联合循环
SOFC 联合循环系统性能分析
二、SOFC的工作原理与特性
SOFC具有许多优点。首先，其燃料适应性广，可以以氢气、甲烷等为燃料， 也可以利用煤气化等工业废气。其次，其能量转换效率高，通常可达60%以上。 此外，SOFC的排放物主要是二氧化碳和水，对环境影响小。然而，SOFC也存在一 些缺点，如启动时间长、运行温度高等。
三、联合循环系统的组成与特点
SOFC 联合循环系统性能分 析
01 一、引言
目录
02
二、SOFC的工作原理 与特性
03
三、联合循环系统的 组成与特点
04 四、SOFC-联合循环 系统的性能分析
05 五、结论
06 参考内容
一、引言
一、引言
随着能源需求的不断增长和环保意识的日益加强，高效、清洁的能源转换技 术成为了研究的热点。SOFC（Solid Oxide Fuel Cell，固体氧化物燃料电池） 作为一种新型的燃料电池技术，因其高效、环保的特性受到了广泛的。联合循环 系统则是将不同类型和特点的能源转换技术进行优化组合，以达到更高的能源利 用效率和更低的排放。本次演示将对SOFC-联合循环系统的性能进行分析。
二、煤气化链式燃烧联合循环系 统概述
二、煤气化链式燃烧联合循环系统概述
煤气化链式燃烧联合循环系统是一种将煤气化技术和链式燃烧技术相结合的 能源利用方式。该系统主要包括煤气化炉、蒸汽轮机、燃气轮机、余热回收等部 分。其中，煤气化炉将煤炭转化为气体燃料，蒸汽轮机利用高温高压的蒸汽驱动 发电机发电，燃气轮机利用气体燃料燃烧产生的热能驱动发电机发电，余热回收 部分将各部分的余热回收再利用。
1、优化设备选型和配置：选择高性能、低成本的设备，提高设备的可靠性和 稳定性。
四、改进建议与展望
2、加强技术研发和创新：不断研发新的技术和管理方法，提高系统的自动化 和智能化水平。
燃气轮机与联合循环(第12课燃气轮机联合循环)课件
➢运行 启动、加载、减载、停机
设备组成 / 所处状态 / 运行方式
➢操作原则 在不超温、不超速、不超振、安全
可靠前提下快速、高效
➢控制 燃气轮机、余热锅炉、汽轮机、各种辅
助设备的控制、整机的协调控制
➢控制系统
第一节 燃气轮机的启动
一、启动过程
四个阶段 （1）冷拖、清吹 （2）点火、暖机 （3）升速、脱扣 （4）自升速、/ 加载
注意几个转速：清吹、点火、自持、脱扣
二、启动方式
正常启动、快速启动、紧急启动
三、实例分析
第二节 联合循环的启动
➢影响启动的因素
余热锅炉有无旁通？ 单轴/多轴？有无3S离合器？ 启动状态：热态？冷态？温态？
一、多轴合循环的启动
➢有旁通
燃机、余热锅炉、汽机按次序启动
某100MW二拖一联合循环的冷态启动 （有旁通烟道、单压）
➢无旁通烟道
某120MW一拖一双轴机组的热态启动 （无旁通烟道、双压）
S109FA型单轴联合循环机组的冷态启动 （CSG方案、三压锅炉）
GUD1S.94.3A型单轴机组的冷态启动 （CGS方案，带3S离合器）
冷 热 态 启 动 的
比 较
联合循环发电原理
联合循环发电原理
1 联合循环发电原理
联合循环发电的原理，是把两种类型的“循环”，即汽轮发电机
��母蒸汽循环，结合起来，即使一个循环的热效率有限，也可以通
过利用另一个循环，将其有效利用起来。
2 联合循环发电技术
联合循环发电，主要利用有机热泵技术，来进行母蒸汽循环改造，将汽轮机多次利用汽轮机蒸汽，达到提高热效率的目的。
通过使用机
组同时运行两个循环，用一种循环改造汽轮机蒸汽，用一种循环气冷，就可以有效地提高机组效率，实现节能减排的目的。
3 联合循环发电的优点
联合循环发电的优点有很多，首先，与传统的汽轮机循环相比，
联合循环发电技术可以使汽轮机利用比提高10%-15%，热效率和汽机机组效率也会提高。
其次，联合循环发电可以减少燃料消耗，有助于环境保护，可以
显著改善发电厂的热能利用率。
最后，联合循环发电运行操作更加简单、安全，可靠性也更强。
4 联合循环发电的不足
尽管联合循环发电有很多优点，但是它也有一些不足。
首先，联合循环发电的投资较大，一次性投资较大，单位投资回报时间较长，社会效益不明显，缺乏吸引力。
其次，联合循环发电发电机组的技术改造难度大，需要相关人员具有丰富的专业知识和经验，对技术管理水平要求更为严格。
最后，联合循环发电会带来更多的气体排放，如碳排放，SO2排放等，对环境和设备的维护也更加苛刻。
