联合循环

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。