控，蒋小巍东莞深能源樟洋电力有限公司广东东莞 523000[摘要]电厂机组在以往运行管理当中，往往需以人工为手段实施机组的运行调控，但调控效率及效果往往并不理想化，无法起到更好的调控作用。
鉴于此，本文主要围绕着燃气蒸汽有效联合的循环机组总体运行优化及其调控系统开展深入的研究和探讨，对今后更好地开展此方面的实践研究及应用来说可起到有价值的参考或指导作用。
[关键词]循环机组；联合；燃气蒸汽；运行优化；调控系统；前言：电厂机组实际运行管理实践中，若单纯依靠人工实施调控运行，则不仅效率低下，且耗时耗力，对此，对燃气蒸汽有效联合的循环机组总体运行优化及其调控系统开展设计及应用分析，对今后更好地优化及运用此系统，对电厂机组实现高效的运行管理及调控来说，有着一定的现实意义和价值。
1、系统架构此次以机组的运行调控为基础模型，开展燃气蒸汽有效联合的循环机组总体运行优化及其调控系统设计，系统架构详细如下：1.1在数据信息预处理层面对所采集到机组数据，实施异常值、缺失值等处理，并予以离散化、归一化等处理，便于后期更好地开展数据挖掘及分析。
借助Python数据库当中数据筛选及清洗功能等，实现对数据信息异常值及空值的处理；并以特征简约及数据变换为基础，实施离散化及归一化的处理[1]。
1.2在挖掘机组健康运行状态各项评估指标层面以改进关联规则下的挖掘算法，针对于运行参数各项信息数据实施挖掘分析，获取影响机组总体运行各项关键参数，将其纳入至机组健康运行状态重要的评估指标。
1.3在筛选机组运行期间关键性特征参数层面以可视化各种工具和经典相关性的分析方法为基础，联合其循环功率及参数相互间关系，分析其相关性，筛选出和联合的循环功率之间明显呈正相关相应运行参数。
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[ 4 ] DECHAMPS P J . PIRARD N , MATHIEU P H. Part2load operation of combined cycle plant with and without supplementary firing [ J ] . ASME Journal of Engineering for Gas Turbine and Power , 1995 , 117 :475 - 483.
·206 ·
热 能 动 力 工 程 2001 年
图 3 燃气轮机功率与排烟温度 关系曲线
最大功 率 :12 000 kW
进汽压 力 :3143 MPa
进汽温 度 :435 ℃
额定进 汽量 :62 t/ h
最大进 汽量 :66 t/ h
最大抽 汽量 :50 t/ h
2 电站系统构成及其参数
燃气 - 蒸汽联合循环供热电站主要由 :燃气轮 机发电机组 、余热锅炉 、抽凝式蒸汽轮机发电机组及 相关的辅机构成 。热力系统的配置以供热为主 ,保 证在外界负荷变化的情况下连续向热用户供汽 ,在 此基础上发电 。它的基本工作原理是 :燃气轮机发 电机组向电网供电 ,由余热锅炉吸收燃气轮机排气
锅炉出口参数 ( Pg , ig , Gg) 和供汽量 qq 有关 。
Neq = f ( T0 3 , Pg , ig , Gg , qq)
(11)
5 主 要 计算结果
根据以
上所建立的
三个变工况
计算模型,
图 7 燃气轮机功率与余热锅炉 产汽量关系曲线 (方案 Ⅰ)
利 用 FOR2 TRAN 语 言 编制了计算
抽汽压 力 :1108 MPa
3 燃 气 轮 机调控方案
图 4 燃气轮机功率与热耗率 关系曲线
本文将 主要讨论三 种燃气轮机
调控方案 (见
图 1) 。
方 案 Ⅰ:
在燃气轮机
由基本负荷
向部分负荷
过渡的过程
中, 先 关 小
图 5 燃气轮机功率与排烟总火用 关系曲线
VIGV (可转导 叶) , 减小压 气机进气流
中图分类号 :TK472 + . 5 文献标识码 :A
1 前言