总的来说，联合循环发电也是一种综合节能的有效手段，它可以提高发电机组的热效率，实现节能减排，促进可持续发展，但是，也要加以谨慎的把握，保证科学的技术改造，规范管理控制，确保工作效果。
燃气轮机蒸汽轮机联合循环
目录
• 联合循环概述 • 燃气轮机部分 • 蒸汽轮机部分 • 联合循环的运行与控制 • 联合循环的应用与发展
01
联合循环概述
联合循环的定义
• 联合循环：是一种将燃气轮机和蒸汽轮机结合使用的发电方式， 通过将两种不同方式的能量转换过程结合在一起，实现更高的 能源利用效率和发电能力。
感谢您的观看
背压式蒸汽轮机
将汽轮机的排汽压力高于大气压力，用于驱 动其他设备或供给热用户。
抽汽式蒸汽轮机
在汽轮机中间级上抽出部分蒸汽，用于供热 或驱动其他设备。
饱和蒸汽轮机
利用饱和蒸汽来推动汽轮机叶片转动。
蒸汽轮机的工作原理
高压过热蒸汽进入汽轮机，通过一系列的喷嘴和叶片，将热 能转换为机械能，推动汽轮机转动。蒸汽在汽轮机内膨胀降 温，释放出热能并推动叶片转动，最终以冷凝水的形式排出 。
停车
停车操作则相对简单。首先，需要逐渐降低燃气轮机的负荷，然后逐步关闭燃气轮机的进气口和排气口。在燃气 轮机完全停止运行后，需要关闭相关的辅助系统，如润滑油系统和冷却水系统等。最后，需要对整个系统进行全 面的检查，确保所有设备都处于安全的状态。
正常运行与控制
正常运行
在正常运行状态下，燃气轮机和蒸汽轮机都处于稳定的工作状态。此时，需要密切关注各种参数的变 化，如燃气轮机的排气温度、蒸汽轮机的蒸汽压力等，以确保系统的正常运行。同时，还需要对各种 设备的状态进行定期检查，及时发现并处理可能出现的问题。
控制策略
为了确保联合循环系统的稳定性和经济性，需要采取一系列的控制策略。例如，可以根据实际情况调 整燃气轮机和蒸汽轮机的负荷分配，以达到最优的运行效果。同时，还可以通过调节燃气轮机的进气 温度和压力等参数，实现对整个系统的优化控制。
联合循环热效率
联合循环热效率联合循环热效率是衡量能源利用效率的重要指标之一。
在能源转化和利用过程中，联合循环系统被广泛应用于发电厂和工业生产中，以提高能源利用效率，减少能源浪费。
联合循环热效率高，意味着能够更有效地将燃料能转化为有用的能量，实现能源的可持续利用。
联合循环热效率是指联合循环系统从燃烧燃料到输出能量的比例。
该系统通常由燃气轮机和蒸汽轮机组成。
燃气轮机通过燃烧燃料产生高温高压的燃气，然后通过涡轮机转动发电机产生电能。
而蒸汽轮机则利用燃气轮机废热产生的热能，产生蒸汽驱动另一个涡轮机发电机组，从而进一步产生电能。
这样，联合循环系统能够充分利用燃料的能量，提高能源转化效率。
联合循环热效率的提高离不开以下几个方面的优化措施。
首先，燃气轮机的燃烧室和涡轮机的设计要合理，以提高燃气轮机的热效率。
其次，在燃气轮机产生的废热中，要充分回收利用，供给蒸汽轮机产生更多的机械能。
同时，还要注意蒸汽轮机的设计和运行，以最大程度地发挥其性能。
此外，联合循环系统中的热传递和热损失也是影响热效率的重要因素，因此需要采取相应的措施减少能量的损耗。
为了提高联合循环热效率，需要综合考虑燃料选择、系统设计和运行管理等方面。
首先，在燃料选择上，应优先选择高效、清洁的燃料，如天然气、生物质能等，以减少排放和环境污染。
其次，在系统设计上，应合理配置各个组件的参数和比例，以最大限度地发挥能源转化的效率。
此外，还应加强对联合循环系统的运行管理和维护，及时发现和处理故障，保证系统的稳定运行。
联合循环热效率的提高对于能源的可持续利用具有重要意义。
随着能源资源的日益枯竭和环境问题的日益严重，提高能源利用效率已成为全球关注的焦点。
联合循环系统作为一种高效的能源转化方式，不仅能够减少能源消耗和环境污染，还能够提高能源供给的稳定性和可靠性。
因此，各国政府和企业应加大对联合循环热效率的研究和应用，推动能源领域的可持续发展。
联合循环热效率是提高能源利用效率的重要手段之一。
燃气-蒸汽联合循环原理简介
三菱重工--G 系列燃气轮机
三菱重工( MHI ) 的G 系列燃气轮机用于 60 Hz的是501G 机型, 用于50 Hz 的是 701G 机型。MHI 的G 型机相对于F 型机 来说, 透平进口温度从1 400 ℃ 级提高 到了1 500 ℃ 级。 701G2（燃机输出功 率334MW）效率39. 5％, 联合循环功率 489.MW, 效率58. 7％。
