大型天然气联合循环电厂对汽轮机的选择
浅谈200MW燃气联合循环机组调峰方式的选择
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ＣＵＬ ＴＵＲＥ
浅谈 ２ ０ ０ ＭＷ 燃气联合循环机组调峰方式的选择
丁秀峰 刘中宇 中国核 电工程有限公 司
中图分类号 ：Ｔ Ｍ７ ７ 文献标识 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ４ — １ １ ４ ５（ ２ ０ １ ７） ０ ２ — １ ８ ６ — ０ １
：
燃气 联合循 环机组 的调峰方式 一般包 括 ： （ １ ） 两班制运 行 。 （ ２ ） 低负荷运 行 。在 供气充 足 的情况下 ，某 电厂两套燃 气联 合 循环 机组采用 一套机 组连续 运行 ， 另一套 机组调 峰的运行方 式 。 但 近些年供 气一 直呈现量 少价升 的形势 ，通 常所供 的天然气 只 能 维持一套燃 气联合 循环机 组运行 ，严重影 响电厂发 电效益 。 联合 循环机组 启停经 济性分析 某 电 厂燃 气联 合 循 环调 峰 机组 与 连续 运 行机 组 的 区别 在 于 ：联合 循环调 峰机组启 停过 程耗气 量 、厂 用 电量 、耗水 量及 启停 的设备 损耗折 旧费用有 所不 同。 已知 条 件 如 下 ，气 价 ：０ ． ９ ２ ７ ５ 元／ ｍ ３ ，上 网 电价 ：０ ． ４ ２ ０ ３ 元／ ｋ 矾 ，反供 电价 ：０ ． ６ ５ 元／ ｋ ，除盐水价 ：ｅ ３ ＝ ｌ Ｏ 元／ ｔ ，联 合循 环机组 单位 电量 折 旧额 为 ０ ． ０ ８ 元／ ｋ Ｗｈ 。 调峰机组启动到并网和机组开始减负荷到解歹 计算如下 ： （ Ｉ ）、燃 气 轮机 启 动到并 网耗气 ：８ ０ ０ ｍ ３ ；（ ２）、燃 气 轮机 启 动耗厂 用 电量 ：２ ０ ０ ｋ Ｗｈ ；（ ３ ）、燃气 轮机并 网后到 汽机并 网 需要 １ ｈ ，耗 气 ２ ５ ２ ０ ０ ｍ ３ ，厂 用 电量 ：１ １ ６ ６ ｋ Ｗｈ ，发 电量 ： ３ ４ ０ ０ ０ ｋ Ｗｈ 。 （ ４）、汽轮机 从开始 减负荷 到机组解列 需要 ０ ． ５ ｈ ， 耗气 ３ ８ ０ ０ ｍ ３ ， 厂 用电量 １ ５ ５ ５ ｋ ｗｈ ，发 电 ５ ４ ０ ０ ｋ ｈ 。 Ｗ 以天 然气 价格 ：０ ． ９ ２ ７ ５ 元／ ｍ ３ ，上 网电价 ： ０ ． ４ ２ ０ ３ 元／ ｋ ｗｈ 计 算 ，启 机 所 耗 的天 然 气 及 厂 用 电 费 用 共 ： （ ８ ０ ０ ＋ ２ ５ ２ ０ ０ ） ×０ ． ９ ２ ７ ５ ＋ （ ２ ０ ０ ＋ １ １ ６ ６ ） × ０ ． ６ ５ ＝ ２ ５ ０ ０ ２ ． ９ 元， 而 上网 电量 价费用 为： ３ ４ ０ ０ ０ Ｘ ０ ． ４ ２ ０ ３ ＝ １ ４ ２ ９ ０ ． ２ 元 ，故实 际 的联 合循 环启机 消耗 费用应
大型燃气轮机联合循环电厂的优化设计探析
（ ａ ） ｆ＝ ８ ３ ． ２ ６ ８ Ｉ － Ｉ ｚ
型［ 刀． 机械 工程 学报 ， ２ ０ ０ ５ ， ４ １ （ ９ ） ： ２ １ ７ ￣２ ２ ２ ［ ４ ］ 陈伟梁 ． 大 型汽 轮发 电机定 子绕 组端 部振 动 分析 ｌ － Ｄ ］ ． 杭州： 浙