对于燃气 - 蒸汽联合循环的研究 ,主要体现在 两个方面 :一方面是对组成燃气 - 蒸汽联合循环的 各个部分进行改进 ,优化设计 ,提供效率 ;另一方面 是从总体的角度 ,合理配置各个组成部分 ,使整个系 统达到最佳 。对于不补燃的燃气 - 蒸汽联合循环电 站 ,燃气轮机通常为总发电量的 1/ 2～2/ 3 ,其性能 对整个电站起决定性作用 。不同的燃气轮机调控方 案不但影响燃气轮机的工作状况 ,而且将大大影响 与之密切相关的余热锅炉和汽轮机的运行工 况[1～4] 。本文以某燃气 - 蒸汽联合循环供热电站的 主要配置为基础展开研究 ,通过比较三种较为常见 的燃气轮机调控方案 ,从总能系统和全工况的角度 来考查不同的调控方案 ,对整个燃气 - 蒸汽联合循 环性能的影响 ,可供类似联合循环电站运行时参考 。
摘 要 :以某燃气 - 蒸汽联合循环电站的主要配置为基础 , 计算并分析比较了在改变燃料流量和调节压气机可转导叶 等不同调控方案对燃气 - 蒸汽联合循环各个组成部分及总 体性能的影响 ,从而为燃气 - 蒸汽联合循环电站合理选择燃 气轮机调控方案提供有意义的参考 。
关 键 词 :燃气轮机 ; 余热锅炉 ; 汽轮机 ; 燃气 - 蒸汽联 合循环 ; 变工况
第 16 卷 (总第 92 期) 热 能 动 力 工 程 2001 年 3 月
文章编号 :1001 - 2060(2001) 02 - 0205 - 03
不同的燃气轮机调控方案对燃气 - 蒸汽 联合循环电站性能的影响
王铁成 ,邹积国
(哈尔滨·第七 三研究所 ,黑龙江 哈尔滨 150036)
渡的过程中 ,仅减小 T3 3 (即改变燃料流量) 来降低 燃气轮机的负荷 。
4 计算模型
4. 1 燃气轮机变工况计算模型
燃气轮机工况由大气温度 T0 3 、大气压力 P0 3 、
燃气轮机输出的电功率 Ner 和调控方案 C(方案 Ⅰ,
方案 Ⅱ,方案 Ⅲ) 共同决定 。
燃油耗量 : B r = f ( Ner , T0 3 , P0 3 , C)
[5 ] 赵士杭. 燃气轮机循环与变工况性能分析[ M] . 北京 :清华大学 出版社 ,1993.
[6 ] 冯俊凯 ,沈幼庭. 锅炉原理及计算[M] . 北京 :科学出版社 ,1995. [7 ] 蔡颐年 ,王璧玉. 汽轮机装置[M] . 北京 :机械工业出版社 ,1987.
(孙显辉 编辑)
喷水量关系曲线
趋势 ,余热锅炉
过热蒸汽压力按
3192 MPa 、 3110
MPa 、2110 MPa 和
1160 MPa 计算 。
6 结论
根据所建立的 图 9 燃气轮机功率与余热 计算模型及计算结
锅炉产汽量关系曲线 果 ,可以得出如下结
论:
(1)
联合循环
运行负荷
较 高 时,
方案 Ⅰ和
方案 Ⅱ的
图 10 燃气轮机功率与汽轮机功率 燃气轮机
大。
(2) 通过计算过热器喷水减温器的工作情况和
过热蒸汽温度 (图 8) ,发现按方案 Ⅰ运行时 , 在某负
荷范围喷水量
变化很剧 烈 ,
不易调节 , 实
际运行时容易
出现过热器超
温现象; 按方
图 12 滑压运行曲线
案 Ⅱ运 行 时 , 喷水量变化较
平缓 ; 按方案 Ⅲ
运 行 时, 由 于
T4 3 一直随负荷
关系曲线 (方案 Ⅲ)
热耗率较
高(图 4) , 同
时燃气轮机
排烟 总 火用 也
很高 (图 5) ,
余热锅炉可
以产生具有
较多做功能
力的蒸汽 (图
图 11 燃气轮机功率与汽轮机关系 9) , 相应的汽
曲线
轮机可以发
出较大的电功率 (图 11) ,联合循环总热效率也较大
(图 13) ,其中方案 Ⅰ可以使联合循环总热效率最
时 ,汽轮机可以产生更多的电功率 。
(4) 按燃气轮机发电机组简单循环发电方式运
行 ,较高负荷时 ,应采取方案 Ⅲ的运行方式 (图 4 ,方
案 Ⅲ的热耗率较小) 。
参考文献 :
[1 ] HORLOCK J H. Combined power plants2past , present , and future [J ] . ASME Journal of Engineering for Gas Turbine and Power , 1995 ,117 :606 - 616.
