燃气轮机及燃气蒸汽联合循环概述
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。
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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。
燃气—蒸汽联合循环简介
燃气—蒸汽联合循环在世界范围内，使用化学燃料通过热力动力机械发电的火力发电量仍然占据最高的比例。
从节约资源和保护环境等各方面来说，作为一种重要的发电装置，火力发电机组首先要求有高的热效率。
在大型热力发电设备中，目前技术水平比较成熟的，能够经济地大规模应用的只有燃气轮机和蒸汽轮机。
但是它们的热效率都不高，一般都在38—42%左右，即使最先进的燃气轮机热效率也只能达到42—44%，最先进的超临界参数蒸汽轮机热效率也只能达到43—45%。
对这两种热力机械所使用的热力循环进行分析。
燃气轮机燃气初温很高，目前的技术水平一般能达到1350—1430℃，因此燃气轮机中的热力循环平均吸热温度高，但是它的排气温度也就是循环低温也高，一般要达到450—630℃，所以燃气轮机热力循环的卡诺效率不高。
蒸汽轮机虽然循环低温较低，也就是蒸汽的冷凝温度可以降低到30—33℃，但是由于受到材料上的限制，它的蒸汽初温不高，在目前的技术水平下一般难以达到600℃，即使采用再热之后，平均吸热温度也不会太高，所以蒸汽轮机热力循环的卡诺效率也不高。
进一步分析可以发现，蒸汽轮机蒸汽初温一般在535—565℃以下，所以实际上只要有570—610℃的热源就可以让蒸汽轮机工作，而燃气轮机的排气温度就很高，在排气中蕴含着大量的热能，能够给蒸汽轮机提供所需要的热能。
因此如果使用燃气轮机排气作为蒸汽轮机的热源，蒸汽轮机就可以不额外消耗燃料了。
也就是说，蒸汽轮机可以回收燃气轮机的排气热量，额外发出一些有用功，这样就相当于增加了燃气轮机的热效率。
如前所述，目前先进的燃气轮机和蒸汽轮机的热效率基本相当，都在38—42%左右，那么，此时这个相当于增加了燃气轮机热效率的系统，热效率必然比单纯的燃气轮机和蒸汽轮机都高。
实际上，如果把上述由燃气轮机和蒸汽轮机组成的系统看成一个整体，那么在它的热力循环中，循环高温就是燃气轮机的循环高温，而循环低温则是蒸汽轮机的冷凝温度。
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
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主要内容
一、燃气轮机与联合循环的概论
二、燃气轮机的主要部件结构、原理
三、联合循环的余热锅炉
四、PG6111FA型燃气轮发电机组特 点
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电厂汽水系统
汽水电厂基本流程系统：给水→锅炉→过热蒸汽→汽轮机→ 凝汽器→给水泵→给水送入锅炉。
锅炉
汽轮机
发电机
给水泵
凝汽器
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的做功能力小 ❖ 4.与汽轮机不同点 ❖ 气缸壁薄 ❖ 级数少 ❖ 转子和叶片均需用压缩空气或者用水、水蒸气冷却 ❖ 没有调节级
❖ 其效率变化对燃气轮机装置效率变化的影响更加显 著
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三、联合循环的余热锅炉
❖ 1.作用：接收燃气轮机的排气余热，产生汽轮机 所需要的蒸汽。
❖ 2.类型 ❖ （1）按照汽水系统的特点，可分为单压式、多压
式。 ❖ （2）按照锅内汽水流程的特点，可分为汽包式和
直流式。