（ １ ）燃气轮机的热力性能特性 。热力性能是燃气轮机发展 应用 的前 提 ， 燃气轮机在出厂时通常都会 由厂家 给出规定条件 下的额定值 ， 便于 电厂进行合 理 的选 择 ： 当燃气轮 机用 于尖 峰 负荷 和备 用尖 峰负荷时 ， 厂家在 对额定工况 、 变工况 、 启动情况 和备用待机状况等 情况 下的热力 性能 和燃料耗 量进行 充分考 态特性 ， 得到以下结论 ： （ １ ）在对端 部进行模态 分析 时， 可将各 构件材料简化为各 向同性 ， 线棒 可等效 为均匀 材料 ， 只要 确保 等效模型与实际线棒的弯曲刚度和质量相 同即可 。（ ２ ）建立 了 定子端部精细有 限元模 型， 数值 计算得 到 的椭 圆模 态、 三瓣模 态及其 固有频率与实测结果吻合较好 ， 表 明建立 的有 限元模型 合理 ， 可以作 为进一步分析 的基本模型 。
之内 。
２
Ｅ １ ］Ｄ Ｌ ／ Ｔ ７ ３ ５ －２ ０ ０ ０ 大 型汽 轮发 电机 定 子 绕组 端 部 动态 特 性 的 测 量及 评 定Ｅ ｓ ］ ［ ２ ］ 胡字达 ． 大 型 汽轮 发 电机 定 子端 部 绕 组 整体 结 构 的 电磁 振 动
口］ ． 中 国电机工 程学 报 ， ２ ０ ０ ３ ， ２ ３ （ ７ ） ： ９ ３ ￣９ ８ ， １ １ ６
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。
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%。
半山天然气发电工程燃气轮机组的选型
循 环 的效 率 约 为 ５ ． ％。此 类燃 气 轮机 在 十多 年前 ２４ 就 已大 规 模 投 人 商 业 运 行 ，主 要 以石 油 产 品 为 燃 料 。我 省 已运 行 的功 率 为 ３ ０Ｍ 的镇 海 及 温州 燃 ０ Ｗ
气 轮 机 电厂 应用 的 均为 Ｇ Ｅ公 司 的 ９ Ｅ燃 机 。
级 （ 括 Ｅ 级 改 进 型 ） 气 轮 机 比 较 适 合 于 气 价 相 对 比 较 低 的 地 区 ； Ｆ级 燃 气 轮 机 效 率 高 ， 比 较 适 合 于 气 包 燃
价 相 对 偏 高 的 地 区 ； 半 山 工 程 应 采 用 Ｆ级 燃 气 轮 机 。 关 键 词 ： 燃 气 轮 机 （ 机 ） 天 然 气 ； 机 型 ；选 择 燃 ； 中 图 分 类 号 ： Ｔ １ ．４ Ｍ６ １ ２ 文 献 标识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１０ ０ ７— １８ （ ０ ２ ０ ８ １ ２ ０ ） ５—０ １ ０ ９—０ ２
２０ＭＷ 级 的 燃气 轮 机 ，代表 型 号分 别是 Ｅ级 （ 括 ０ 包
Ｅ级 改 进 型 ） Ｆ级 。 及
山西 、 河南 、安 徽 、 江 苏和 上 海 市等 ９个 省 （ 、 区
市） ，管 线 全 长 ４０ ０ｋ ０ ｍ。设 计 年输 量 １０亿 ， ２ 浙 江 半 山 天 然 气 发 电工 程 是 浙 江 省 配 合 “ 气 东 西 输 ”工 程 建设 的唯 一一 个 大型 发 电项 目。
Ｇ ａ ｒ ｄ Ｐｏ ｒ Ｐｌ ｎ ｓ Ｆｉ ｅ ｗｅ ａ ｔ
屠
进 ，钱 海 平
杭 州 ３ ０ ０ ） １ ０ ７
（ 江 省 电 力 设 计 院 ，浙 江 浙
摘 要 ：结 合 浙 江 半 山 天 然 气 发 电 工 程 ， 对 Ｅ 级 燃 气 轮 机 及 Ｆ级 燃 气 轮 机 进 行 机 型 比 较 ， 得 到 的 结 论 是 ：Ｅ
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。
11112重型燃气轮机联合循环电厂全厂一体化控制应用
第24卷第1期2011年3月《燃气轮机技术》GAS TURBINE TECHNOLOGYVol.24No．1Mar．，2011重型燃气轮机联合循环电厂全厂一体化控制应用管志龙1，范小江2(1．华能金陵燃机电厂，南京210034;2．上海交通大学电子信息与电气工程学院自动化系，上海200245)摘要:重型燃气轮机联合循环电厂往往采用多个控制系统来实现全厂控制，如果采用统一控制平台进行全厂一体化控制，相比多个控制系统具有许多优点。
