影响燃气轮机及其联合循环特性的因素分析
联合循环机组性能表现的主要影响因素
摘要：对影响大型联合循环机组性能表现的主要因素进行探讨，并对每个主要影响因素进行定量分析。
关键词：联合循环机组；机组性能；影响因素随着国家“西气东送”工程和广东液化天然气（LNG）工程的启动，大型燃气蒸汽联合循环电厂也进入了启动阶段。
随着工程可行性研究工作和项目招投标前期工作的开展，广东省电力设计研究院邀请了国际上主要的大型联合循环电站供应商进行了技术交流。
ALSTOM公司介绍了其KA26－1SS联合循环机组，燃气轮机型号为GT26，整组输出功率为405．6MW，净效率为57．77％（LHV）。
SIEMENS.html" target="_blank" title="SIEMENS">SIEMENS公司介绍了GUD1S．94．3A联合循环机组，燃气轮机型号为V94．3A，整组输出功率为400．3 MW，净效率为57．3％（LHV）。
GE公司介绍了其STAGS109－SS联合循环机组，燃气轮机型号为PG9351FA，整组输出功率为395．44 MW，净效率为56．32％（LHV）。
MHI公司介绍了其联合循环机组，整组输出功率为402．74MW，净效率为56．87％（LHV）。
参考技术交流时国外联合循环机组供应商提供的技术资料，在此对影响大型联合循环机组性能表现的主要因素进行探讨，并对每个主要影响因素进行量化分析，而不仅仅限于对影响燃气轮机性能表现的因素进行探讨。
1机组性能表现的主要影响因素联合循环机组性能表现的主要影响因素有环境条件、燃气轮机空气进口压损及余热锅炉烟气阻力、燃料类型、蒸汽循环方式、循环水温度、余热锅炉的窄点等。
目前国际上各联合循环机组供应商通常以ISO状态条件（大气压力1．013×105 Pa、环境温度15℃、相对温度60％）作为机组的设计点，所以以下比较以该设计点作为比较的基准点。
1．1环境条件由于燃气轮机是属于定容积的动力设备，所以压气机的空气质量流量直接影响到燃气轮机的性能表现，也影响联合循环机组的性能表现。
探讨影响电厂燃气轮机运行的因素及对策
探讨影响电厂燃气轮机运行的因素及对策摘要：随着社会和经济的不断发展，电力需求量不断增加，电厂燃气轮机作为一种高效、灵活的发电设备得到了广泛应用。
然而，燃气轮机的运行受到许多因素的影响，如燃气质量、环境温度等，这些因素会直接影响燃气轮机的性能和安全运行，因此探讨影响电厂燃气轮机运行的因素及对策显得尤为重要。
关键词：电厂;燃气轮机;运行因素;对策1.电厂燃气轮机运行的影响因素1.1燃气轮机自身因素燃气轮机自身因素是影响电厂燃气轮机运行的重要因素之一。
它主要包括燃气轮机的设计、材料、制造和维护等因素。
在燃气轮机的设计中，重点考虑的是提高机组效率和可靠性，并降低维修、运行成本。
在材料和制造方面，需要针对工作气体的性质、转子部件的受力和高温环境等方面进行优化设计和材料选择。
此外，维护保养也是燃气轮机运行中的重要因素，它影响着燃气轮机的性能和寿命。
燃气轮机运行时存在的故障和损坏也是燃气轮机自身因素中的重要问题，这些问题可以导致燃气轮机的性能下降、寿命缩短、运行成本增加等问题。
为了避免这些问题的发生，需要对燃气轮机进行定期检查和维护，并及时处理故障和损坏问题。
1.2 环境因素环境因素也是影响燃气轮机运行质量的重要因素之一。
比如，温度直接影响燃气轮机进口空气密度和功率输出。
随着温度的升高，空气的密度降低，从而导致燃气轮机的功率输出降低。
因此，在高温天气下，需要对燃气轮机进行性能优化和调整，以保持其稳定的运行状态。
此外，风速对燃气轮机的空气进口量和功率输出也有影响。
当风速较大时，进口空气量会增加，从而导致燃气轮机的功率输出增加。
当风速较小时，进口空气量会减少，导致燃气轮机的功率输出下降。
因此，需要在不同的风速工况下对燃气轮机进行性能调整和控制，以保持其运行状态的稳定性和安全性。
1.3 运行管理因素（1）维修保养管理维修保养是保障电厂燃气轮机正常运行的重要手段之一。
燃气轮机在运行过程中，需要进行定期的检查和维护，例如定期更换油品、清洗过滤器、检查传动系统、液压系统等等，这些操作的规范性和维护的及时性直接影响燃气轮机的寿命和性能。
《燃气轮机与联合循环》第一章 联合循环概论
第一章 联合循环概论
余热锅炉型联合循环电厂(单轴）
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
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
余热锅炉型联合循环电厂(多轴）
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