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❖ (3)按照汽水循环方式的不同，可分为自然循环式 和强制循环式。
❖ (4)按照炉内烟气的流动方向，可分为卧式和立式 。
❖ 3.余热锅炉的特点 ❖ (1)热力特性变化大 ❖ (2)燃气温度低、流量大，传热方式以对流为主。 ❖ (3)炉内烟气的速度和温度分布很不均匀。 ❖ (4)汽水系统形式多样。 ❖ (5)变工况时烟气侧和蒸汽侧热力 变化不协调。 ❖ (6)需要适应燃气轮机快速启动的要求。
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3.压气机的增压原理。
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4. 轴流式压气机的特性线
燃气蒸汽联合循环发电技术应用及运行控制_概述说明
燃气蒸汽联合循环发电技术应用及运行控制概述说明1. 引言1.1 概述随着全球能源需求的增加和环境问题的日益突出，燃气蒸汽联合循环发电技术作为一种高效、清洁的能源转换方式逐渐受到广泛关注。
该技术将燃气轮机与蒸汽循环系统有效地结合起来，通过充分利用废热产生额外的电能，并将二氧化碳等排放物减少到最低限度。
1.2 文章结构本文主要对燃气蒸汽联合循环发电技术进行综述和分析，并重点从概述、应用案例和运行控制三个方面进行详细阐述。
首先，我们将介绍该技术的基本原理、组成部分和工作过程，以便读者对其有一个全面的了解。
然后，我们将通过具体案例进行分析，以展示燃气蒸汽联合循环发电技术在实际应用中的效果和优势。
最后，我们将重点讨论该技术在运行控制方面的要点，包括控制参数与性能优化、安全运行控制策略以及故障诊断与维护管理等方面。
1.3 目的本文的目的是全面介绍燃气蒸汽联合循环发电技术，并深入探讨其在实际应用中的效果和运行控制要点。
通过对该技术的详细介绍和案例分析，我们旨在提供给读者一个清晰而全面的了解，并为相关领域的工程师、研究人员和决策者提供参考，促进该技术在能源转换领域的广泛应用与推广。
此外，我们还将展望未来燃气蒸汽联合循环发电技术的发展方向，以期为后续研究和创新提供启示。
2. 燃气蒸汽联合循环发电技术概述2.1 基本原理燃气蒸汽联合循环发电技术是一种高效能的发电方式，它结合了燃气轮机和蒸汽轮机的优点。
基本原理是通过燃料在燃气轮机中进行燃烧，产生高温高压的燃气。
然后，这些高温高压的燃气会被传递到蒸汽锅炉中，在锅炉内部与水接触产生蒸汽。
最后，该蒸汽经过管道输送至蒸汽轮机中驱动发电机转动，将化学能转化为电能。
2.2 组成部分燃气蒸汽联合循环发电系统主要由以下几个组成部分构成：- 燃气轮机：负责将燃料的化学能转换为动力能。
- 蒸汽锅炉：通过与高温高压的燃气进行换热，将水加热为蒸汽。
- 蒸汽轮机：将输入的蒸汽能量转化为旋转力，驱动发电机产生电能。
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。
燃气蒸汽联合循环
探索燃气蒸汽联合循环与核能、太阳能、风能等可再生能源的集成 应用，实现多能源互补和优化利用。
政策支持
制定鼓励技术创新和应用的政策
政府可以通过提供税收优惠、资金支持等方式，鼓励企业加大在燃气蒸汽联合循环技术研 发和应用方面的投入。
建立标准化和认证体系
制定相关标准和认证体系，规范燃气蒸汽联合循环的设计、制造和运行，确保技术的安全 性和可靠性。
以便再次利用。
凝汽器的性能和效率直接影响到 整个联合循环系统的效率和经济
性。
凝汽器的设计和制造需要充分考 虑换热效率和可靠性，同时还要
考虑对环境的影响。
除氧器
除氧器是燃气蒸汽联合循环中的重要设备之一，其主要功能是除去凝结 水中溶解的氧气等气体，以防止对系统产生腐蚀和结垢等问题。
除氧器的性能和效率直接影响到整个联合循环系统的稳定性和可靠性。
技术复杂
总结词
燃气蒸汽联合循环的技术较为复杂，需要专 业人员来进行操作和维护。
详细描述
