燃气轮机与联合循环(第11课联合循环的汽轮机)
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运行维护
单轴布置方案与多轴布置方案的比较
单轴方案
多轴方案
备注
1 台燃气轮机、1 台余热锅炉配 1 台汽轮 多台燃气轮机、多台余热锅炉配 1 台汽
机。
轮机。
因所配汽轮机容量小，效率稍低，但对 大功率机组，这一缺点并不明显
因所配汽轮机容量大，效率较高。
如果电站内建有若干套同类型的单轴机 组，并采用增减运行单元数的方法来增 减出力，可在较大范围内，得到较高的 热效率。
中压蒸汽温度(℃) 低压蒸汽压力（MPa）
低压蒸汽温度(℃)
40
5.85 538①
三压无再热循环
40～60 6.88 538①
60
8.26 538①
0.69
0.83
1.07
270
280
300
0.17
0.17
0.17
160
170
180
① 若燃气轮机的排气温度低于 568℃，主蒸汽温度应比排气温度低 30℃
相对简单。
相对复杂。
相对简单。
因需考虑各炉所产蒸汽压力、温度的协 调，所以相对复杂。
需单元运行，燃机不可单独运行。
若配置旁通烟囱，燃机可单独运行。
少一台发电机，但多若干台汽轮机，因 少若干台汽轮机，但多一台发电机，因
此设备投资相对大小视具体情况而异。 此设备投资相对大小视具体情况而异。
略小。
略大。
略小。
略大。
若配套置旁通烟囱，燃机、汽机可分期
需以单元为单位建设，周期相对较长。 建设，整机建设周期长，但燃机建设周
期短，并可提前投入运行。
可轮流检修系统内的燃机，但检修汽轮
需按单元进行检修。
机时，整套机组都要停运或者只能维持
单循环运行。
CSG方案 优点：有汽源时，可用
汽轮机起动；发电机检修 方便
缺点：燃机须与汽机同 时启动；汽轮机不便于单 层布置；一般需辅助锅炉
➢实例
单轴CSG方案（GE、三菱方案）
单轴CGS方案（西门子、Alstom方案）
“一拖一”、双轴布置方案（GE公司方 案）
“二拖一”、多轴布置方案（西门子）
➢方案比较
表 5-5 比较项目
构成 额定工况效率
部分负荷效率
调峰性能
系统复杂性 运行控制 运行灵活性 设备投资 占地面积 土建投资 建设周期
航空发动机如何启动？
飞机发动机的ACU（Auxiliary Power Unit ）
二、进气系统
➢作用 除尘 消声 冷却/加热 ➢空气过滤器 惯性分离器
介质过滤器
自 清 洗 过 滤 室
飞机发动机有进气无过滤装置？
三、通流部分清洗装置
➢作用 定期/不定期清洗→恢复出力、效率 ➢类型 干式 ——已不再采用
湿式 ——专用清洁液
➢实施 在线/离线
四、同步自动离合器 ——3S离合器
一种可使输入与输出设备平滑啮合/脱离的装置
➢功能
布置在燃机和发电机之间 ——使在运燃机与静止发电机啮合 ——保持发电机在运，使燃机单独停机 ——使燃机单独起动，并与在运发电机啮合
布置在单轴联合循环的汽机和燃机之间
——能单独启动燃气轮机发电机组，尔后，在余 热锅炉产生蒸汽，并把汽机冲转到额定转速时， 将汽机与燃气轮机发电机组平滑地啮合
➢ 结构对称 适应快速启停
➢ 轴向间隙加大 防止快速启停 时碰磨
第三节 联合循环的主要 辅助设备和系统
（1）起动装置 （2）润滑油系统 ——类似于常规电站 （3）液压油系统 ——类似于常规电站 （4）燃料系统 ——取决于燃料类型 （5）冷却水系统 ——类似于常规电站 （6）进气系统 （7）通流部分清洗设备 （8）离合器
CGS方案 优点：燃机与汽机可
分开启动；汽机可单层 布置
缺点：发电机检修不 方便
采用增减运行燃机台数的方法来增减 出力，也可在较大范围内，得到较高的 热效率。但由于汽轮机大部分时间处于 部分负荷下运行，效率较低，所以整套 机组的效率也相对低一些。