Gg = f ( Ner , T0 3 , P0 3 , C , Pg)
(8)
ig = f ( Ner , T0 3 , P0 3 , C , Pg)
(9)
Dg = f ( Ner , T0 3 , P0 3 , C , Pg)
(10)
4. 3 抽凝式汽轮机变工况计算模型
抽凝式汽轮机工况主要由大气温度 T0 3 、余热
(1)
排烟温度 : T4 3 = f ( Ner , T0 3 , P0 3 , C)
(2)
排烟流量 : Gr = f ( Ner , T0 3 , P0 3 , C)
(3)
热效率 :ηr = f ( Ner , T0 3 , P0 3 , C)
(4)
4. 2 余热锅炉变工况计算模型
余热锅炉工况主要取决于燃气轮机排烟温度
程序 。在 ISO 条件 (大气温度 15 ℃,大气压力 101132
第 2 期 王铁成 1 不同的燃气轮机调控方案对燃气 - 蒸汽联合循环电站性能的影响 ·207 ·
kPa) 时 ,计算结
果 (排气为 了 较 全
面分析比较蒸
汽循环部分的
图 8 燃气轮机功率与余热锅炉 性能参数变化
量 ( T3 3 不 变) ,再逐渐 降低 T3 3 。
方案
Ⅱ: 在 燃 气
轮机由基本
负荷向部分
图 6 燃气轮机功率与余热锅炉
负荷过渡的
产汽量关系曲线 (方案 Ⅲ)
过程中 , 先
关小 VIGV ,
减小压气机进气流量 ( T4 3 不变 , T3 3 略有减小) ,再
逐渐降低 T3 3 。 方案 Ⅲ:在燃气轮机由基本负荷向部分负荷过
T4 3 、排烟流量 Gr 和过热蒸汽的压力 Pg (考虑滑压
运行) 。
产汽量 : Gg = f ( T4 3 , Gr , Pg)
(5)
过热蒸汽焓值 : ig = f ( T4 3 , Gr , Pg)
(6)
减温器喷水量 : Dg = f ( T4 3 , Gr , Pg)
(7)
将式 (2) 和 (3) 代入式 (5) 、(6) 、(7) 中 ,得 :
图 1 燃气轮机调控曲线
汽 温 度 : 450 ℃
过热蒸汽
压 力 : 3182 MPa
(表压)
低压饱和
蒸 汽 产 量 : 918
t/ h
图 2 燃气轮机功率与排烟量关
低压蒸汽
系曲线
压 力 : 013 MPa
(表压)
2. 3 抽凝式汽轮机 额定功率 :10 000 kW
收稿日期 :2000 - 04 - 27 ; 修订日期 :2000 - 11 - 17 作者简介 :王铁成 (1970 - ) ,男 ,黑龙江密山人 ,硕士 ,哈尔滨 77 信箱 4 分箱.
[ 2 ] DECHAMPS P J . Advantaged combined cycle alternatives with the lat2 est gas turbines[J ] . ASME Journal of Engineering for Gas Turbine and Power , 1998 ,120 :350 - 357.