燃气蒸汽联合循环结合了燃气轮机和蒸汽轮 机的技术特点，因此其操作和维护过程相对 较为复杂。为了确保联合循环电厂的稳定运 行，需要专业的技术人员来进行操作和维护 。此外，由于这种循环方式涉及到高温、高 压和高转速等极端条件，因此其技术和设备
污染小
总结词
燃气蒸汽联合循环的排放较低，对环境的影响较小。
详细描述
由于燃气蒸汽联合循环使用的是清洁的天然气作为燃料，因此其排放的污染物较 少，如硫氧化物、氮氧化物和颗粒物等。此外，这种循环方式还采用了先进的排 放控制技术，进一步降低了对环境的影响。
启动快
总结词
燃气蒸汽联合循环的启动速度较快，能够快速达到满负荷运 行状态。
燃气轮机及其联合循环运行简介
燃⽓轮机及其联合循环运⾏简介燃⽓轮机及其联合循环运⾏简介燃⽓轮机及其联合循环的特点是启动速度快，具有快速加减负荷的能⼒。
它对电⽹的调峰起到了⾮常⼤的作⽤。
我⼚有⼆台9E的燃⽓轮机，⼆台余热锅炉及⼆台汽轮机。
其运⾏⽅式是⼆台燃⽓轮机配⼆台余热锅炉带动⼀台汽机（简称⼆拖⼀⽅式）全⼚总负荷300MW。
作为⼀名电⼚运⾏员⼯在运⾏调度操作上会遇到各种各样的问题。
对于⼀名运⾏员⼯来讲，只有熟练的掌握各种运⾏调度操作以及正确分析各类故障才能保证机组更好的运⾏。
下⾯我简单介绍⼀下燃⽓轮机及其联合循环的运⾏⽅式和⼀些常见的故障。
⼀.燃⽓轮机及其联合循环的运⾏⽅式电⽹的⽇负荷⼀般有两个尖峰，⼀个出现在上午，称为“早峰”；⼀个在下午出现，称为“晚峰”。
通常，晚峰时达到最⾼负荷值。
电⽹的低⾕负荷则出现在凌晨。
峰⾕差甚⾄可以超过总负荷的30%。
可以把它分为三个部分。
⼀个是位于低⾕负荷以下的部分，通称为“基本负荷”；另⼀个是早峰和晚峰部分，称为“尖峰负荷”；位于两者之间的则称为“中间负荷”。
燃⽓轮机及其联合循环的运⾏⽅式可以分为应急型、尖峰负荷型、中间负荷型和基本负荷型四⼤类。
他们的年运⾏时间数、年启动次数、每次的连续运⾏时间以及启动加载时间彼此有很⼤差异，由于联合循环启动时间较长，供电效率⼜很⾼，因⽽，在电⽹中通常⽤来携带基本符合或中间负荷。
应急负荷和尖峰负荷则宜⽤简单循环的燃⽓轮机来承担（简单循环的燃⽓轮机效率低，成本过⼤，应尽量避免）。
⼆.启动过程中点⽕和升速遇到的问题燃⽓轮机及其联合循环的启动成功率在很⼤程度上取决于燃⽓轮机能否正常地启动点⽕和升速。
1.点⽕失败的原因是多⽅⾯的，⼤体上说，有以下⼏个⽅⾯：1)燃油压⼒过低⽽引起的点⽕失败。
对于9E机组来说，造成燃油压⼒不⾜的原因可能是：a.电磁离合器的线圈的绝缘降低或匝数短路⽽⽆法传动主燃油泵；b.燃油流量分配器内因残存粘度较⾼的原油等原因，致使启动时燃油流量分配器的转速增升达不到点⽕要求的额定值；c.燃油调压阀故障，致使燃油压⼒过低。
燃气蒸汽联合循环工艺介绍
燃气蒸汽联合循环工艺介绍
通过燃气轮机和蒸汽轮机的联合运行，燃气蒸汽联合循环工艺可以达到较高的发电效率。 燃气轮机的高温燃烧产生的热能可以充分利用，提高发电效率。同时，燃气蒸汽联合循环还 具有灵活性强、响应速度快等优点，适用于电力系统的调度和应对负荷波动。
总的来说，燃气蒸汽联合循环工艺是一种高效、灵活的发电工艺，可以提高能源利率， 减少能源浪费，适用于电力系统的发电和调度。
燃气蒸汽联合循环工艺介绍
燃气蒸汽联合循环（Combined Cycle）是一种高效的发电工艺，结合了燃气轮机和蒸汽 轮机两种发电技术。它利用燃气轮机的高温燃烧产生的高温燃气驱动燃气轮机发电机发电， 然后利用燃气轮机的废热产生蒸汽，再利用蒸汽驱动蒸汽轮机发电。
燃气轮机是一种内燃机，通过燃烧燃气产生高温高压燃气，然后将燃气推动涡轮旋转，涡 轮旋转的动能转化为电能。燃气轮机具有高效率、快速启动和低排放等优点。
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