参见图 1-16
在采用增减运行单元数的方法来满足调 峰需求时，汽轮机需时常停机和再启动， 所以大幅度调峰的性能不十分好。
在采用增减运行燃机台数的方法来满 足调峰需求时，汽轮机始终处于正常工 作状态，所以机组可更加快速地增减负 荷，调峰性能好。
➢工作原理
第四节 联合循环机组的布置方案
➢类型
1 台燃气轮机、1 台余热锅炉配 1 台汽轮机的设备组合方案
单轴布置方案
汽轮机布置在燃气轮机和 发电机布置在燃气轮机和
发电机之间的方案（CSG 汽轮机之间的方案（CGS
方案）
方案）
双轴布置方案
多台燃气轮机、多台余热锅炉配 1 台汽轮机的设备组合方案
多轴布置方案
一、起动装置
➢作用 提供自持转速之前所需的动力 ➢类型 柴油机、变频器加主发电机、汽轮机 ➢柴油启动机
优点：灵活，毋需外电源，可ຫໍສະໝຸດ Baidu黑启动” 缺点：需柴油机和耦合器 适用：中小、应急机组
➢变频器加主发电机
优点：简单，无容量限制
缺点：须大容量电源 适用：大功率机组
➢汽轮机启动
优点：毋须额外设备 缺点：须合适汽源 适用：母管制老电厂
➢系统特点
（1）类型多，差别大 （2）压力相对低 （3）无回热抽汽
三压再热循环
60
9.98 538 2.06～2.75 538 2.06～2.75 305 0.28 260
二、结构上的特点
➢低压部分大 原因：无回热，有蒸汽汇入
➢无调节级 原因：须跟随余热锅炉；滑压运行
➢ 轴向/侧向排汽 便于单层布置
第二节 联合循环的汽轮机
一、热力参数及系统上的特点
➢系统优化
单压/多压 蒸汽参数
再热/非再热
主蒸汽温度 主蒸汽压力的选取 节点温差
表 5-3
GE 公司建议的三压汽水系统的蒸汽参数规范
循环型式 项目
汽轮机功率(MW) 主蒸汽压力（MPa）
主蒸汽温度(℃) 再热蒸汽压力（MPa）
再热蒸汽温度(℃) 中压蒸汽压力（MPa）
单轴布置方案与多轴布置方案的比较
单轴方案
多轴方案
备注
1 台燃气轮机、1 台余热锅炉配 1 台汽轮 多台燃气轮机、多台余热锅炉配 1 台汽
机。
轮机。
因所配汽轮机容量小，效率稍低，但对 大功率机组，这一缺点并不明显
因所配汽轮机容量大，效率较高。
如果电站内建有若干套同类型的单轴机 组，并采用增减运行单元数的方法来增 减出力，可在较大范围内，得到较高的 热效率。
中压蒸汽温度(℃) 低压蒸汽压力（MPa）
低压蒸汽温度(℃)
40
5.85 538①
三压无再热循环
40～60 6.88 538①
60
8.26 538①
0.69
0.83
1.07
270
280
300
0.17
0.17
0.17
160
170
180
① 若燃气轮机的排气温度低于 568℃，主蒸汽温度应比排气温度低 30℃
相对简单。
相对复杂。
相对简单。
因需考虑各炉所产蒸汽压力、温度的协 调，所以相对复杂。
需单元运行，燃机不可单独运行。
若配置旁通烟囱，燃机可单独运行。
少一台发电机，但多若干台汽轮机，因 少若干台汽轮机，但多一台发电机，因
此设备投资相对大小视具体情况而异。 此设备投资相对大小视具体情况而异。
略小。
略大。
略小。
略大。
若配套置旁通烟囱，燃机、汽机可分期
需以单元为单位建设，周期相对较长。 建设，整机建设周期长，但燃机建设周
期短，并可提前投入运行。
可轮流检修系统内的燃机，但检修汽轮
需按单元进行检修。
机时，整套机组都要停运或者只能维持
单循环运行。
CSG方案 优点：有汽源时，可用
汽轮机起动；发电机检修 方便
缺点：燃机须与汽机同 时启动；汽轮机不便于单 层布置；一般需辅助锅炉
➢实例
单轴CSG方案（GE、三菱方案）
单轴CGS方案（西门子、Alstom方案）