（2）补燃余热锅炉联合循环 特点：
除燃气轮机排气进入锅炉 外，还可补充部分燃料；
随着补充燃料增加，汽轮 机容量可增加；
补充燃料可以是煤或其他 廉价燃料；
随着补燃量增加，冷却水 量增加；
汽轮机不能单独运行； 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、基本形式的联合循环
（3）增压锅炉联合循环
第一章 联合循环概论
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
浙江镇海电厂正在建两套300MW烧重油的联合循环装置
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
1、配置方案（几拖几）
（1）方案：一台燃气轮机+一台余热锅炉+一台汽轮机 （ 1拖 1） n台燃气轮机+n台余热锅炉+一台汽轮机（n拖1） 常见： （2拖1） （2）布置方式：单轴 多轴
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。
燃气轮机的性能分析与改进
燃气轮机的性能分析与改进燃气轮机作为一种先进的动力装置，在能源、航空、工业等领域发挥着重要作用。
对其性能进行深入分析并寻求改进措施，对于提高能源利用效率、降低运行成本以及增强系统可靠性具有重要意义。
燃气轮机的工作原理基于连续的热力学循环。
空气经过压气机压缩后，与燃料在燃烧室内混合燃烧，产生高温高压的燃气。
这些燃气随后膨胀做功，推动涡轮旋转，涡轮再带动压气机和外部负载。
在这个过程中，涉及到热力学、流体力学等多个学科的复杂相互作用。
燃气轮机的性能受到多种因素的影响。
首先是压气机的性能。
压气机的压缩比和效率直接决定了进入燃烧室的空气压力和温度，从而影响燃烧过程和整个系统的输出功率。
压气机的设计需要考虑叶片形状、级数、转速等因素，以实现高效的压缩过程。
燃烧过程也是关键因素之一。
燃料的燃烧效率、燃烧稳定性以及污染物排放水平都与燃烧室的设计密切相关。
良好的燃烧室内流场组织、燃料喷射方式和空气分配能够提高燃烧效率，减少污染物生成。
涡轮部分的性能则主要取决于叶片的设计和材料。
高温高压的燃气在涡轮中膨胀做功，涡轮叶片需要承受巨大的热应力和机械应力。
因此，先进的叶片冷却技术和高性能材料的应用对于提高涡轮的工作效率和寿命至关重要。
在实际运行中，燃气轮机的性能还会受到环境条件的影响。
例如，进气温度和湿度的变化会影响空气的密度和热力学性质，进而影响燃气轮机的输出功率和效率。
为了改进燃气轮机的性能，众多技术和方法被不断探索和应用。
在压气机方面，采用先进的三维叶片设计和优化的流道形状能够降低流动损失，提高压缩效率。
此外，通过采用新型的材料和制造工艺，可以减轻压气机的重量，提高其转速和可靠性。
对于燃烧过程的改进，发展低污染燃烧技术是当前的研究热点。
例如，采用分级燃烧、贫油燃烧和预混燃烧等方式，可以有效降低氮氧化物等污染物的排放，同时提高燃烧效率。
在涡轮方面，先进的冷却技术如气膜冷却、内部冲击冷却等的应用，可以使涡轮叶片在更高的温度下工作，从而提高燃气轮机的热效率。
进气温度对燃机联合循环性能的影响分析
进气温度对燃机联合循环性能的影响分析摘要：在本文的分析中，主要阐述当前在燃机联合循环过程中，进气温度所带来的影响性。
通过建立热力系统模型的方式，实现了对仿真计算的分析，特别是要进行对部分符合工况下的运行状态，进行全面的分析，了解到机组和系统方面，通过提升进气温度，造成了对运行状态的影响。
关键字：燃机联合循环；进气温度；机组效率引言：天然气是一种当今十分重要的清洁能源物质，将其运用到发电领域当中，可以很好的避免对化石能源的依赖。
当今社会上的燃气轮机的装机数量逐年提升当中，但是受到天然气气源以及发电成本的限制，使得我国当前对于这种发电机组的利用率并不高，因此就需要从多方面进行分析，以此了解到影响因素。
1 研究背景当前燃机是一种将空气作为介质的作功旋转设备，以此导致空气的温度成为了燃烧情况的重要影响有。
在对于空气难度方面的研究中，基本上功能是针对燃气满负荷运行状态的研究与分析。
在过去的研究中，指出燃机是一种定容运行的设备，因此会伴随着环境温度的提升，使得燃机运行的效率发生明显下降。
在近期冷却的过程中，可以提升燃机的效率，同时联合热循环的满负荷出力状态下，也相应受到国内发电政策方面的影响，使得燃机联合的循环机组，需要承担起多种调峰任务，并进行部分的运行效果。
在国内的燃机运行中，基本上始终符合为50%-80%的程度，因此就要积极的让其运行状态下，很好的利用对加热燃机入口的方式，进一步提升燃机联合循环的总体效率[1]。
