燃气轮机余热锅炉的优化设计研究(703所)

余热锅炉重要大事记:
一.第七O三研究所余热锅炉简介
即跟踪国际科学前沿，大力开展燃气—蒸汽联合循环的科学 研究
• 七0三所是国内唯一的大型舰船主动力研究所，自1980年开始，
• 1982年自行设计研制成功我国首套舰用燃机联合循环电站;
• 1990年为深圳南山热电公司研制成功我国首批3台PG5361燃
二次蒸汽温度/℃
比过热器前的燃气温度低11℃
305
① 倘若燃气轮机的排气温度t4＜568℃，主蒸汽温度应比排气温度低30℃
二.余热锅炉蒸汽参数的优化
• 我国国内联合循环蒸汽参数一般由电力设计院选 定，其选择往往以汽轮机蒸汽参数为依据; • 由于汽轮机多采用常规火电汽轮机，故余热锅炉
蒸汽参数多为3.82MPa、450℃;
燃气轮机余热锅炉的 优化设计研究
主讲人 陈 明 研究员 (第七O三研究所)
2006年10月15日
本报告在总结七Ｏ三研究所燃机余
热锅炉的优化设计研究经验和设计
特点基础上，对燃机余热锅炉优化
设计技术进行深入剖析
主要内容
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第七O三研究所余热锅炉及其附属产品简介
余热锅炉蒸汽参数的优化
大，金属耗量多，结构庞大，造价相对较高，故 在联合循环电站中，其地位仅次于燃气轮机，高 于蒸汽轮机
一. 第七O三研究所余热锅炉简介
七O三研究所余热锅炉主要业绩：
从1980年开始，第七O三研究所先后承担了31 个燃机电厂22种型号70多台（套）燃气轮机 余热锅炉及旁路烟道系统的设计、制造、供 货以及技术和工程总承包
13.0 0.2 1.8 1 105 35 95 105 82.39 21300
250±10
9.0 0.2 1.4 1 102 35 92 107 82.62 并蒸汽母管
二.余热锅炉蒸汽参数的优化
克拉玛依电厂Q414/548-67.8(9)(1.4)-4.1(0.56)(0.2)/520(250)(133) 余热锅炉t-Q图
低压过热蒸汽温度
低压过热蒸汽产量 除氧锅炉出口压力 除氧锅炉蒸汽产量 锅炉排污率 给水温度 冷凝水温度 凝水加热器出口水温 锅炉排烟温度 锅炉余热利用率 蒸汽轮机发电量
℃
t/h MPa t/h % ℃ ℃ ℃ ℃ % kw
/
/ 0.2 10 1 105 / / 151 73.67 18000
230±10
• 国外进口余热锅炉蒸汽参数4.1MPa、480℃，与GE 公司推荐的蒸汽参数相差甚远
二.余热锅炉蒸汽参数的优化
• 计算表明，采用双压蒸汽参数的电厂总循环效率 比采用单压要提高2%以上，有利于提高电厂经济 效益和缩短电厂投资回收周期。
• 七0三所在国内率先采用汽轮机双进汽MS6001B燃
机三压余热锅炉，产品先后应用于克拉玛依电厂 和济钢二期工程
10
11
高压过热蒸汽产量
低压过热蒸汽压力
t/h
MPa
70
/
69.8
0.59
67.8
0.56
二.余热锅炉蒸汽参数的优化
双压燃机余热锅炉与三压余热锅炉性能比较表
序 号 名称 单位 济钢一期工程 (2001年发电) 济钢二期工程 (2005年发电) 克拉玛依电厂 (2004年发电)
12
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
1 2 3
4
5 6 7 8 9
燃机出口烟温
燃机烟气重量流量 锅炉进口烟温 高压过热蒸汽压力 高压过热蒸汽温度
℃
t/h ℃ MPa ℃
525
526 522 427 3.82 450±10
533
586 530 449 6.87 468±10
551
529.2 548 414 4.1 520±10
锅炉烟气容积流量 KNm3/h
济 钢 一 期 燃 机 电 厂 余 热 锅 炉
新 疆 克 拉 玛 依 项 目 余 热 锅 炉
台 州 椒 江 项 目 余 热 锅 炉
苏丹喀土穆炼油厂联合循环自备电站
第七O三研究所三通挡板阀简介
三通挡板阀是国内唯一替代进口的产品。用 户的运行经验比较表明，设备性能完全达到 或超过了国外同类产品的水平，而其价格远 低于国外进口产品，三通挡板阀的大型化方 面也处于世界领先水平
印 尼 项 目 旁 路 烟 道 系 统
深圳福华德电力有限公司 V94.2燃机配套 的DB901三通挡板阀 （液压）
二.余热锅炉蒸汽参数的优化
GE公司推荐的单压和双压循环系统蒸汽参数规范
名 称 蒸汽轮机功率/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/℃ 二次蒸汽压力/MPa 0.55 0.55 0.55 单压无再 热循环 全 部 4.13 538① ≤40 5.64 538① 双压无再热循环 ＞40＜60 6.61 538① ≥60 8.26 538① 双压有再 热循环 ＞60 9.98 538 2.06～2.75 538 0.55
二.余热锅炉蒸汽参数的优化
双压燃机余热锅炉与三压余热锅炉性能比较表
序号
名称 燃机型号 环境温度 燃机燃料
单位 / ℃ /
济钢一期工程 (2001年发电) PG6561B-L 15 高炉、焦炉 混合煤气
济钢二期工程 (2005年发电) PG6561B-L 15 高炉、焦炉 混合煤气
克拉玛依电厂 (2004年发电) PG6581B 15 天然气
机余热锅炉;
• 2001年向苏丹出口4套燃蒸联合循环余热锅炉，这是我国历史
上首次出口燃机余热锅炉;
• 2002年向济钢提供2套余热锅炉,这是我国余热锅炉在钢铁行
业低热值煤气燃机联合循环中首次应用；之后又为钢铁行业 提供10余台余热锅炉，为国家循环经济发展做出贡献
深圳南山热电有限公司一期工程
苏丹吉利燃机电厂余热锅炉
二.余热锅炉蒸汽参数的优化
济钢二期工程Q449/530-69.8(13)(1.8)-6.87(0.59)(0.2)/468(230)(133) 余热锅炉t-Q图
余热锅炉型式的优化
余热锅炉热工参数的优化研究
余热锅ຫໍສະໝຸດ Baidu受热面设计的优化研究 余热锅炉锅筒直径设计的优化研究 余热锅炉优化设计的核心技术——采用小管径 结束语
一. 第七O三研究所余热锅炉简介
余热锅炉的作用和地位：
余热锅炉是联合循环电站不可或缺的设备，无论 是发电，还是供热或蒸汽回注，它都必不可少。
由于低温换热，相对同一蒸汽产量，其烟气流量