燃气-蒸汽联合循环发电机组知识

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SFC启动方式。联合循环电厂的起动 是从燃气轮机开始，燃气轮机是将发电机用 作电动机起动的，电网的供电经变频器转变 成变频电源，用来驱动发电机。在起动程序 开始之前，循环水系统、冷却塔、闭路冷却 水系统和压缩空气系统等辅机系统先投入运 行。当燃气轮机达到10%额定转速时(此时 称为点火转速)，供入燃料气并开始点火， 使燃气轮机加速直到燃机可以维持的转速 （此时称为自持转速）。
由于燃机整体到货，重量较大（重达300t),根据 现场情况可以采用如下方案： 1、450t履带吊直接吊装就位。 2、液压提升装置。
第二部分 燃气-蒸汽联合循环发电机组余热锅炉
燃气轮机经点火加热推动燃机透平转动， 被加热的空气排放冷却就产生大量的余热。 为更高提升热效率联合循环机组都配套一台 余热锅炉。
采用优化的标准设计，对流换热形式而 不是辐射换热，无燃料系统，无传统风机 （烟气的流动是靠燃机的排气压力完成的）， 模块化设计结构，布置合理紧凑，高效节能， 自动化程度高。
且具有运行操作简洁，便于调峰启动的优 点。其结构占地面积小，便于安装，一般从模 块吊装开始至锅炉水压试验完成大约需要90天 左右工期。因为燃机排气温度（550--610℃） 所限制，余热锅炉的蒸汽参数不太高。目前国 内杭州锅炉厂、武汉锅炉厂等都生产与9E\9F 配套的余热锅炉。根据机组的不同功能要求可 设计为：多压、双压，再热或无再热等各种形 式的自然循环锅炉，并可配备脱硝风机以减少 NOX排放。余热锅炉有汽包炉和直流炉各种形 式。
目前以欧美、日本为主要生产国家，在 我国有装机的基本是三大厂家的产品：德国 —西门子（上海电气）、美国—GE（哈尔滨 ）、日本—三菱（哈气）。当代级的“9F” 产品联合循环机组单机总功率大致在280400MW左右。
燃气（天然气、煤气）-蒸汽联合循环 机组，以燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机为 主力发电设备。设备的布置有单轴、多轴等 不同的方式，但都是燃气轮机点火后的余热 加热余热锅炉，通过换热蒸发产生蒸汽推动 蒸汽轮机转子分别驱动发电机发电。
第五部分 燃气-蒸汽联合循环发电机组安装特点
作为燃机联合循环机组与常规火电机组安装 相比较，存在一些特点和特殊性。
1、燃机安装调试是制约工程的关键和主线。 而不同于火电施工锅炉常常是主线。 2、施工现场比较紧凑，现场组合件较少，组 合场地要合理安排。 3、全厂力能布置要考虑场地条件和大件吊装 （燃机本体大约300吨、燃机发电机和汽轮机 发电机、余热锅炉汽包等）。
燃机联合循环机组热控安装的特点 1、DAS测点相对减少，电磁阀数量增加（也 就是模拟量减少，开关量增加） 2、厂供的热工元件增加，配套的减少。 3、热工控制和信号电缆，根数增加，单根长 度减少。
热控安装和单体调试应注意事项 1、做好屏蔽和接地，这一点和重要，直接影 响启动试运。 2、厂供已经安装在设备上的热工元件，要逐 一及时拆回校验。 3、施工组织设计阶段，提前考虑对机本体和 电磁阀安装调试比较有经验的施工、调试人员 配备到燃机项目。
一拖一 即配置一台燃机、（一台燃机发电机）、一台余 热锅炉和一台蒸汽轮发电机机组。单轴或多轴。
二拖一 即配置二台燃机、二台燃机发电机、二台余热锅 炉和一台蒸汽轮发电机机组。
单循环 燃机做功，带动燃机发电机发电，无余热锅炉。
联合循环 燃机及发电机、余热锅炉、蒸汽轮发电机组。
目前，国内最常用的大型单轴燃气-蒸 汽联合循环机组为F级。所谓“F”级，是 美国通用电气公司200MW级燃气轮机的系 列名称，但习惯将国际上各制造商的 200MW级燃气轮机统称为“F”级，其最 大的单机容量为270.3MW，燃烧室出口燃 气温度最高为1320℃，效率为35～38.5% ，组成联合循环后的功率为350MW级而效 率为55～58%。国内最大单轴燃机功率 470MW. 白俄别列佐夫项目为西门子9F燃 机(427MW)，双轴方案，一拖一配置。
辅机如给水泵、热水循环泵、脱硝风机、 定排连排容器等与火电锅炉辅机安装相近；由 于锅炉参数低，对于汽水管路和本体焊接而言 压力相对减少；锅炉本体和汽包上的热工测点 也与火电锅炉相近。就锅炉侧而言基本没有其 它辅机了，同时没有了燃料和燃烧系统，工作 量大大的减轻了。
锅炉吊装、就位、找正、密封完成后，仍 要进行水压试验和化学清洗及蒸汽吹管，这些 与火电锅炉无异。
联合循环机组电气安装应注意的事项 鉴于发变组和封闭母线安装工作量相对大，
在施工组织阶段要预先考虑加强这方面的人员、 机具的配置。
◆做好封闭母线检漏，保证微正压正常投入。 ◆做好接地网的施工和管理，燃机的接地要求很
严格，天然气输送管道很长，设备阀门较多， 都要求良好接地。
◆管理好电缆施工，高、低压动力电缆和控制电
第四部分 联合循环发电机组电气热控
第一节 电气设备及装置
1、联合循环机组电气安装的特点 若联合循环机组采用多轴布置，则燃机和