为了进一步的保障加热方式，对于燃机联合循环性能方面的影响，就需要基于系统运行的方式，构建出一个完善的系统模型，同时基于机组以及系统的分析方式，实现对其合理化的优化以及调整。
2 进气温度对单燃机性能影响在部分负荷工况当中，热气与蒸汽联合循环机组的性能会发生明显的降低，同时安全性与经济性也都会下降。
在一些研究人员的研究中，提出对顶底循环的处理上，可以很好的利用对人力学完善方式，提升联合循环的安全能力。
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。
影响电厂燃气轮机运行的因素分析与应对策略探究
影响电厂燃气轮机运行的因素分析与应对策略探究在新时代背景下的电力企业当中，燃气轮机的应用越来越广泛，。
随着电力企业发展的需要，燃气轮机的容量也越来越大，而与之相类似的火电燃煤机相比，燃气轮机在基础负荷之内的运行效率会达到最高，但是由于环境因素、燃料因素以及设备因素的影响，燃气轮机在运行中也会遇到许多问题，本文通过对燃气轮机在运行当中的发生的问题进行分析，探讨影响其运行的因素以及应对策略。
标签：燃机轮机；正常运行；影响因素；应对策略燃气轮机的运行原理是以连续流动的气体为动力带动叶轮高速的旋转，将燃料的能量转化为有用功的内燃动力机械，从根本上来讲是一种旋转叶轮式热力发动机，而燃气轮机在电厂的运行过程当中由于各种因素的影响发生了许多新的问题，不仅对燃气轮机正常的运作造成影响，还对其使用寿命有着很大的消耗，下文首先分析影响燃气轮机运行的主要因素，然后根据分析探讨其应对策略。
一、影响电厂燃气轮机运行的因素燃气轮机在电力企业的运行当中，影响其最主要的因素一共有四个方面，分别为“环境因素、燃料因素、设备因素、人为因素”，下文通过对燃气轮机在运用过程中所发生的问题了解，对其所对应的因素做出分析。
（一）环境因素对燃气轮机运行的影响影响燃气轮机正常运行的环境因素主要分为两个方面，一方面是大气温度对于燃气轮机运行的影响，燃气轮机的运行对于大气温度是有着一定的要求的，当大气温度高于燃气轮机运行的标准温度时，会给燃气轮机的启动造成一定的延缓影响，而延缓燃气轮机启动时会使其滑油系统受到损伤，并且会缩短启动构建以及箱体的整体使用寿命，随着燃气轮机启动的延缓时间变长这种损伤也就越大，而如果大气温度低于燃气轮机运行的标准温度时则会增加其维护工作的难度，比如防冻措施等，如果沒有较好的进行处理，最终可能导致燃气轮机停止运行。
另一方面就是空气质量对于燃气轮机运行的影响，在空气质量较差的情况下，大气中的灰尘等物质会增加，在燃气轮机的长久运行后容易导致压气机的磨损以及涡轮叶片的结垢，而当叶片结垢之后会使得也叶片表面的粗糙度增加，在叶片不断的转动中期承受的重量也比原来要大，最后可能导致其产生裂纹甚至直接断裂。
探究燃气轮机运行可靠性的影响因素及应对措施
探究燃气轮机运行可靠性的影响因素及应对措施燃气轮机联合循环机组因为具有高效率和低污染等优点，在我国得到迅速发展，因而燃气轮机等设备的运行可靠性越来越受到关注和重视。
结合运行实践，对影响燃气轮机联合循环机组可靠性的因素进行了分析，并着重介绍了提高可靠性的途径与措施，得出结论并提出建议，以提高燃气轮机联合循环机组的运行可靠性，保证其安全可靠运行。
标签：燃气轮机；联合循环机组；可靠性；影响因素；有害杂质1机组可靠性影响因素分析众所周知，設备可靠性是指设备在规定的条件下完成规定功能的能力。
对于燃气轮机联合循环机组，其可靠性影响因素除产品设计制造、机组安装调试之外，对已投运的机组，还有以下几点。
1.1燃料中的有害杂质1.1.1液体对设有天然气增压站的燃气轮机电厂，若天然气中夹带液体，首先受到损害的是压缩机。
天然气中的液滴或水蒸气冲刷压缩机中高速旋转的叶片等部件，使其受到损坏。
该厂 1 期9E 燃气轮机联合循环机组进入带负荷试运阶段，由于天然气管网水压试验后干燥不彻底，致使天然气中含有超量的液体进入压缩机而导致跳机。
解体检查尚未发现叶片损伤，但轴端处密封环被液滴冲刷损坏。
所幸处于下游的天然气前置模块及DLN 阀站中的过滤器有效滤除了天然气中的液体，否则一旦液体随气流进入燃气轮机内，将使其燃烧温度、机组负荷快速波动，燃烧室一次燃烧区复燃和预混合火焰逆燃，严重时还会引起高温燃气通道部件损坏。
1.1.2硬质颗粒增压站压缩机叶片为高速旋转部件且较薄，当天然气中含有硬质颗粒撞击叶片表面时，会使其受到刮伤和切削，强度下降，最终导致叶片产生裂纹，甚至折断。
该厂 1 期9E 燃气轮机联合循环机组在运行 1.6 万h 后，压缩机振动突然增大到90 μm，并伴有金属摩擦声，当即紧急停机，随后机组转入大修。
在检修中，发现压缩机第 2 级叶轮的叶片折断 2 片，这主要是压缩机上游的粗过滤器及精过滤器过滤效果较差，未能阻隔天然气夹带的超标硬质颗粒进入压缩机内，从而造成叶片磨损、断裂。