HRSG
GT
ST
G
GE,三菱
HRSG
GT G
ST
SIMENS , ALSTOM
一拖一联合循环电厂示意图
造价及成本情况
机组越大, 单位投资越小 对9E系列, 3600元/千瓦左右 对9F系列, 3400元/千瓦左右 对9E系列, 每立方米天然气发4度 对9F系列, 每立方米天然气发5度
西气东输天然气管线及电厂分布
V94.3A燃气轮机---转子
V94.3A燃气轮机---转子
转子将压气机和透平段连接在单个轴上, 并支撑在两端的轴承上。
西门子公司SGT--8000H 燃气轮机
4 级轴流透平, 前3 级均采用空气冷却, 第4级无冷却, 转子前燃气温度1 427 ℃ 。 第1 级动静叶采用单晶超合金材料并涂 以耐热涂层, 已具有承受近1 500 ℃ 高 温的能力； 第2 级叶片上涂敷了热障涂 层。
由SGT--8000H 机组组成的联合循环的额 定净输出功率超过530 MW, 效率超过 60%。
H 型燃气轮机的压气机压比为23, 空气流 量为685 kg/ s.
压气机的进口导叶( IGV) 和前4 级静叶 (VSV) 均可调, 以控制空气流量, 适应环 境温度的变化和不同运行工况的要求。
GE 公司MS9001H 燃气轮机
《燃气轮机与联合循环》第一章 联合循环概论解析
能源与动力学院
第一章 联合循环概论
二、联合循环的热力学原理
燃气-蒸汽联合循环，将燃气轮机排出的温度较高的废热，用以 加热蒸汽循环，其主要特点： （1）提高热经济性，只要汽轮机和燃气轮机容量匹配，正确 选择各项参数和热力系统，其热效率可提高到45%； （2）减轻公害，由于利用了燃气轮机的废热，蒸汽锅炉的有 害气体排放可以大为减少； （3）适用于缺水地区或水源较困难的坑口电站； （4）改造旧电站，旧电厂改造锅炉报废，可以继续使用汽轮 机，若配以容量匹配的燃气轮机，改造成燃气-蒸汽动力循环，可 提高热效率；
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
第一章 联合循环概论
二、联合循环的热力学原理
燃气轮机组缺点： （1）采用昂贵的天然气、石油等轻质燃料； （2）压气机耗费功率大（约为燃气轮机功率的2/3或 更多）； （3）放热温度高达400~650℃；
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
第一章第一节 联合循环的热力学原理
一、汽轮机循环与燃气轮机循环的局限性 热机的热效率可以表示为：
T2 1 T1
若想效率升高：则需提高平均吸热温度； 或需减低平均放热温度（冷源温度）
燃气轮机与联合循环 能源与动力学院
第一章 联合循环概论
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
第一章 联合循环概论
第一章 联合循环概论
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
第一章 联合循环概论
第三节 常规余热锅炉联合循环
一、设备与系统 2、与常规蒸汽循环机组的区别 （1）联合循环没有多级回热加热系统
原因：常规锅炉具有空预器，可以进一步利用锅炉汽水 受热面后的烟气余热而不使余热损失掉；而联合循环余 热锅炉无空预器，若给水温度过高，排烟温度就会很高， 余热浪费掉；
联合循环发电原理
联合循环发电原理
联合循环发电原理是一种利用多种能源进行发电的方法。
它结合了传统的热力发电与新能源发电技术，通过多个循环系统的协同作用，提高了能源利用效率和环保性能。
联合循环发电的原理是将火力发电、燃气发电和太阳能发电等多种能源进行有机结合，使它们互补、补充，并协同作用，形成一个完整的能源生态系统。
在联合循环发电中，热力发电和燃气发电作为主要的发电方式，通过热力循环和燃气循环实现能源利用的最大化。
同时，太阳能发电作为一种新兴的清洁能源，通过光伏电池板吸收太阳能，将其转化为电能，为循环系统提供补充。
联合循环发电的优点在于能够减少化石能源的使用量，降低能源消耗对环境的危害，同时提高发电效率和供电可靠性。
未来，联合循环发电将成为可持续发展的重要手段之一，为人类创造更加清洁、高效、可持续的生活方式。
- 1 -。
