燃气-蒸汽联合循环机组详介

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

燃气轮机的工作原理
燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮 高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃 式动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。
燃气轮机的基本原理与蒸汽轮机很相似,不同 处在于工质不是蒸汽而是燃料燃烧后的烟气。 燃气轮机属于内燃机,所以也叫内燃气轮机。
燃气轮机的工作过程 压气机连续地从大气中吸入空气并将其压
大型余热锅炉与燃煤电厂锅炉原理与组成基本相同,主要 少了燃料运输粉碎与燃烧系统。
余 热 锅 炉 的 外 观 结构图。
余热锅炉本体采用模块化结构,以方便运输、安装。模块 由管簇组成,是几十根管子组成的蛇形管组件, 模块两端有 上联箱与下联箱,是锅炉的受热部件,水在模块内被外部 的高温气体加热。
0
(0.8 in)
单轴联合循环电厂
轴颈轴承
轴颈轴承
轴颈推力联合轴承
膨胀差在离合器中 得到补偿
12 mm 15 mm 0 15 mm (0.5 in) (0.6 in) (0.6 in)
燃气-蒸汽联合循环特点
1、高的热效率:燃机热效率38.2%、联合循 环热效率达57%。
2、调峰性能好:单机组具有快速的负荷调 节能力。
燃气-蒸汽联合循环机组 详介
燃气—蒸汽联合循环发电系统的流程
在经过加热后的天然气进入燃气轮机的燃烧室,与压气机压入 的高压空气混合燃烧,产生高温高压气流推动燃气轮机旋转做 功。
从燃气轮机排出的气体温度高达摄氏600度,仍然具备很高的 能量,把这些高温气体送到锅炉,把水加热成蒸汽去推动蒸汽 轮机,带动发电机发电。
下面是一台燃气轮机模型,通过它来了解燃气轮机的工作过程。
模型的前端是空气进入口;环绕燃气轮机安装的是燃烧室;在燃烧室端面有天燃气的 入口;燃气轮机的后面是燃烧后的高温气体排出口。
把燃气轮机剖去1/4,可以看到内部的结构。 燃气轮机由三大部分组成,左边部分是压气机,有进气口,内部一排排叶片是压 气机叶片;中间部分是燃烧器段,围绕一圈的是燃烧室;
把水注入汽包,水便灌满上升管管簇与下降管,把水位控 制在靠近汽包中部的位置。当高温燃气通过管簇外部时, 管簇内的水被加热成汽水混合物。由于下降管中的水未受 到加热,管簇内的汽水混合物密度比下降管中的水小,在 下联箱形成压力差,推动上升管内的汽水混合物进入汽包, 下降管中的水进入上升管,形成自然循环。如下图所示
汽水流程
低压部分由凝结水加热器、低压汽包、低压蒸 发器、低压过热器组成。通过凝结水加热器出 来的水进入低压汽包,在低压蒸发器内加热成 饱和蒸汽上升到低压汽包。从低压汽包输出的 饱和蒸汽通过低压过热器加热,进入低压缸, 用来驱动低压蒸汽轮机旋转做功。
中压部分由中压省煤器、中压汽包、中压 蒸发器、中压过热器、再热器组成。通过 凝结水加热器出来的水由中压给水泵注入 中压省煤器继续加热,然后进入中压汽包, 在中压蒸发器内加热成饱和蒸汽上升到中 压汽包。从中压汽包输出的饱和蒸汽通过 中压过热器加热,然后再与高压汽轮机排 出来的蒸汽混合,一同经过再热器加热, 产生中压再热蒸汽,用来驱动中压蒸汽轮 机旋转做功。
下面是一套多轴布置系统流程示意图
二:单轴布置
单轴布置系统为燃气轮机、蒸汽轮机、发 电机串联在一根轴上,共用一台发电机发 电。
由于一套单轴系统只有一台发电机与相关 电气设备,可节省设备费用,减少厂房面 积,系统调控相对简单。目前30万千瓦以 上的燃气—蒸汽联合循环发电机组多数采 用单轴布置。
--水经下降管继续循环)
用来产生饱和蒸汽的上升管管簇称为蒸发器,电厂锅炉还 有省煤器与过热器,它们都由管簇组成。进汽包的水先在 省煤器加热,再通过汽包、下降管进入蒸发器,可以提高 蒸发器的效率与锅炉的效率。蒸发器生成的饱和蒸汽经汽 包输出,再进入过热器加热成过热蒸汽,用过热蒸汽推动 蒸汽轮机运转能保证系统的高效与安全。
低压部分由低压省煤器、低压汽包、低压蒸发器、低压过 热器组成。从凝结水泵来的冷水,通过低压省煤器预热后 输入低压汽包,汽包下面连接着蒸发器,水在低压蒸发器 内加热成饱和蒸汽上升到低压汽包。饱和蒸汽从低压汽包 输出再通过低压过热器加热,产生低压过热蒸汽,用来驱 动低压蒸汽轮机旋转做功。
大型余热锅炉汽水流程图
余热锅炉的结构