电厂燃气轮机运行中的影响因素分析
电厂燃气轮机运行中的影响因素分析摘要：随着经济的发展和社会的进步，电力能源对于人们日常生产生活的影响越来越大，几乎可以说是必需品之一。
而电厂直接关系到我国电力能源的生产和供应，电厂燃气轮机的运行状态在很大程度上决定了电厂能够持续、稳定的生产及供应电能。
燃气轮机经历了长时间的发展，其自身的容量越来越大，相比于传统的火力发电燃煤机组来说，燃气轮机具有很强的自我调节功能，不仅能够根据运行的状态调节自身的功率，以提升燃气轮机的经济性，而且还能改保证燃气轮机租正常稳定运行。
关键词：电厂燃气轮运行影响因素分析引言对于电厂燃气轮机来说，气源波动以及电网负荷等多方面因素都会影响其安全稳定的运行。
而且燃气轮机在正常的运行过程中经常需要频繁的启停操作，大大影响了设备的稳定运行，且损耗越来越高。
所以，为了尽可能降低电厂燃气轮机的不必要损耗，提高设备运行的稳定性和可靠性，需要对电厂燃气轮机运行的影响因素进行深入且全面的分析，从而有效地延长燃气轮机的使用周期，提升电厂的经济效益。
1影响电厂燃气轮机运行的因素1.1空气温度及空气质量的影响第一，空气温度对于电厂燃气轮机运行的影响。
其一，高温影响。
燃气轮机的启动操作很容易被高温所影响，主要是对设备内部的某些零部件产生不良影响，温度较高时会大大加快零部件的损耗速度，降低零部件的使用期限，从而增加整体燃气轮机的损耗。
其二，低温影响。
低温也会影响燃气轮机的运行，而且大大加大了设备运维、检修以及防冻等工作难度。
第二，空气质量对于电厂燃气轮机运行的影响。
燃气轮机运行工况下的空气质量较差时，会对设备内部的压气机、燃烧装置和涡轮等设备造成不良影响，而且还很有可能损伤压气机和货轮叶片等设备；比如，当燃气轮机组的压气机或涡轮叶片等装置受低温影响而表面的粗糙度提高时，很有可能导致叶片产生疲劳裂纹问题，更为严重的还会导致叶片断裂。
再者，低温还会导致燃气轮机组叶片的质量下降，其表面的耐高温层会出现脱落，导致叶片在高温运行环境下蠕变加速，很有可能造成叶片过早断裂的情况。
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。
燃气轮机运行可靠性的影响因素及应对措施
燃气轮机运行可靠性的影响因素及应对措施摘要：结合燃气轮机运行实践，对联合循环机组运行可靠性的影响因素展开分析，总结论断并提出合理性建议，指出提高燃气轮机运行可靠性的方法与应对措施，以此减少联合循环机组燃气轮机运行的影响因素，提升运行可靠性，保证燃气轮机能够安全稳定运行。
关键词：燃气轮机运行可靠性；影响因素；应对措施；燃气轮机联合循环机组由于运行效率高、氮氧化物排放量低等特点，在中国发展迅速，因而对燃气轮机相关设备运行的可靠性得到了进一步重视。
某电厂一期安装2×400MW 燃气蒸汽联合循环机组，由MARK VIE作为操作系统。
该机组采用分轴运行方式，整套组由一台汽轮机、一台余热锅炉、一台燃机和两台发电机及相关附属设备组成。
燃机由美国GE公司生产，型号为PG9371FB，简单循环机组出力为294.16MW。
余热锅炉型号为MHDB- PG9371FB-Q1，余热锅炉为露天布置，无补燃、自然循环，卧式炉型，两台炉对称布置。
锅炉具有高、中、低三个压力系统，一次中间再热。
汽轮机型号为LC110/N160-15.68/1.44/0.42，三压、再热、反动式、抽凝、轴向排汽汽轮机。
联合循环机组出力458.8 MW，供热210t／h。
该电厂围绕不断提升设备运行可靠性，通过技改维修的方法，改进提升联合循环机组运行方法，大力发展技术改造与科技创新，取得了极好的成效。
2018年联合循环机组在投入运行以来，获得多项奖项，各项指标参数逐年提高，近3年来，生产局势平稳安全，经济效益显著提高。
1燃气轮机运行可靠性的影响因素燃气轮机运行可靠性是指燃机在规定条件时间区间的下完成调节做功的能力。
对于联合循环机组燃气轮机，影响可靠性的因素除联合循环机组安置调试、产品设计创造之外，对已经投入运行的联合循环机组，具有以下几点影响因素：1.1燃气轮机受空气污染因素影响燃气轮机是以空气和燃气为工作介质的能量转换设备。
燃机运行时，空气经过过滤进入集流室后，在压气机中被压缩。
燃气轮机与联合循环(第2课 联合循环的类型及特点 )
三、燃煤型联合循环
➢增压流化床联合循环
➢整体煤气化联合循环
四、联合循环形式的发展
➢ 一般：燃机初温低(排气温度也低)→ 宜采用：补燃余热锅炉型 或 增压锅炉型
➢ 具体：燃机初温<1250℃→补燃余热锅炉型 或增压锅炉型
燃机初温>1250℃→余热锅炉型
➢ 目前燃机初温已达1300℃∼1500℃
→余热锅炉型已成为主流机型