联合循环用燃气轮机的发展
联合循环用燃气轮机的发展联合循环发电是一种将燃气轮机与蒸汽轮机结合在一起的发电方式。
其原理是将燃气轮机排出的废热通过热交换器加热冷却水，使其变成蒸汽，再通过蒸汽轮机发电。
联合循环利用了燃气轮机高效排出的废热，提高了发电效率，降低了燃料消耗，减少了对环境的影响。
联合循环用燃气轮机的发展可以追溯到20世纪60年代，当时燃气轮机开始应用于舰船和我们的发展，但是由于技术限制，联合循环的效率并不高。
然而，随着技术的不断革新和发展，联合循环用燃气轮机的效率得到了显著提高，成为一种广泛应用的发电方式。
首先，燃气轮机的技术不断进步，使其具有更高的效率和更低的排放。
燃气轮机作为燃烧式发电机，其排放比传统的蒸汽轮机更低，因为其燃烧过程中没有涉及锅炉等设备。
随着燃气轮机燃烧技术的改进，其排放量减少了很多，同时效率也得到了显著提高。
其次，热交换技术的发展使得废热的利用更加高效。
热交换器可以将燃气轮机排出的高温废气通过换热原理将冷却水加热，从而产生高温高压的蒸汽。
而传统的蒸汽轮机只能利用煤炭等固体燃料燃烧产生的废热。
热交换技术的发展使得联合循环的效率得到了显著提高。
再次，燃料的多元化也推动了联合循环用燃气轮机的发展。
传统的燃气轮机使用天然气作为燃料，而随着生物质能源、液化石油气等新型燃料的发展，联合循环用燃气轮机也可以利用这些燃料进行发电。
这不仅提高了燃料的利用率，还减少了对天然气等传统资源的依赖。
最后，环保意识的增强也推动了联合循环用燃气轮机的发展。
联合循环发电方式减少了对环境的影响，特别是通过排放控制和废气治理，可以使燃气轮机排出的废气达到环保标准。
随着人们对环境保护意识的增强，联合循环用燃气轮机逐渐成为一种受欢迎的发电方式。
总之，联合循环用燃气轮机的发展得益于燃气轮机技术的进步、热交换技术的发展、燃料多元化以及环保意识的增强。
随着科技的不断发展和创新，相信联合循环用燃气轮机将在未来得到更广泛的应用，为我们提供更高效、更环保的电力。
燃气轮机联合循环介绍
燃气轮机联合循环介绍燃气轮机联合循环，听起来高大上，其实它就是个把“高温气体”变成“电”的小能手。
想象一下，你家的锅炉，这家伙可不是随便烧水的，它可是经过精心设计，把燃料的能量最大化利用，简直就像做一道精致的菜，分分钟把每一滴油都榨干了。
说到燃气轮机，它工作的时候就像是个狂欢派对，燃气在里面像小精灵一样舞动，经过燃烧后产生的高温高压气体，通过涡轮转动，啧啧，那声音，简直能把你震撼得心潮澎湃。
接下来咱们得聊聊这个联合循环。
其实嘛，就是把燃气轮机和蒸汽轮机组合在一起，形成一个完美的搭档。
你可别小看这对组合，简直就像是李白和杜甫，实力强大。
燃气轮机先来，把热能转化为机械能，然后蒸汽轮机再上场，利用余热发电，真的是一波三折，电力输出可谓是节节攀升，简直不容小觑。
想象一下，余热就像那烧到最后的炭火，虽然看似无用，实际却能把能量发挥到极致。
要知道，联合循环的效率可不是盖的，通常能达到60%左右，这在电厂界可是个“牛”气冲天的数字。
和传统发电方式比起来，这可是真正的节能环保先锋！燃气轮机虽然看上去光鲜亮丽，但其实它也有点“小脾气”，对燃料质量要求比较高，像是挑食的小孩子，一定要确保燃料纯净，才能发挥出最佳状态。
不过，一旦它“吃得好”，那真是“能量满满”，让你震惊的电量输出真是让人目瞪口呆。
联合循环不仅仅是在电厂发电，它在航天和船舶等领域也是不可或缺的。
想象一下，那些航天器在太空中飞行，动力来源也是这套系统，真是太酷了！更有趣的是，燃气轮机的设计和运行也在不断进步，许多科技公司为了追求更高的效率和更低的排放，像拼图一样，把各种新材料和技术应用进去，让燃气轮机像是升级版的“超级战士”。
哎，说到环保，这也是联合循环的一大亮点。
它在发电过程中，二氧化碳的排放量相对较少，基本上就是在为地球“减负”。
想象一下，随着气候变化问题日益严重，联合循环的存在简直像一缕清风，给环保事业带来了新的希望。
每当听到绿色电力的概念，心里总会油然而生一丝自豪感，觉得自己也为保护地球出了一份力。
第2章 联合循环的概念和典型方案
优点:
部分蒸汽喷入燃烧区,适当降低燃烧火焰温度,有利于 减少NOx的排放; 减少NOx的排放; 混合气体的传热系数增大,改善换热效果; 机组做功量增大,热工转换效率提高; 降低透平前燃气初温,提高设备寿命.