本文以华能金陵燃机电厂控制系统为案例，对重型燃气轮机全厂一体化控制的设计和应用进行了分析和介绍，为联合循环发电厂控制一体化的设计及实现提供了可借鉴的经验。
关键词:重型燃气轮机;控制系统;一体化设计中图分类号:TM611．3文献标识码:B文章编号:1009－2889(2011)01－0056－04燃气轮机联合循环电厂具有效率高、启动快等优点，并且是一种使用清洁能源的电厂，国内打捆招标引进的F级联合循环机组的整体效率一般在58% 60%。
对于兼顾发电与供热的热电联产机组，热效率可达到88%以上。
近年来，由于国家能源政策调整和对节能环保的进一步重视，中型燃气轮机在国内得到了长足的发展，随着西气东输一线和二线、川气东输、进口天然气管线建设等重大工程的逐步实施和投用，未来几年内燃气轮机的建设会攀上一个新的高峰。
联合循环电厂的控制系统可以比作电厂的大脑，对于电厂的高效、稳定运行起着至关重要的作用。
本文主要针对联合循环电厂的控制系统做了探讨。
1概述联合循环电厂主要设备包括燃气轮机(GT)、蒸汽轮机(ST)、余热锅炉(HRSG)、辅助系统(BOP)、电气系统(ELEC)、公用系统(COM)等。
由上述设备协调工作来实现电厂联合循环。
但是在已建成的电厂中，上述设备往往由不同的控制系统控制。
由于燃气轮机控制的特殊性，燃机控制系统一直由燃气轮机厂家配套提供;而对于汽轮机、余热锅炉、辅机等设备，业主常常会采用单独的控制系统，于是造成了电厂中2套甚至3套控制系统并存的情况。
汽轮机设备选型原则
精心整理汽轮机设备选型原则一、汽轮机：1、汽轮机的一般要求1、1主要设计参数：汽轮机额定功率12MW汽轮机最大功率15MW进汽压力3.43MPa1、21、31、41、5运行。
1、61、7不得使用试验性的设计和部件。
1、8机组的设计应充分考虑到可能意外发生的超速、进冷汽、冷水、着火和突然振动。
防止汽机进水的规定按ASME标准执行。
1、9机组配汽方式为喷嘴调节，其运行方式为定压运行,短时可滑压运行。
1、10汽轮机进排汽及抽汽管口上可以承受的外力和外力矩至少应为按NEMASM23计算出的数值的1.85倍。
1、11所有与买方交接处的接管和螺栓应采用公制螺纹。
1、12轴封应采用可更换的迷宫密封以减少蒸汽泄漏量，优先选用静止式易更换的迷宫密封。
1、13转子的第一临界转速至少应为其最大连续转速120%。
1、14整个机组应进行完整的扭振分析，其共振频率至少应低于操作转速10%或高于脱扣转速10%。
1、15材料：所使用的材料应是新的，所有承压部件均为钢制。
所有承压部件不得进行补焊。
主要补焊焊缝焊后需热处理。
1、1622、12、22、32、42、52、62、733、13、23、33、4汽缸端部汽封及隔板汽封有适当的弹性和推挡间隙，当转子与汽封偶有少许碰触时，可不致损伤转子或导致大轴弯曲。
3、5汽缸必须具有足够的强度和刚度，确保在任何运行工况下都不得发生跑偏、变形等现象。
4、轴承及轴承座4、1主轴承的型式应确保不出现油膜振荡，各轴承的设计失稳转速应避开额定转速25%以上，并具有良好的抗干扰能力。
4、2检修时不需要揭开汽缸和转子，就应能够把各轴承方便地取出和更换。
4、3主轴承应是水平中分面的，不需吊转子就能够在水平、垂直方向进行调整，同时应是自对中心型的。
4、4轴承箱结构必须有足够的强度及刚度，在任何运行工况下均不得发生变形及前倾等现象。
台板与轴承箱之间应采用润滑好且不易失效的材料，卖方说明所选用的材料特性。
5主汽门、调速汽门5、1主汽门、调速汽门应严密不漏，其强度和严密性应能承受在主蒸汽管道上做1.5倍设计压力的水压试验。