（1）该系统用效率不超过40%的单循环，轻易实现了效率57% 的联合循环，复杂性没有提高。这表明联合循环确实高效。
（2）前已述及，余热锅炉型联合循环中，汽轮机的功率一 般占30%～35%，该题目很好地印证了这一点。
二、各组成设备对联合循环的影响
（1）燃机、汽机、余热锅炉中的一个效率有变化时，
联合循环的效率如何变化？
（1）不设给水回热加热系统 （2）除氧器与余热锅炉或凝汽器合为一体
旁通烟囱？ 蒸汽旁路？
➢热效率与功比率
（1）热效率：
燃机轴功
cc
Pgt Pst Qf
燃料热
汽机轴功
（2）功比率（蒸/燃功率比）
Scc
Pst Pgt
➢热效率与功比率的表达式
Qf gt Qf
1 gt h Qf
1 gt h st Qf
特点：其汽轮机功率一般占30~35%。
➢补燃余热锅炉型
燃料
燃料
9
4
8
1 2B 3
7
G
C
GT HRSG 6
G
5
ST
10 CC
11 P
T
2 1
a
3
燃气轮机 可用能
4
12 9
5
7
燃气—蒸汽联合循环机组变工况运行性能及影响因素分析
燃气—蒸汽联合循环机组变工况运行性能及影响因素分析摘要为适应负荷的快速变化，燃气—蒸汽联合循环机组必须具备变工况运行能力。
在简述燃气—蒸汽联合循环基本工作原理的基础上，对联合循环的三大部件，即燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机的变工况运行性能进行了分析，论述了相应的影响因素，有利于全面掌握燃气—蒸汽联合循环机组的工作性能。
关键词燃气—蒸汽联合循环；变工况运行；性能0 引言经济发展，电力先行。
现代社会中，能源是一国经济发展的基础，而电力则是能源利用最为重要的方式。
据统计，截至2012年，我国电力装机容量突破11亿千瓦，其中，传统火力发电81，917万千瓦（含煤电75811万千瓦、气电3827万千瓦），占全部装机容量的71.5%。
可见，以煤为主要原料的蒸汽轮电站仍是我国发电的主力，由此将带来两大不容忽视的问题，首先，需要不断增大燃煤机组单机容量、提高发电效率；第二，燃煤引起了全球变暖、温室效应等环境问题。
第一个问题的解决需要不断探求高效率的燃烧方式，使主蒸汽参数向亚临界、超临界乃至超超临界迈进，同时，积极采用再循环和联合循环机组。
解决第二个问题，则需要探究更为清洁的燃烧方式。
而与传统燃煤机组相比，燃气—蒸汽联合循环机组无论是供电效率，投资费用、建设周期，还是用地用水都更有优势，并且，由于采用天然气或者液体燃料，排放物中SOx和NOx都更低，大大减轻了环境压力。
为此，研究燃气—蒸汽联合循环机组具有十分重要的现实意义。
在实际运行中，由于负荷是实时变化的，为了追随和跟踪负荷的变化，燃气—蒸汽联合循环机组的出力也将不断发生改变，换句话说，机组不是始终运行于额定工况，而是处于变工况的工作状态，这就要求燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机所对应的各类参数，如燃气初温、压比、空气流量、燃料流量等都将随运行工况而发生变化，这就需要探讨变工况状态下机组的运行性能，找出其响应的影响因素，以全面掌握燃气—蒸汽联合循环机组的工作性能。
1 燃气—蒸汽联合循环基本工作原理从上世纪60年代开始，燃机技术历经了四代发展历程，至90年代，鉴于燃气轮机联合循环机组投资小、建设周期短、运行效率高、排放低等优点，国外企业推出了高效率大功率机组，燃气初温1300℃，效率36%～38%，单机功率200MW的装置相继投入运行。
燃气轮机结构原理及影响因素与相关解决办法
燃气轮机1.燃气轮机简述燃气轮机（Gas Turbine）是以连续流动的气体为工质，把热能转换为机械功的旋转式动力机械，包括压气机、加热工质的设备（如燃烧室）、透平、控制系统和辅助设备等。
其中，压气机、燃烧室和透平为燃气轮机的三大部件。
燃气轮机动力装置是指包括燃气轮机发动机及为产生有用的动力（例如：电能、机械能或热能）所必需的基本设备。
为了保证整个装置的正常运行，除了主机三大部件外，还应根据不同情况配置控制调节系统、启动系统、润滑油系统、燃料系统等。
燃气轮机从负荷情况上划分可分为重型和轻型两类。
一般工业上用于拖动发电机组发电，或用于机械驱动的燃气轮机都是重型燃气轮机；而用于飞机发动机的燃气轮机为轻型燃气轮机。
从结构上划分，燃气轮机可分为单轴、双轴和多轴燃气轮机。
单轴燃气轮机因其压气机、透平与负载共轴，负载的转速变化规律直接影响压气机转速，使吸入压气机的空气量发生变化，甚至使压气机喘振而发生事故。
为了使负载变化规律对压气机转速的影响降低到最小程度，即负载变化规律不直接影响压气机的转速，负载转速的变化规律只能通过内部气体工质的工作过程来间接影响压气机的工况，人们设法使压气机与负载不共轴，因而产生了双轴和多轴燃气轮机。