23
�
8
Black Pout电站中不补燃余热锅炉型联合循环的热力系统 Pout电站中不补燃余热锅炉型联合循环的热力系统
9
不补燃的余热锅炉型燃气不补燃的余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环的主要优点
热功转换效率高;
初温提高到1200~1300° 初温提高到1200~1300°C后,效率很容易达到 50%以上,目前58%. 50%以上,目前58%.
说明: 1,表中多数是指15℃,0.1013MPa标准大气条件下,燃用轻 油的"单压汽水发生系统"的情况. 2,括号中的数据则是指烧天然气时的"双压汽水发生系统" 的 情况
7
在"单压汽水发生系 统"的余热锅炉中 Q=f( Q=f(T)的关系
在"双压汽水发生系 统"的余热锅炉中 Q=f( Q=f(T)的关系
19
温比和压比对热效率的影响
---简单燃气轮机循环 ——注蒸汽循环(Tp =50℃) ——常规不补燃余热锅炉型联合循环(Tp =50℃)
20
注蒸汽双流程循环机组的技术参数
公司商号 Alison Egnine Company 型号 ISO 基本功 率 / k W 供电效 率/% 压缩比 空气质量流 量/(kg/s) 透平入口 温度/℃ 温度 ℃ 其它 2.722kg/s的 的 482.2℃的蒸汽 ℃ 807.2 注入22680kg/h 注入 蒸汽 36288kg/h高压 高压 蒸汽 18144kg/h低压 低压 蒸汽 453.6kg/h蒸汽 蒸汽 注入
多种形式的联合循环
三 、燃煤联合循环（CFCC）
同时解决高效和低污染问题。
PFBC-CC (Pressurized fluidized bed combustion-Combined Cycle) AFBC-CC (Atmospheric fluidized bed combustion-Combined Cycle ) IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle)
SOFC(solid oxide fuel cell) 工作温度为 750 ℃ -1000℃
图4-10 燃料电池联合循环
6.化学链燃烧的动力循环
氧化反应 还原反应
燃料侧反应是燃料与固体金属氧化物（MO）反应， 生成二氧化碳、水和固体金属（M）； CH4+4NiO→CO2+2H2O+4Ni
空气侧是前一个反应中生成的固体金属与空气中的氧反应， 回复到固体金属氧化物（MO）。
最常用的一种联合循环方式,汽轮机与燃气轮机功率比 Rsg=Pst/Pgt 约为1∶2 联合循环效率对相应的简单循环燃气轮机效率的效率 比（Rη=ηcc/ηgt）比较大，为1.45-1.77 余热锅炉性能受燃气轮机排烟温度限制
2.补燃的余热锅炉型联合循环
图4-2 补燃的余热锅炉型联合循环 1-余热锅炉（HRSG）；2-压气机；3-燃烧室；4-透平； 5-负荷；6-汽轮机；7-燃料；8-凝汽器
《电厂燃气轮机概论》
第6章 多种形式的联合循环
1
第6章 多种形式的燃气-蒸汽联合循环
一、常规联合循环类型 二、若干新型联合循环 三、燃煤联合循环（CFCC） 四、热、电、冷联供系统
燃气蒸汽联合循环
单轴方案应用：单轴方案广泛应用于工业、商业、住宅 等领域，具有广泛的应用前景。
双轴方案
01
双轴方案简介：燃 气蒸汽联合循环的 双轴方案是一种常 见的燃气蒸汽联合 循环方案，由两个 轴组成，一个轴用 于驱动燃气轮机， 另一个轴用于驱动
04
优点：三轴方案具有较高的发电效率和灵活性，可以在不同负荷下实现高效发电，满足电力系 统的需求。
电力行业
燃气蒸汽联合循环 发电：利用天然气 和蒸汽进行发电， 提高发电效率
热电联产：将燃气 蒸汽联合循环发电 与供热相结合，提 高能源利用效率
调峰发电：燃气蒸 汽联合循环发电具 有快速启停和调峰 能力，可满足电网 负荷波动需求
蒸汽轮机。
02
双轴方案优点：双 轴方案具有较高的 效率和灵活性，可 以适应不同的负荷 需求，并且可以降 低投资成本和运行
成本。
03
双轴方案缺点： 双轴方案的缺点 是结构复杂，维 护成本较高，并 且需要较高的技
