燃气蒸汽联合循环发电设备的变工况运行

一、燃气轮机的性能曲线网
当压气机、燃烧室和燃气透平这三大部 件联合在一起工作时，根据压气机的通 用特性曲线和透平的通用特性曲线来确 定燃气轮机的联合运行性能曲线。
单轴燃气轮机的性能曲线网，通常是以
输出功率PGT为纵坐标，以工作转速n为 横坐标作图得到的，其中画有多条等T3* 线和等燃料流量Gf线，它可通过变工况 计算或实验得到。
内容。
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燃气－蒸汽联合循环发电设备的变工况运行
燃气轮机的变工况运行 余热锅炉的变工况运行 联合循环变工况运行特性 环境参数变化对联合循环性能的影响 燃气轮机性能老化的影响
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§15.1 燃气轮机的变工况运行
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联合循环发电设备的变工况运行
其他的一些原因，如燃料的热值发生变化 等也使机组处于变工况下工作。燃气轮机 的变工况运行导致了余热锅炉－汽轮机跟
随发生工况ຫໍສະໝຸດ Baidu化。
鉴于上述，对一台燃气一蒸汽联合循环 发电机组除了解其设计工况下的性能外， 还必须对其变工况进行计算和分析，以全 面了解和掌握其性能。对各种变工况性能 的分析和研究，以及各种因素对变工况性 能的影响，就构成了本章要讨论的变工况
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燃气轮机设计工况点不在最佳工况线上的原因：
现有简单循环燃气轮机设计时所选择压比由于受压
气机设计和运行等因素限制，一般比相应于设计工
况下透平入口静温
T
* 30
对应最高效率处的压比
max
。
例如： T3*01104C max 24 0 12
第二章 燃气－蒸汽联合循环发电设备的
变工况运行
2007-09
燃气蒸汽联合循环发电设备的变工
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况运行
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联合循环发电设备的变工况运行
燃气一蒸汽联合循环发电机组在运行中，若其 进、排气（汽）参数、流量、转速和功率等都 与热力设计时作为依据的数值相等，这种工况 称为设计工况。
由于电网所需的负载随着外界需求的变化而变
化，使得燃气轮机和联合循环发电机组的输出
功率随之而变，这是导致机组在变工况下工作
的一个重要原因。因此，燃气轮机是经常在变
工况下工作的，它的各个参数，如输出功率、
燃气初温、压比、空气流量、转速、燃料流量
和机组效率等都不是固定不变的，而是随着外
界对功率的需求情况在变化。 燃气蒸汽联合循环发电设备的变工 况运行 2
燃机运行点沿等燃料线Gf0从设计点向右边移动时， 转速升高，压比增加而接近于最佳压比，尽管这时 透平入口温度有所下降，但燃机效率仍有所提高。
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二、燃气轮机带动发电机时的性能
电站燃气轮机负载的特点是 转速不随输出功率的大小而 变，始终在设计转速下运行， 即沿压气机的n＝n0线运行。
max
适当减缓了燃机效率下降的速度。但低负载工况条 件下由于偏离最佳工况较远，经济性较差，反映在 空载条件下燃料流量很大。
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提高机组透平入口静温
T
* 30
，不仅能提高机组效
率 0 ，而且能使部分负载下效率的下降适当变慢，
并改善低负载条件下的经济性。
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联合循环发电设备的变工况运行
在燃气轮机循环的计算中，大气温度取为定值。 但大气温度却是经常变化的，由此而引起压气 机进口空气状态的变化，使燃气轮机偏离设计 工况，成为导致燃气轮机在变工况下工作的另 一个重要因素。大气压力也是变化的，这也使 得燃气轮机在变工况下工作。
当燃气轮机部件性能变化后也处于变工况下工 作。例如，压气机或透平叶片在磨损或积垢后， 性能恶化，效率降低，导致机组的性能发生变 化，这也是属于变工况的范畴。
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§15.1 燃气轮机的变工况运行
喘振边界 零功率线 熄火极限 平衡运行线
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§15.1 燃气轮机的变工况运行
由于 压气机不允许在喘振区运行 受高温零件材料耐温的限制， 受转动部件离心应力的限制 机组不能在零功率线以下平衡运行
由此就形成了单轴燃气轮机的平衡运行 区，简称运行区。
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§15.1 燃气轮机的变工况运行
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§15.1 燃气轮机的变工况运行
每一条等Gf线上有 一个最高点，它是 在该Gf下输出功率 最大的、效率最高 的工况点。将各等 Gf线上的最高点连 接起来，就得到了 在变负载下最经济 的运行线，此即最 佳工况。
影响 燃气轮机性能老化的影响
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T3*随PGT降低而 下降较快，且大 体呈直线状。这 是由于机组的G 不变。
ηGT在部分负载 下，随T3*下降比 较快，对于机组 的经济性不利。
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对于简单循环单轴机组：
一般是
0 max0
下降慢 max 由于T 3*下降快而下降快 功率降低时先是 和 max相靠近，相等之后变为
原因：
一般机组再提高
T
* 30
的同时， 0
虽在提高，但 0 与
max 0 的差值在变大，使得相应于 max0的功率在
下降，从而使得机组效率的下降有所减缓，改善了
低工况下的经济性。
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燃气－蒸汽联合循环发电设备的变工况运行
燃气轮机的变工况运行 余热锅炉的变工况运行 联合循环变工况运行特性 环境参数变化对联合循环性能的
从图中可看出，在部分负载 下的运行点远离喘振边界， 喘振裕度增加，机组在整个 运行范围内（自空载至设计 工况）都能良好地运行。
其次是空气流量G随着PGT的降 低略有增加。通常可将燃气 轮机的G视为不变来进行分析。
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二、燃气轮机带动发电机时的性能