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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
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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。
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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。
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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
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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
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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。
燃机蒸汽联合循环发电原理
燃机蒸汽联合循环发电原理燃机蒸汽联合循环发电原理，听起来是不是有点复杂？别担心，我这就带你简单聊聊这个话题，让你轻松掌握这个看似高大上的技术。
1. 联合循环的基本概念1.1 什么是联合循环？联合循环发电，顾名思义，就是把燃气轮机和蒸汽轮机结合在一起，形成一种超高效的发电方式。
简单来说，它就像一个“组合拳”，先用燃气轮机发电，再把废气的热量利用起来，驱动蒸汽轮机继续发电。
这可是省钱又环保的好办法哦。
1.2 工作原理那么，具体怎么运作的呢？首先，燃气轮机把天然气燃烧后产生的高温高压气体送进涡轮，推动涡轮转动，从而发电。
接着，这些气体并不是就此“打发掉”，而是继续利用这些热量，先把热能转化成蒸汽，再推动蒸汽轮机，继续发电。
这样一来，能效可就提升不少，简直是“锦上添花”！2. 联合循环的优势2.1 效率高，环保又经济说到好处，那就多了去了。
联合循环发电的效率通常能达到60%以上，甚至更高。
这比传统的单一燃气或蒸汽发电要高出很多，真是让人眼前一亮。
而且，由于它的排放相对较低，真是环保小能手，给大自然减负。
2.2 灵活性强这套系统也很灵活，能够根据需求调整发电量。
你想想，有时候用电高峰来临，联合循环可以迅速响应，提供足够的电力支持。
而在用电低谷时，发电量也能相应降低，简直是个“聪明”的发电方案。
3. 应用领域3.1 在哪儿能见到它？现在，联合循环发电已经在全球范围内得到广泛应用，特别是在一些大型发电厂和工业园区，都是它的“主场”。
无论是城市供电，还是工业生产，联合循环都在发挥着不可或缺的作用，俨然成为现代能源利用的“超级明星”。
3.2 未来的发展趋势未来，随着科技的发展，联合循环技术也会不断进步，比如结合可再生能源、提高热效率等。
总之，这个技术的未来充满希望，真是让人期待。
总的来说，燃机蒸汽联合循环发电原理听上去复杂，其实它就是利用现代科技，把传统发电方式的优点结合起来，让我们用得更省心、更环保。
希望通过我的介绍，你对这个话题有了更清晰的认识，不再是“高冷”的技术，而是贴近生活的能源解决方案！。
燃气—蒸汽联合循环发电（CCPP）技术介绍
燃气—蒸汽联合循环发电（CCPP）技术介绍摘要：随着武钢“十一五”计划的全面完成，青山本部的1800万吨产能的形成，整个煤气的发生量也创下历史新高。