“一拖一”、双轴布置方案（GE公司方 案）
“二拖一”、多轴布置方案（西门子）
➢方案比较
表 5-5 比较项目
构成 额定工况效率
部分负荷效率
调峰性能
系统复杂性 运行控制 运行灵活性 设备投资 占地面积 土建投资 建设周期
航空发动机如何启动？
飞机发动机的ACU（Auxiliary Power Unit ）
二、进气系统
➢作用 除尘 消声 冷却/加热 ➢空气过滤器 惯性分离器
介质过滤器
自 清 洗 过 滤 室
飞机发动机有进气无过滤装置？
三、通流部分清洗装置
➢作用 定期/不定期清洗→恢复出力、效率 ➢类型 干式 ——已不再采用
湿式 ——专用清洁液
➢实施 在线/离线
四、同步自动离合器 ——3S离合器
一种可使输入与输出设备平滑啮合/脱离的装置
➢功能
布置在燃机和发电机之间 ——使在运燃机与静止发电机啮合 ——保持发电机在运，使燃机单独停机 ——使燃机单独起动，并与在运发电机啮合
布置在单轴联合循环的汽机和燃机之间
——能单独启动燃气轮机发电机组，尔后，在余 热锅炉产生蒸汽，并把汽机冲转到额定转速时， 将汽机与燃气轮机发电机组平滑地啮合
➢ 结构对称 适应快速启停
➢ 轴向间隙加大 防止快速启停 时碰磨
第三节 联合循环的主要 辅助设备和系统
（1）起动装置 （2）润滑油系统 ——类似于常规电站 （3）液压油系统 ——类似于常规电站 （4）燃料系统 ——取决于燃料类型 （5）冷却水系统 ——类似于常规电站 （6）进气系统 （7）通流部分清洗设备 （8）离合器
CGS方案 优点：燃机与汽机可
分开启动；汽机可单层 布置
缺点：发电机检修不 方便
采用增减运行燃机台数的方法来增减 出力，也可在较大范围内，得到较高的 热效率。但由于汽轮机大部分时间处于 部分负荷下运行，效率较低，所以整套 机组的效率也相对低一些。
参见图 1-16
在采用增减运行单元数的方法来满足调 峰需求时，汽轮机需时常停机和再启动， 所以大幅度调峰的性能不十分好。
在采用增减运行燃机台数的方法来满 足调峰需求时，汽轮机始终处于正常工 作状态，所以机组可更加快速地增减负 荷，调峰性能好。
➢工作原理
第四节 联合循环机组的布置方案
➢类型
1 台燃气轮机、1 台余热锅炉配 1 台汽轮机的设备组合方案
单轴布置方案
汽轮机布置在燃气轮机和 发电机布置在燃气轮机和
发电机之间的方案（CSG 汽轮机之间的方案（CGS
方案）
方案）
双轴布置方案
多台燃气轮机、多台余热锅炉配 1 台汽轮机的设备组合方案
多轴布置方案
一、起动装置
➢作用 提供自持转速之前所需的动力 ➢类型 柴油机、变频器加主发电机、汽轮机 ➢柴油启动机
优点：灵活，毋需外电源，可ຫໍສະໝຸດ Baidu黑启动” 缺点：需柴油机和耦合器 适用：中小、应急机组
➢变频器加主发电机
优点：简单，无容量限制
缺点：须大容量电源 适用：大功率机组
➢汽轮机启动
优点：毋须额外设备 缺点：须合适汽源 适用：母管制老电厂
➢系统特点
（1）类型多，差别大 （2）压力相对低 （3）无回热抽汽
三压再热循环
60
9.98 538 2.06～2.75 538 2.06～2.75 305 0.28 260
二、结构上的特点
➢低压部分大 原因：无回热，有蒸汽汇入
➢无调节级 原因：须跟随余热锅炉；滑压运行
➢ 轴向/侧向排汽 便于单层布置
第二节 联合循环的汽轮机
一、热力参数及系统上的特点
➢系统优化
单压/多压 蒸汽参数
再热/非再热
主蒸汽温度 主蒸汽压力的选取 节点温差
表 5-3
GE 公司建议的三压汽水系统的蒸汽参数规范
循环型式 项目
汽轮机功率(MW) 主蒸汽压力（MPa）
主蒸汽温度(℃) 再热蒸汽压力（MPa）
再热蒸汽温度(℃) 中压蒸汽压力（MPa）