汽轮机分别配置一台发电机。也就是说在一 套联合循环机组中要进行两套发电机/变压器 的安装、两套PT/CT的安装、两套出线和封 闭母线安装、两套发变组保护的安装和调试。 相对应的发电机附属设备和消防设施等都是 双倍的，安装工作量远大于同样容量的常规 火电机组。
3、燃机目前的应用现状 燃机与火电机组相比较具有以下特点和优点：
1、平均热效率高，单循环效率38-40%，联合 循环58-60%。 2、对环境造成的负面形象小，环保效益突出。 （环保体现在：无尘、少二氧化硫排放、低 NOX燃烧等）。 3、启动速度快，便于调峰。（配置相当可实现 黑岛启动）。
燃机及燃机发电机吊装方案
余热锅炉模块的吊装 模块最重件 一般120-150 t，一般针对 9F
型燃机配套的余热锅炉模块， 配置 450 t 级的 主力吊机就能满足吊装需要。同时配置150t或 250t吊车配合。
小结 通过以上学习，我们对燃机和余热锅炉 有了基本了解。大家知道，燃煤机组锅炉安 装是施工主线，但是燃气-蒸汽联合循环机组 却不同，燃机是施工的主线。
4、做好设备和物资的管理，设备的底数要清 楚，开箱、检验、保管、出库、回收各个环节 都要清楚清晰可追溯。 5、注意掌握和搜集各类技术信息，主动参与 参加各种考察、调研、专题会议。认真学习理 解掌握调试单位的调试大纲、调试方案、技术 措施。根据调试措施制定安装切实可行的作业 指导书。 6、根据工程特点和现场具体情况及时修订管 理程序，以适应现场需要。
GE 7HA.02 燃机是世界上最大、最高效率 的燃气轮机。载满负荷模式下，发电效率 超过61%，热电联供下，效率超过91%。
第三部分 燃气-蒸汽联合循环发电机组燃机
1、压气机 压气机的作用，是连续不断的向燃气轮机
的燃烧室供应高压空气。 2、燃烧室
利用压气机送来的一部分空气使燃料（天 然气、煤气和油）燃烧，并将燃烧产物送往燃 气透平 。 3、燃气透平（Gas Turbin)
将来自燃烧室的燃气中的热能转化为机械 能，带动压气机并向外部输出功，带动燃机发 电机.
1、燃气轮机 燃气轮机热力循环：压缩---加热---膨胀---冷却 燃气轮机三大部件：压气机、燃烧室、透平 压气机一般为多级轴流式； 燃烧室多为筒形、多管、环形； 透平一般为多级轴流式。 其它：控制系统、辅机（空气过滤、冷却系统、 润滑系统、电气设备等）。 燃机有一个关键的指标：T3---燃气的初温。它代 表着燃机的技术档次。影响T3的关键因素：高温 材料、冷却技术。50年来年均上升12℃，目前可 达1450℃。
这时，关断供向发电机的变频电源，燃 气轮机继续加速，直至额定转速。燃气轮机 起动后不久，透平的排气便开始加热余热锅 炉。余热锅炉没有燃气轮机的排气旁通烟囱， 也不供应辅助蒸汽，所以，整个系统必须同 时起动。这就是燃机的SFC启动，也就是利 用发电机作为启动马达，为此，电气在励磁 系统中需要配备一套大功率的变频装置。 （在启动和发电过程要完成恒流/恒压转换）
第六部分 联合循环机组安装调试阶段注意事项
1、首先要细致做好施工组织设计。燃机供货 商提供的技术手册要认真仔细了解掌握，不折 不扣的按照手册的要求实施。手册中的表格和 签证要按照要求按时认真全面填写。 2、做好与供应商现场代表的交流、沟通，争 取最大限度的支持，寻求更加全面的现场合作。 这样能争取主动。 3、在合同范围内，搞好与业主、监理（咨询 公司）、调试单位等的关系。按合同要求及时 认真完成各类验收、签证、监检等工作。
4、化学水处理、冷却水塔、燃气增压站等 附属系统要统一安排，不要影响总工期。5、 空气进气过滤装置工作量较大应引起重视。 6、燃气输送管道要逐段进行超压试验，最 后整体打压，以保证安全可靠。 7、封闭铝母线焊接量较大，考虑焊工配备。 接地和屏蔽要严格按设计和规范做好，否则 会影响启动试运。
8、厂用带电、水压、酸洗、吹管的作业指 导书要认真编制实事求是的去落实，尤其是 吹管场地比较拥挤切实选好排放口位置确保 安全。 9、厂房A列外将布置多台变压器和出线，要 安排好施工顺序和衔接。 10、及时安排厂供热工元件的拆回校验。 11、现场确保洁净化施工。
IGCC及其他
IGCC（Integrated Gasification Combined Cycle）整体煤气化联合循环发 电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环 相结合的先进动力系统。它由两大部分组成， 即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循 环发电部分。
2015.11.10
缆必须按设计要求严格分层敷设，电缆牌标识 要清楚清晰。
第二节 热控设备及装置
燃机联合循环机组热工控制一般是以DCS 为主要控制手段，结合燃机厂家的燃机专用控 制系统和辅机配套的PLC来实现对全厂热力系 统的全方位控制。燃机供应商将会提供一套燃 机专门的控制装置（包括硬件和软件），用以 实现对燃机本体进行操作控制。余热锅炉、汽 轮机、电气装置、附属系统由DCS完成控制。 部分辅机由供应商提供的PLC控制并与DCS实 施通讯。DCS是全厂控制管理的核心。
燃气-蒸汽联合循环发电机组知识