然而，随着近年来能源的日趋紧张，节能环保要求的不断提高，国内外的发电技术突飞猛进，常规的燃煤气锅炉和蒸汽发电技术由于其效率较低、污染物排放等原因，已经逐渐被高效率、低污染、启停快等诸多优点集于一身的燃气蒸汽联合循环发电技术（即CCPP）所替代，并随着不同煤气热值的燃机技术的开发，逐渐在钢铁行业占据了主导地位。
关键字：燃气轮; 发电机; CCPP工艺PP原理介绍燃气-蒸汽联合循环发电技术（CCPP）就是利用燃气轮机做功后的高温排气在余热锅炉中产生蒸汽，再送到汽轮机中做功，把燃气循环和蒸汽循环联合在一起的循环，是由燃气轮机发电和蒸汽轮机发电叠加组合起来的联合循环发电装置。
在常规蒸汽发电中，锅炉产生蒸汽用来发电是利用蒸汽朗肯热力循环来作功，作功发电是利用蒸汽的状态变化来完成的。
燃料燃烧产生的高温烟气（1200～1600℃）只用于加热蒸汽（蒸汽一般加热到450～560℃），然后由蒸汽驱动汽轮机来发电。
此时，高温烟气的作功能力（温度差和压力能）（即燃气布雷登热力循环的作功能力）被浪费掉了。
在CCPP装置中，有燃气－蒸汽两个热力循环，即：燃气布雷登热力循环和蒸汽朗肯热力循环。
1～2为空气在压气机中的压缩过程；2～3为空气和燃料在燃烧室内的燃烧过程(工质吸热)；3～4s为燃气在燃气透平中的膨胀做功过程；4s～1为燃气轮机排气放热过程。
a～b为给水在给水泵中压缩过程b～d为给水在锅炉中蒸发、过热过程（工质吸热)；d～e为蒸汽在汽轮机中膨胀做功过程；e～a为蒸汽在凝气凝结放热过程。
2．CCPP主要工艺介绍2.1燃气轮发电机燃气-蒸汽联合循环发电技术（CCPP）其核心设备是燃气轮发电机，自从1939年瑞士BBC公司研制成功世界第一台4MW的工业性燃气轮机以来，世界各国都大力研究和发展燃气轮机发电技术。
燃气轮机蒸汽轮机联合循环
联合循环的原理
01
02
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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。
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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。
燃气-蒸汽联合循环发电机组知识
燃气-蒸汽联合循环发电机组具有高效率、低污染、低噪音等优点，是现代电力 工业的重要发展方向。
工作原理
燃气轮机工作
燃料在燃气轮机中燃烧，产生 高温高压气体，推动涡轮旋转
，从而带动发电机发电。
余热回收
燃气轮机排出的高温气体进入 余热锅炉，加热锅炉中的水， 产生高温高压蒸汽。
蒸汽轮机工作
高温高压蒸汽进入蒸汽轮机， 推动涡轮旋转，从而带动发电 机发电。
04
燃气-蒸汽联合循环发电 机组效率与优化
效率分析
01
燃气-蒸汽联合循环发电机组效率
该发电机组通过燃气轮机和蒸汽轮机联合工作，实现高效发电。其效率
受多种因素影响，如燃气轮机入口温度、蒸汽轮机入口压力等。
02
效率损失原因
燃气-蒸汽联合循环发电机组效率损失的原因主要包括热力学循环损失、
机械损失和热力系统损失等。
燃气-蒸汽联合循环发 电机组知识
目 录
• 燃气-蒸汽联合循环发电机组概述 • 燃气-蒸汽联合循环发电机组组成 • 燃气-蒸汽联合循环发电机组运行 • 燃气-蒸汽联合循环发电机组效率与优化 • 燃气-蒸汽联合循环发电机组应用与案例
01
燃气-蒸汽联合循环发电 机组概述
定义与特点
定义
燃气-蒸汽联合循环发电机组是一种高效、环保的发电方式，它结合了燃气轮 机、余热锅炉、蒸汽轮机等设备，通过联合循环的方式，将热能转化为电能。
联合循环
燃气轮机和蒸汽轮机通过中间 的余热回收设备连接，形成联 合循环，提高了能源利用率和
发电效率。
历史与发展
要点一
起源
燃气-蒸汽联合循环发电机组技术起 源于20世纪50年代，经过多年的研究 和发展，逐渐成为一种成熟的发电技 术。
燃气-蒸汽联合循环简介