由上可见，在实际选型时，选用单轴、双轴还是多轴燃气轮机，取决于系统中负载的变化情况。
当系统负载变化不大时，一般选用单轴燃气轮机，如大型火力发电厂用于拖动发电机的燃气轮机；当系统负荷变化较大时，可视其具体情况选用双轴或多轴燃气轮机，如石油化工工业上用于机械驱动的燃气轮机。
2.燃气轮机发展燃气轮机的发展经历了漫长的试验过程。
直至1906年，法国人阿尔芒研制成世界历史上第一台能输出功的燃气轮机，这台燃气轮机的压比只有4，效率只有3%，因而没有推广使用。
1920年，德国人霍尔茨﹒瓦特制成第一台实用的燃气轮机，其效率为13%，功率为370KW，但因按等容加热循环工作，存在重大缺陷而放弃。
随着空气动力学的发展，人们掌握了压气机叶片中气体扩压流动的特点，解决了压气机的高效率问题。
影响燃气轮机性能的因素
影响燃气轮机性能的因素摘要】近年来，我国市场经济在进一步发展，工业化发展进程也不断向前推进,电力工业中的电力结构对燃气轮机的需求发展尤为显著，严格把控燃气轮机安全稳定非常重要。
在设计工业以及制造技术不断提高的同时，对影响燃气轮机性能的因素及处理方法进行深入分析，能促使电力工业的发展。
本文首先介绍了燃气轮机的热力学原理的概况，然后对影响燃气轮机性能的因素进行讨论，研究如何充分发挥其优势，只有改善相应的使用现状，才能减少各类问题带来的损害，提高燃气轮机的管理水平和生产效率。
【关键词】燃气轮机；性能；影响因素燃气轮机作为新时代动力设备的核心，其特点为效率高，噪音低，排放小等，能够安全可靠的提供高质量、清洁性较好的发电，燃气轮机的发展程度和研究状况能够表明国家工业体系下的发展程度。
目前，燃气轮机的发展有了一定的成绩，但由于其技术性、综合性的特点，所以基础技术仍需进一步改革，本文针对影响燃气轮机性能的因素分析及改进方法展开详细论述，从而对进一步的研究和完善提出建议，只有解决相关问题、完善相关技术，才能促进燃气轮机健康稳定和有序高效的发展。
1.燃气轮机的热力学原理对于单轴且简单循环的燃气轮机来说，其构成是单独的轴贯穿全部，各级的转速情况一样，通常用于驱动速度比较稳定的负荷。
空气由入口到压缩机，加压到比较高的压力状态，这时温度提高。
空气在压缩后到达燃烧状态，该过程保证压力的恒定。
随后，燃烧混合物进入透平热能转化为动能，为驱动压缩机提供能量的同时，经发电机输出功。
通常来说，透平做功阶段的功一半以上用来驱动轴流压气机。
2.影响燃气轮机性能的因素近年来，在涂层技术和冷却技术等加工工艺，以及耐高温等性能材料的开发，例如不断发展的情况下，我国燃气轮机技术的发展不断向前推进，涡轮前温度和单机循环效率得以提高，对联合循环系统的效率也有了更高的要求，目前燃气轮机已经有了非常广泛的应用，所以对于影响燃气轮机性能的因素的探索有着重要的意义。
环境条件对燃气-蒸汽联合循环机组性能影响
环境条件对燃气-蒸汽联合循环机组性能影响摘要：本文主要针对不同环境和不同条件下的燃气-蒸汽联合循环机组性能展开分析，明确了其影响因素下，燃气-蒸汽联合循环机组性能特点，进行了分析和总结，可供今后参考。
关键词：环境条件；燃气蒸汽联合循环机组；性能前言燃气轮机及其联合循环发电机组具有热耗率低、调峰性能好和污染少等诸多优点，装机容量和发电量都快速增长。
随着“西气东输”的全线贯通、东海和南海油气能源的开发、俄罗斯和澳大利亚等国油气资源的引进，我国天然气储量和消费量将进一步提高，而适逢沿海经济发达地区能源经济结构的调整，燃气轮机及其联合循环发电机组将会再次快速发展。
1、燃气轮机及其联合循环发展现状我国的燃气轮机研发起步较早，在前苏联的技术支持下，成功研究出0.2-25MW的小功率燃气轮机。
但由于当时天然气资源不足，燃气轮机在国内没有市场，导致科研技术人员流失，与欧美日等发达国家研发水平的差距越来越大。
随着“西气东输”项目的实施和大量天然气资源的进口，国内天然气储量和供应量大幅增加，为燃气轮机及其联合循环发电机组的投资建设莫定了坚实的基础。
故2001年起，我国开始实施《燃气轮机产业发展和技术引进工作实施意见》。
哈尔滨电气、东方电气和上海电气分别与美国GE、日本三菱和德国西门子合作，研发制造E级和F级燃气轮机及其联合循环机组。
2006年，我国第一台E级燃气轮机的国产化研发制造由南京汽轮机公司完成。
“十一五”期间，通过863计划和973计划，完成了110MW燃气轮机的设计研发和发电实验验证，研究了燃烧室采用中低热值天然气的燃烧技术，并成功研发出燃气透平所需的耐高温叶片。
2014年，上海电气收购意大利安萨尔多，不仅能与安萨尔多共享燃气轮机的核心技术，也打破了欧美日等国在燃气轮机维护方面的垄断。
“十三五”期间，燃气轮机和航空发动机的“两机专项”项目实施，将进一步推动我国燃气轮机技术的发展和应用。