方案广泛应用于 电力、石油、化工、 冶金等行业，是一 种高效、节能、环 保的能源利用方案。
减少碳排放：燃 气蒸汽联合循环 发电技术可减少 碳排放，降低环 境污染
提高能源效率： 燃气蒸汽联合循 环发电技术可提 高能源利用效率， 降低能源消耗
减少废气排放： 燃气蒸汽联合循 环发电技术可减 少废气排放，降 低环境污染
降低噪音污染： 燃气蒸汽联合循 环发电技术可降 低噪音污染，提 高环境质量
技术进步
分布式能源：燃气 蒸汽联合循环发电 可作为分布式能源， 满足局部地区的电 力需求
工业领域
01
发电厂：燃气蒸汽联合循环发电，提高发电效率
燃气 蒸汽联合循环原理简介
添加 标题
其工作原理是：燃料在压气机中压缩后，在 燃烧室中燃烧，产生高温高压气体，推动涡 轮旋转，从而带动发电机或机械装置转动
添加 标题
燃气轮机具有效率高、功率密度大、启动快、 可靠性高等优点
添加 标题
在联合循环中，燃气轮机可以与蒸汽轮机、 余热回收等设备配合使用，进一步提高能源 利用效率
燃气轮机的工作流程
蒸汽流出汽轮机 后，通过冷凝器 冷凝成水
凝结水通过凝结 水泵送回锅炉重 新加热成蒸汽
蒸汽轮机的特点
高温高压：蒸汽轮机在高温高压 的环境下工作，能够有效地利用 热能转换为机械能。
维护简便：蒸汽轮机的结构相对 简单，维护起来比较方便，能够 降低运营成本。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
高效可靠：蒸汽轮机具有高效可 靠的工作特点，能够提供稳定的 动力输出，适用于各种工业应用 场景。
联合循环的应用范围很广，包括电力、化工、船舶、航天等领域，是现代能源工业的重要组成部 分。
联合循环的组成
燃气轮机：将燃气的热能 转化为机械能
余热锅炉：回收燃气轮机 的余热，产生蒸汽
蒸汽轮机：将蒸汽的热能 转化为机械能
凝汽器：将蒸汽冷凝成水， 回收利用
联合循环的工作流程
燃气轮机工作： 燃烧天然气产生 高温高压气体， 推动涡轮机旋转， 产生电力和热能
联合循环技术的发
06
展趋势与挑战
联合循环技术的发展趋势
技术进步：随着科技的不断进步，联合循环技术将不断优化，提高能源利用效率和减少环境污 染。
多元化能源利用：联合循环技术将不断发展，实现多种能源的联合利用，提高能源的多样性和 可靠性。
智能化控制：联合循环技术将与智能化技术相结合，实现智能化控制和优化管理，提高能源利 用效率和生产效率。
燃气轮机蒸汽轮机联合循环
联合循环的原理
01
02
03
燃气轮机
利用燃料燃烧产生的高温 高压气体驱动涡轮旋转， 将热能转化为机械能。
余热锅炉
燃气轮机排出的高温气体 通过余热锅炉，将热量传 递给水，使水蒸发成蒸汽。
蒸汽轮机
蒸汽轮机利用高温高压蒸 汽驱动涡轮旋转，将热能 转化为机械能。
联合循环的优势
高效节能
联合循环充分利用燃气轮 机和蒸汽轮机的效率，提 高整体能源利用率。
环保减排
燃气轮机燃烧效率高，排 放污染物少，有利于环保。
灵活多变
联合循环可以根据需求调 整燃气轮机和蒸汽轮机的 运行状态，实现灵活的能 源输出。
02
燃气轮机的工作原理
燃气轮机的结构
压气机
用于吸入空气并压缩，为燃气 轮机提供必要的空气流量。
燃烧室
将燃料与压缩空气混合并燃烧 ，产生高温高压燃气。
涡轮机
影响因素
影响联合循环效率的因素包括燃气轮机和蒸汽轮机的设计、制造工 艺、运行工况等。
优化措施
通过改进设备设计、提高制造工艺和优化运行工况，可以提高联合 循环的效率。
联合循环的性能分析
性能指标
联合循环的性能指标包括功率、热效率和可靠性等。
性能测试
通过实验测试和模拟分析，可以对联合循环的性能进 行评估和比较。
燃气在涡轮机中膨胀并推动涡 轮叶片旋转，从而驱动压气机 和发电机。
排放系统
将燃烧后的废气排出。
燃气轮机的工作流程
吸气
压气机吸入空气并进行压缩。
燃烧
燃料与压缩空气在燃烧室内混合并燃烧，产生高温高压燃气。
做功
燃气在涡轮机中膨胀并推动涡轮叶片旋转，从而驱动压气机和发电机。
工程热力学燃气轮机联合循环的特点及其热力学分析