燃气-蒸汽联合循环简介摘要：本文主要介绍燃气-蒸汽联合循环机组的工艺流程，特点，主要燃机厂家的燃机和联合循环机组型号，燃机电厂的分类和布置方式，联合循环机组的主要设备，主要建构筑物，造价及成本情况等。
关键词：燃气-蒸汽联合循环机组工艺流程本文从联合循环机组的工艺流程、特点、分类和布置方式、主要设备、主要建构筑物、造价及成本情况等方面介绍燃气-蒸汽联合循环的发展现状。
一工艺流程天然气在燃气轮机中直接燃烧做功，使燃气轮机带动发电机发电，尾气做功后经排汽管道直接排至大气，此时称为简单循环发电；若利用燃气轮机产生的高温尾气，通过余热锅炉，产生高温高压蒸汽后推动蒸汽轮机，带动发电机发电，此时称为联合循环发电。
目前，燃气轮机的制造技术得到迅速发展，燃气轮机的可用率及可靠性越来越高，应用燃气-蒸汽联合循环发电技术已经完全成熟。
二联合循环机组的特点1.有利于环境保护燃气轮机利用天然气发电，相对其他燃料发电，其燃烧后不会产生二氧化硫，不会增加空气中二氧化硫的浓度；氮氧化物的排放仅为燃煤的19.2%，二氧化碳的排放量为燃煤的42.1%，可以起到改善生态环境，保护环境的目的。
2.发电热效率高随着燃气轮机发电技术的成熟，目前联合循环发电热效率已达到55%，能大大节约燃料资源。
3.电厂占地面积小燃气轮机体积较小，辅助系统少，因而其占地面积小，可节约宝贵的土地资源。
4.系统简单，运行维护方便燃气-蒸汽联合循环电厂自动化程度高，操作及控制简单，能节约大量人力资源，提高工作效率，降低劳动力成本。
另外，设备简单，故障率较低，运行维护方便，维护费用较低。
5.节约用水由于燃气轮机不需要冷却水，只是余热锅炉需要淡水，蒸汽轮机需要冷却水，其需水量大大降低，比较适合缺水地区发电。
6.工期短由于燃气轮机设备简单，且多为组装式，因而建设工期短，比传统燃煤（油）电厂可节省工期一年。
三燃机和联合循环机组型号目前国际范围内主要的燃机厂家有：美国GE，日本三菱，德国SIEMENS，法国ALSTOM等，目前大多的国外燃机厂家已经将制造技术分别转让给国内三大动力集团，关键部件在国内的合资厂生产：美国GE与哈尔滨电力集团，日本三菱与东方电力集团，德国SIEMENS与上海电气集团均以转让制造技术的方式进行合作。
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“F”技术： 1、提高单级压气机压比，以适应透平进 口初温提高的要求，同时也提高压气机流量； 2、高温部件的冷却：叶片冷却、机组转 子与静子冷却系统的设计技术； 3、燃烧室壁面冷却和降低排放的问题； 4、耐高温材料和涂层的应用。
8、燃气轮机名词和概念的说明
3、透平进气温度T3*
（1）T3a:透平进气温度（Turbine Inlet Temperature，TIT） 即燃烧室出口燃气的平均总温（滞止温度） （2）T2b:燃烧温度（Firing Temperature，TRIT） 紧接第一级透平导叶尾缘处的燃气质量平均总温，即通过第一级导叶 后的燃气与第一级导叶冷却后的冷却空气掺混形成的混合燃气的总温。 （3）t3C：利用现场实验条件取的数据，是机组热平衡计算模型
160 160 166 148 236 170 159 160 165 296 299 382
Siemens
三菱
GE船用与工业
R-R
惠普
3、联合循环发电机组性能参数
公司名称 机组型号 ISO基本功率 供电效率 所配燃机 单位售价
S109EC
GE发电
259.3 390.0 786.9 480.0 720.0 392.5 239.2
对项目经理的基本要求
3、熟悉分布式能源电厂设备、外围设备及相关企 业的情况： 电厂主要设备：燃气轮机（内燃机）、余热 锅炉、汽轮机及发电机、变压器及电器设备、压 缩机（泵）、水处理设备等 外围设备：电机及热网泵、热交换设备、制 冷设备等 外围企业的情况：主要设备和负荷性质、上 网变电站
对项目经理的基本要求
燃气轮机 及燃气蒸汽联合循环装置