其中燃气轮机专项的主要目标是F级和H级燃气轮机的自主研发制造，争取分别在2020年和2030年成功研发F级300MW和H级400MW燃气轮机。
燃气轮机原理、循环及分析
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双轴燃机的功率分配
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影响燃气轮机性能的因素
空气温度-压气机入口温度 安装海拔高度-压气机入口压力 燃料类型 相对湿度 入口和出口损失 性能退化 燃料加热 稀释剂喷注 空气抽取
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一些参量
L=specific work比功(kj/kg) P=power功率(kw) T=absolute temperature绝对温度(k) p=pressure压力(bar) Cpm=medium specific heat at constant pressure介质质量定压热容(kj/kg*k) G=mass flow per unit time质量流量(kg/sec) Q1=specific heat supplied比热供给(kj/kg) Q2=specific heat discharged比热释放(kj/kg) alpha=Ga/Gf eta=efficiency效率=Lu/Q1; HR=Q1/Lu=heat rate (kj/kwh) c=compressor压缩机 t=turbine透平 u=useful有用 a=air空气; f=fuel gas燃料气; g=gas气体（燃气）
压气机入口温度
入口温度的影响
T
如果T1 升高
2
2’
1’ 1
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3
3`
4’ 4
Gair 原因：空气密度
S
压比
有用功率 P
G 原因： air
以及 Lu
Lu
原因： Lt 以及 Lc
HR 原因： Lu
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压气机入口温度
绝对高度
绝对高度（入口压力）的 影响
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影响燃气轮机及其联合循环特性的因素分析
姓名：张瑞琦学号：2012031426
联合循环发电技术对改变电力能源结构、改善环境、提高电网调峰灵活性有重要作用。
随着天然气开采技术的提高以及西气东输和引进液化天然气两大工程的启动, 燃气轮机及其联合循环在我国得到迅速发展和应用。
对任一个联合循环方案, 其热力系统及组成均有所区别, 而且环境条件和运行参数如环境温度、大气压力、空气相对湿度、海拔高度、空气进口压损及余热锅炉烟气阻力、燃料类型、蒸汽循环方式、循环水温度、入口空气冷却等对整个热力循环的出力和热耗的影响也不同。
为使建成后的联合循环电厂单位投资最省、热效率最高、投产后具有较好经济效益, 对影响燃气轮机及其联合循环系统的出力和热耗的相关因素进行分析, 从而选择合适机型和运行方式。
1 环境因素的影响
1. 1 大气温度
大气温度对简单循环燃气轮机及其联合循环的性能有相当大的影响。
随着大气温度的升高,空气比容增大, 吸入压气机的空气质量流量减少,导致燃气轮机及其联合循环的出力减小。
即使机组的转速和燃气透平前的燃气初温保持恒定, 压气机的压缩比也会有所下降, 燃气透平做功量减少, 但排气温度却有所增高, 使得燃气轮机及其联合循环的出力和热耗产生变化。
随着大气温度升高, 燃气轮机及其联合循环的出力均成线性下降, 但是联合循环的出力的减小较燃气轮机平缓。
环境温度每升高10度 , 单循环燃气轮机出力下降5% ~ 7%,联合循环出力下降3. 5% ~ 5. 5% 。
这是由于联合循环的燃气透平排气温度略有增高, 可以在余热锅炉中获取更多的能量, 到蒸汽轮机中去做出更大数量机械功的缘故。
另外, 随温度升高, 燃气轮机相对效率成曲线下降, 每升高10度相对效率下降0. 05% ~ 1. 8% 。
然而, 大气温度对联合循环机组的相对效率影响不大, 这是由于大气温度变化对燃气Brayton 循环及蒸汽Rankine 循
环热效率的影响相反, 在大气温度约为15度时, 联合循环热耗达到最低点, 此时Brayton 循环及蒸汽Rankine 循环热效率的乘积为最大值。
1. 2 空气湿度
有研究表明: 当空气温度< 37度时, 即使相对湿度为100% 时, 大气中所含的水蒸气数量仍然是很少的( 即绝对湿度值很小) , 其影响是可以忽略不计的。