工程热力学燃气轮机联合循环的特点及其热力学分析燃气轮机是一种高效率、高功率密度和适用范围广的热力装置，可广泛应用于电力、航空、航天等领域。
在工程热力学中，燃气轮机联合循环被广泛研究和应用，其具有以下几个主要特点及其热力学分析。
一、工程热力学燃气轮机联合循环的特点1. 高效性：燃气轮机联合循环具有高效率的特点。
通过燃气轮机与蒸汽轮机的联合运行，可以充分利用燃气轮机排放的高温废气，提高热能的利用率。
燃气轮机的高温排气可以直接供给蒸汽轮机，产生额外的功率输出，大大增加了系统的总效率。
2. 灵活性：燃气轮机联合循环具有较高的运行灵活性。
由于燃气轮机和蒸汽轮机是独立的装置，可以分别进行调节和控制，根据实际需要对两者进行协调运行，提高系统的灵活性和可调性。
3. 低污染排放：燃气轮机联合循环还具有低污染排放的特点。
燃气轮机的燃烧过程相对较为完全，排放的氮氧化物和二氧化硫等污染物含量较低，使得联合循环系统的环境影响较小。
二、热力学分析1. 燃气轮机分析燃气轮机是联合循环系统中的主要能量转换设备。
其工作过程可以通过热力学分析进行详细描述。
首先是燃气轮机的空气压缩过程，通过压缩机将空气压缩至相应压力，使其进入燃气轮机的燃烧室。
接下来是燃气轮机的燃烧过程，通过燃料喷射和点火，燃烧室内的燃料与空气混合并燃烧，产生高温高压气体。
然后是燃气轮机的膨胀过程，高温高压气体进入轮叶机组，推动轮叶旋转并输出功率。
最后是燃气轮机的排气过程，利用废气余热进行热回收，产生高温高压蒸汽或提供给其他能量转换设备。
2. 蒸汽轮机分析蒸汽轮机是联合循环系统中起辅助能量转换作用的设备，其工作过程也可以通过热力学分析进行详细描述。
首先是蒸汽的产生过程，利用燃气轮机的高温排气进行余热回收，在燃气轮机废气锅炉中产生高温高压蒸汽。
接下来是蒸汽的膨胀过程，高温高压蒸汽进入蒸汽轮机的轮叶机组，推动轮叶旋转并输出功率。
最后是蒸汽的排放过程，在蒸汽轮机出口处将低压蒸汽排出，完成蒸汽轮机的工作。
燃气轮机与联合循环(第2课 联合循环的类型及特点 )
① 机组效率有高热值（HHV）和低热值（LHV）之分，本书未作声明时，一律采用低热值效率。 ② 燃气轮机与汽轮机同轴，共同驱动一台发电机的联合循环机组称为单轴机组。
③ 燃气轮机与汽轮机不同轴，各驱动一台发电机的联合循环机组称为多轴机组。
备注
单轴② 多轴③ 单轴 单轴 单轴 多轴 单轴 多轴 单轴 多轴 单轴 多轴 单轴 多轴
398.0
57.0
1 台 M701F，三压汽轮机
Mitsubishi MPCP2(701F)
804.7
57.4
2 台 M701F，三压汽轮机
Siemens-WH MPCP1(701G)
484.0
58.0
1 台 M701G，三压汽轮机
MPCP1(701G)
911.1
58.2
2 台 M701F，三压汽轮机
52.9
2 台 13E2，三压汽轮机
57.9
1 台 GT26，三压汽轮机
KA26-2
775.0
58.0
2 台 GT26，三压汽轮机
Siemens GUD1S.94.3A
390.0
57.3
1 台 V94.3A，三压汽轮机
(KWU)
GUD2.94.3A
780.0
57.3
2 台 V94.3A，三压汽轮机
MPCP1(701F)
➢ 传统上的联合循环：燃油（气）型 取而代之者：燃煤型，尤其整体煤气化联合循环
表 1-3
国外某些联合循环发电机组（50Hz）的技术数据（燃天然气时）
公司名称
机组型号
ISO 基本功率 (MW)
供电效率① （%）
所配燃气轮机情况
S-109FA
390.8
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联合循环系统简介
联合循环发电厂主要由燃气循环系统、汽水循环系统和介于两者之间的余热锅炉这三部分组成，以下分别简要介绍这三部分中的主要设备。
1、燃气循环系统
（1）燃气轮机
燃气轮机是将燃料燃烧后的热能转化为动能的设备。
典型燃气轮机的主要性能参数如表1所示。
通常意义上的发电用燃气轮机主要包括燃气轮机本体、空气压缩机、燃烧器、启动装置、润滑油系统等相关设备组成。
注：上表中的数据是在如下条件下取得的:
(a) 大气温度为15oC,大气压力为1.033ata ;
(b) 燃料是气化了的液化天然气；
(c) 热效率是按照低位发热量计算而得；
(d) 排气流量和排气温度是燃气轮机在基本负荷时的数据。
(2) 燃烧器
燃烧器是燃气轮机的一个非常重要的设备,它是实现燃料燃烧、降低燃气轮机排气中氮氧化物含量的设备。
目前世界上各大燃机生产厂都十分重视开发研究新型的燃烧器, 以便满足日益受到人们关注的环境保护要求。
目前常见的有干式燃烧器和湿式燃烧器。
(3) 空气压缩机
空气压缩机是向燃烧器提供足够的燃烧空气的设备。
为了进一步提高燃机容量和效率,就应开发具有高效、大压缩比的空气压缩机。
(4) 启动装置
因安装条件和使用条件的不同,燃气轮机的启动装置有时也会不同, 通常情况下为柴油机或电动机, 但也有用汽轮机的情况。
该装置提供动力, 将燃气轮机加速到自持转速(60％。
70％额定转速) 。
(5) 燃气增压机
燃气轮机燃烧器对入口燃料的压力有一个要求范围(如：21atg左右), 燃料供应系统应能满足这一压力要求。
当燃烧气体燃料(如天然气) 时,如果燃料供应系统的气压较低,则需利用燃气增压机来提高燃气轮机燃烧器人口的压力至要求范围内。
如果燃气供应压力高于燃机燃烧器入口的燃气要求压力,则需要设置减压装置降低压力。
(6) 燃气加热装置
燃气轮机燃烧器不仅对入口燃料的压力有要求，而且对燃烧器入口温度也有要求，一般为露点温度加28-30 度左右。
在寒冷地区，如我国新疆有的地区冬季最低气温达零下39度左右，在这种地区，燃气供应系统应配备燃料加热装置(如蒸汽加热器等) ，来提高燃料器入口的燃气温度。
2、汽水循环系统
除余热锅炉外，构成联合循环的汽水循环系统的主要设备有汽轮机、凝汽器、循环水泵、轴封冷却器、凝结水泵等。
这里主要介绍汽轮机、凝汽器这两个与常规火力发电厂相比，具有自己特色的设备。
(1) 汽轮机
联合循环发电装置用的蒸汽轮机与一股火力发电装置用的汽轮机在原理上是相同的，构造上也几乎类似。
因此，这里仅对联合循环用汽轮机的特点进行说明。
(a) 全变压汽轮机
为了最大限度地有效利用燃气轮机排气能量，采用全变压。
伴随全变压的采用，- 般为全周进汽，去掉叶栅性能差的调节级来改善性能。
因此，正常运行时蒸汽调节阀处于全开状态，汽机的负荷控制原则上由燃气轮机的燃料投入量进行控制
(b) 混压汽轮机
联合循环用汽轮机为得到更高的余热团回收效率，一般采用非再热复压式或再热复压式循环系统。
其结果，汽轮机为混压式汽轮机，也就是说当汽轮机为单缸时，进入同- 个汽缸的蒸汽有高压蒸汽和低压蒸汽(或高压、中压、低压蒸汽) ，当机组循环采用非再热复压式循环系统时，低压蒸汽一般是饱和蒸汽。
(c) 改善汽机排汽湿度的措施
由于联合循环发电汽机的排汽湿度比常规火力发电汽机的湿度要大，因此，在汽机静叶的根部设置排水收集器，扩大末级叶片组的动静叶片间距。
(d) 抽汽
常规的火力发电汽水系统均设置给水加热器构成回热系统来提高热效率，而当联合循环发电装置给水温度升高时，余热锅炉的排烟温度会升高，将会使整个机组的效率下降。
因此，联合循环的汽水系统一胶不设给水加热器，汽机无抽汽。
(2) 凝汽器
联合循环机组的凝汽器主要功能是将汽轮机的排汽凝结成水，维持汽轮机的低背压，从而提高汽轮机的效率，这一点与常规火力发电厂的凝汽器功能是相同的，但它也有如下自己的特点。
(1) 除氧功能
联合循环发电厂的汽水系统一般无除氧器( 但也有设除氧器的情况) ，而在凝汽器的热井中利用蒸汽加热方式除氧。
(2) 排汽方式
当联合循环机组为多轴型时，一般使用向下排汽的凝汽器；当为单轴型时，一般使用轴向或侧向排汽的凝汽器。
3、余热锅炉
余热锅炉处于燃气轮机循环系统和汽轮机循环系统的结合点位置，将
燃气轮机排气的高温热能转化为蒸汽热能。
根据排气的流动方向，余热锅炉可分为立式锅炉和卧式锅炉。
根据余热锅炉产生的蒸汽压力又可分为单一压力的单压式和两种以上压力的多重压力式，还有追加再热器的再热、多盈压力式。
就锅炉水循环型式来说，有利用汽、水的密度差而提供循环动力的自然循环锅炉和利用强制循环水泵来提供动力的强制循环锅炉。