目
录
一、燃气蒸汽联合循环概述
二、燃气轮机联合循环及分布式能源介绍
三、燃气轮机的基本结构、工作原理
四、燃气轮机防火防爆技术
五、燃气轮机撬体的防火防爆技术
对项目经理的基本要求
1、主要是组织协调工作。 2、项目前期工作 （1）项目建设基本流程、主要工作内容 （2）地方政府及相关部门工作 （3）相关技术合同、协议的谈判 （4）外部、内部沟通、交流
中型燃气轮机
特点： 1、满足快速启动和加载要求 能在3——10min内完成启动、加载至满 负荷的全过程 2、适应调峰负荷或处理电网紧急事故的 需要 3、功率等级比较小，20——50MW
适用于分布式电站的燃气轮机
1、燃机选型与使用场所密切相关
较大小区单机功率可以达到20—30MW 大型机场单机功率一般在45MW 大型医院、商场仅需数十千瓦 银行、宾馆适宜选用微型燃机
天然气价格问题
1、设备折旧成本 发电成本： 2、机组运行维护成本 3、燃料成本
天然气价格对于燃气轮机及其联合循环的 发电成本有决定性的影响
国外几种类型发电站发电成本比较
燃油机组 电站规模台数*功率，MW） 建设工期（工程开始到投产，a） 比投资费用 (美元/kW) 负荷因数 (%) 供电效率 (η) 燃料价格 (美元/kJ) 2×550 4 860 85 36.27 2.138~3.792 53.1~76.5 20.5 2.5 30.1~53.7 天然气机组 2×550 4 510 90 45.46* 2.370 45 11.3 4.2 29.5 LNG机组 2×550 4 510 90 45.46** 5.214*** 80.3 11.3 4.2 64.8 燃煤带FGD 2×550 4 1400 70 34.79 1.232~1.866 56.6~65.5 30.7 9.3 16.6~25.5 4 1160 70 35.89 1.232~1.896 48.4~52.2 25.8 6.4 16.2~20 燃煤不带FGD
54.0 56.7 57.1 52.9 52.9 56.3 52.2
MS9001EC×1 MS9001FA×1 MS9001FA×2 GT13E2×2 GT13E2×3 GT26×1 V94.2×1 354 306 341 332 360 446
S109FA S209FA KA13E2-2 KA13E2-3 KA26-1 GUD94.2
本节主要是了解天然气分布式能源的一些 常见设计运行方式，各运行方式的优劣有一个 初步了解。 简单循环 联合循环 热电联产 热电冷联产 分布式能源供应
GE发电 Alstom
PG9231(EC) PG9351(FA) GT13E2 GT26 V64.3A V84.3A V94.3A M701F M701G LM6000-PD Trent60 FT8
169.1 255.6 165.1 263.0 67.4 180.0 265.9 270.3 334.0 41.20 51.50 25.49
1、简单循环的燃气轮机主要适用于承担 尖峰负荷，联合循环机组适用于承担中间负荷 和基本负荷 2、基本负荷燃气轮机：
（1）要求额定负荷率高 （2）要能长期燃用低级燃料，如重油、煤气、天然气 （3）寿命要长50000~100000h。 （4）运行可靠，便于维护
8、名词和概念的说明
3、尖峰负荷
电网中负荷变动的部分通常有若干台尖峰复合机组担任，尖峰机 组也兼做备用机组，需要紧急启动。 一般情况下，按照最大负荷设计机组，则经常利用的负荷可能只有 1/4，很不经济。它们占电厂容量的15%左右，每天只运行8~12h， 一年只运行数百小时。 （1）设备要求成本低、尺寸小，质量小。以降低厂房及基础造价。 （2）不单纯追求效率 （3）要求启动次数多，能迅速启动，每次启动时燃料消耗要少。 （4）寿命不需很长，10000~20000h。
F
尖峰负荷
200~800
年运行小时 数
使用率
90~100 3~40 >200