然而, 随着燃气轮机单机功率增大, 以及为降低NOx 的排放而进行的注水注汽,绝对湿度的影响变得越来越明显。
从图2 中不难看清: 空气绝对湿度与燃气轮机及其联合循环机组的出力和热耗均成线性关系, 且各自的影响几乎一样。
绝对湿度每增加0. 01, 出力下降0. 001% ~ 0. 002%, 而热耗上升0. 002%~ 0. 004% 。
1. 3 大气压力和海拔高度的影响
目前燃气轮机及其联合循环大都是按ISO 状态条件( 大气压力p a = 0. 1013MPa、环境温度15度、相对湿度60%) 进行设计的。
不同的海拔高度将导致不同的平均大气压力, 随着海拔的升高,p a 和t a 都在下降。
而燃气轮机的出力与所吸入的空气质量流量成正比, 而质量
流量又与吸气压力p a 成正比, 显然燃气轮机的功率应与大气压力p a 成正比。
另外, 燃气轮机排气质量流量以及余热锅炉中可用于蒸汽发生过程的余热, 同样也会随大气压力按正比关系发生变化。
因此, 联合循环的总功率也将与大气压力p a 成正比。
2 进排气压力损失变化的影响
为保证安全、可靠地运行并减少环境噪音, 燃气轮机的空气进口处装有空气过滤器和消声器,排气处也装有消声器。
用于联合循环时, 排气管道上安装有余热锅炉, 有时为提高夏季的出力加装了入口空气冷却器。
此外, 在排气道上还有连接管、弯头和排气烟囱等。
所有这些措施都会使燃气轮机的进气和排气造成压力损失, 降低它和联合循环的性能。
在保持最大出力不变时, 进气压力损失会使空气比容增加, 流量减少, 压气机耗功增大, 导致机组出力和效率下降。
排气压力损失( 即排气压力升高) 减小了透平中的膨胀比, 透平出力下降, 同样会导致机组出力和效率下降。
另外, 进气和排气压力损失对排气温度都有影响, 压损增加, 排气温度会升高。
3 循环冷却介质的影响
循环冷却介质的温度随大气温度变化, 对于联合循环性能的影响程度与机组选用凝汽器的型式有密切关系。
其影响程度的大小依次是: 直接用空气冷却的凝汽器受大气温度的影响程度最大; 湿式冷却塔次之; 采用直流冷却水凝汽器时则最小, 但冷却水温度对联合循环机组汽轮机的出力影响程度比常规火电厂汽轮机要大。
4燃料类型
燃气轮机燃用的燃料对电站的环境特性、经济性、安全性和可靠性等都有很大的影响, 主机选型时需全面考虑可供燃用的燃料问题[ 3] 。
天然气和轻油分别是气、液体燃料中品质较高的燃料, 能够保护燃料系统的设备, 延长其寿命, 因此在实际中应用最多。
就国内应用的机组而言, 普遍可以接受的是天然气和轻柴油的双燃料方案。
燃料特性对燃料系统设计方案有直接的影响, 并影响到燃气轮机及其联合循环的出力。
燃用天然气要比燃用轻柴油增加2% ~ 3% 的出力, 这是因为天然气的燃烧产物中有较高的比热, 其原因在于氢碳比较高的甲烷可产生较多的水蒸汽含量。
此外, 机组的清洁程度对其性能( 效率、出力)也有较大的影响。
而燃用不同燃料对机组积垢的影响也不同, 天然气比较干净, 几乎不对燃气轮机的清洁度造成影响, 轻柴油次之, 而原油和重油由于燃烧后燃气中灰分较多, 在透平的热流通道中积垢很快, 因此对机组性能影响最大, 需要定期进行清洗以恢复机组的性能。
大多数联合循环电厂按最大效率设计, 这类电厂通常采用整体式燃料气加热器。
对燃料气加热会降低燃料气质量流率、升高燃料气燃烧温度,从而获得更大的透平效率。
但燃料气加热也会导致燃气轮机的出力略微降低, 这是由于体积流率增加的原故。
基于热力学考虑, 常采用蒸汽循环给水加热燃料, 该方式可提高联合循环效率大约0. 6%左右。
5 蒸汽循环形式
联合循环机组蒸汽系统的设计和配置( 有再热或无再热, 三压、双压或单压及它们的参数) 需根据电厂海拔高度、气温、燃料等不同条件进行选择和优化, 设计优化的优劣将直接决定联合循环机组的效率和出力。
随着蒸汽压力的升高, 以及采用双压、三压和再热等复杂的系统, 联
合循环的效率都会有一定程度提高的趋势。
三压循环较双压循环的效率约高0. 4%~ 0. 6%, 采用再热循环后, 效率能再提高约0. 2% ~ 0. 4% , 超临界参数比亚临界参数效率能再提高约0. 5%。
但这是以系统的复杂化为代价的, 循环方式越复杂, 其效率越高, 但是投资也相应地增加。
具体应用中采用哪一种循环方式主要取决于电站的投资费用、燃料价格和质量、电站的负荷性质、运行维护费用和环境要求等。
不同循环方式对联合循环性能的影响与所选用的机型有较大关系, 蒸汽循环由单压到双压, 联合循环出力与效率提高约4% , 由双压到三压, 再提高0. 8% ~ 1. 0% , 三压再热较三压无再热的出力与效率高0. 7% ~1. 2%。