70~90 20~80 60~400
35~75 10~60 60~400
20~50 40~120 30~60
20~50 250~300 10~18 0~10 1~6
2.2~10 60~150 3~8 0~20 1~6
参 数 范 围
2、要注重能源高效利用
热电联供效率75%以上 热电冷联供效率80%以上
8、燃气轮机名词和概念的说明
1、基本负荷、中间负荷、尖峰负荷等概念
运行代码
符合特征
A
连续满负荷
8000~8600
B
基本符合
6000~8000
C
中间负荷
3000~6000
D
基本/尖峰 交替负荷
2000~3000
E
每日启停
2000~4000
Alstom
Siemens
GUD94.3A
MPCP1 MPCP2 MPCP1
392.2
397.7 799.6 489.3
57.4
57.0 57.3 58.7
V94.3A×1
M701F×1 M701F×2 M701G×1
348
348 295 396
三菱
4、燃气蒸汽联合循环优势
1、供电效率远高于燃煤的蒸汽轮机电站 2、国外交钥匙工程投资500—600美元/kW 3、建设周期短 4、用地、用水比较少 5、运行高度自动化，每天都能启停 6、可用率高达85%—95% 7、便于快速无外电源启动 8、采用天然气或液体燃料，环保性能好
发电成本 （美元/kWh） 其中：基本建设费 运行维护费 规划费
上表数据说明
*目前联合循环供电效率已达56.5%
**把液化天然气的设备都考虑到燃料费中 ***1995年美国管道输送的天然气实价
1、天气热价格比较低廉时，燃用天然气的联 合循环机组的发电成本要比同等功率燃煤带 FGD的机组低 2、我国天然气价格较高 美国气煤价格比2:1 我国则为4:1
三、燃气轮机的基本结构、工作原理
四、燃气机防火防爆技术
五、燃气轮机撬体的防火防爆技术
一、概述
1、燃气轮机发展 20世纪50年代进入发电领域 1960年左右，提出点网中配备一定容量的 燃气轮机 1980年后携带基本负荷和中间负荷
2、典型燃气轮机发电机组性能参数
公司 机组型号 ISO功率 压比 燃气初温 供电效率 单位售价
8、燃气轮机名词和概念的说明
4、中间负荷 特点和要求介于基本负荷和尖峰负荷机组 之间。
8、燃气轮机名词和概念的说明
2、“F”技术 GE公司首先提出 通过冷却技术的改进使透平进口初温t3在 原E级基础上提高了150—160℃，相应的压气 机的压比也有所提高，从而使简单燃气轮机效 率提高到35%以上，联合循环效率接近60%。 这些技术在20世纪90年代初由最先推出的的 GE公司称为“F”技术。
14.0 17.0 14.6 32.0 15.8 16.6 17.0 17.0 21.0 29.4 33.0 19.3 1121 1288 1260 1167 1310 1310 1310 1349 1427 1160
35.20 37.00 35.69 37.00 34.93 38.00 38.60 38.21 39.54 40.67 41.92 38.56
7、电力系统配备燃气轮机类型特点
1、大型燃气轮机 2、中型燃气轮机 3、轻型燃气轮机 4、微型燃气轮机
大型燃气轮机
特点：
1、在电力系统中承担中间符合和基本负荷 2、功率大、效率高 3、能够长期稳定运行 4、力求减少启停次数 5、启动加载性能较差 在热态下从启动到加载至满负荷耗时一般不少 于25min。
年启动点火 次数 年小时数/ 点火次数 快速启动次 数 跳闸次数
0~5 0~8 1~8 1~6 1~6
基本符合
年运行小时数（h/a） 每次启动后运行小时数（h/次） >6000 >60
中间负荷
2000~6000 >10
尖峰负荷
<2000 >10
1、上表根据ISO3997“燃气轮机采购”的定义编制而成 2、机组采用何种模式运行，与燃料价格、机组性能、电价 、热价、电力结构和负荷需求有关。