从燃气轮机排出的气体温度高达摄氏600度,仍然具备很 高的能量,把这些高温气体送到锅炉,把水加热成蒸汽去 推动蒸汽轮机,带动发电机发电,可使发电容量与联合循 环机组的热效率相对增高50%左右。这个靠燃气轮机排出 气体的余热来产生蒸汽的锅炉称为余热锅炉。
余热锅炉主要有进口烟道、炉体、汽包、烟囱组成。在炉 体内有密集的管道,给水泵将要加热的水压进这些管道, 燃气轮机排出的高温气体将管道内的水加热成高压蒸汽。 大型余热锅炉有低压、中压、高压三部分,可同时产生低 压过热蒸汽、中压过热蒸汽、高压过热蒸汽,分别驱动低 压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机,一起带动发电机发 电,可大大增加燃气轮机发电厂的发电量。
单轴布置系统流程示意图 一
单轴布置系统流程示意图 二
多台机组可并排布置,安装在同一个厂房内,下 图是三个机组的电厂布置图
下图是一副详细的单轴系统设备结构图。
单轴联合循环机组的轴承和离合器布置
燃气轮机
Leabharlann Baidu发电机
励磁
离合器 汽轮机
轴颈轴承 轴颈推力联合轴承
轴颈轴承
优化后的热膨胀(大约值)
20 mm
燃气轮机、蒸汽轮机、发电机、余热锅炉四种主要设备 组成了燃气—蒸汽联合循环发电系统,实际上这四种设备 的组合布置有多种方式,但主要的分类方式是按轴系布置 来分,一种是多轴布置方案,一种是单轴布置方案。 一、多轴布置 所谓多轴即燃气轮机带动一台发电机,蒸汽轮机带动一 台发电机,各自一个轴系。在电厂建设时,只要燃气轮机 机组安装完毕即可发电(不必等到锅炉与蒸汽轮机安装完 毕);蒸汽轮机检修时燃气轮机仍可发电。系统启动快, 燃气轮机可先启动发电(不必等到锅炉里的水加热成蒸 汽)。在我国20万千瓦以下的燃气—蒸汽联合循环发电机 组多数采用多轴布置。
右边部分是燃机透平,其中有透平叶片,右侧是燃气排出口。
燃气轮机的设备结构
燃气轮机构造有三大部分:空气压缩机,燃烧室, 燃气透平系统。 空压机
压气机负责从周围大气中吸入空气,增压后供给 燃烧室。为了生成高压空气,压气机装有多级叶 轮,若干叶轮固定在压气机的转轴上构成压气机 转子,转子上的叶片称为动叶。如下图所示:
透平叶轮安装在透平转轴上构成透平转子。(如 下图所示)压气机转子与透平转子是安装在同一 根转轴上,称为燃气轮机转子,透平旋转时也就 带动压气机旋转工作。透平转子带动发电机发电, 额定转速是每分钟3000转。
下面是一个燃气轮机整体剖面图
余热锅炉的基本原理
余热锅炉包括上升管、汽包、下降管主要部件。上升管是 由密集的管道排成的管簇,由上联箱、下联箱连成一体; 上联箱通过汽水引入管连通汽包,汽包再通过下降管连到 下联箱;上升管管簇、汽包、下降管构成了一个环路。上 升管管簇在炉膛内,汽包与下降管在炉体外面。
为了更好的传递热量,在管道外表焊上鳍(qi)片(也称肋 (lei)片)来增大管道的传热面积,下图展示的是一小段 焊有鳍片的管道。
打开锅炉的侧壁,可看到内部装有多个模块,实际锅炉有 近20个模块,其中多数是蒸发器、省煤器、过热器三类模 块,除此还有再热器模块。
余热锅炉汽水流程
大型燃机电厂采用三压再热循环余热锅炉,汽水系统主要 由低压、中压、高压三部分组成,可同时产生低压过热蒸 汽、中压过热蒸汽、高压过热蒸汽,分别驱动低压汽轮机、 中压汽轮机、高压汽轮机,可最充分的把燃气的热能转换 成机械功。
缩。 压缩后的空气进入燃烧室,与喷入的燃料
混合后燃烧,成为高温燃气,随即流入燃 气透平中膨胀作功,推动透平叶轮带着压 气机叶轮一起旋转 加热后的高温燃气的作功能力显著提高, 因而燃气透平在带动压气机的同时,尚有 余功作为燃气轮机的输出机械功。 燃气轮机由静止起动时,需用启动设备, 待加速到能独立运行后,起动机才脱开。
在每两级动叶之间有一组静止的叶片(简称静叶),一组动叶与 后面相邻的静叶,称为压气机的一个级。多数燃气轮机的压气机 有十几级,高速旋转的动叶把空气从进气口吸入压气机,经过一 级又一级的压缩,变成高压空气。由于压气机内气体流动方向与
。 旋转轴平行,称为轴流式压气机。如下图所示 燃气轮机启动
时,先把发电机当作电动机带动压气机旋转,把空气压入燃烧区。
燃机点火后,则逐渐转变至由透平带动压气机旋转压气
燃烧室
燃气轮机一般有十几个燃烧室,安 装在燃机外围。如下图所示:
下面是一个燃烧室的剖面模型。燃烧室由外壳与 火焰筒组成,在外壳端部有天然气入口,在火焰 筒尾部联接过渡段,在燃烧室内装有燃料喷嘴。
天然气通过燃烧室端部燃气入口进入燃烧室,喷 入的天然气与压气机压入的空气在燃烧室火焰筒 里混合燃烧。燃烧使气体体积剧烈膨胀,生成高 温高压燃气从燃烧室过渡段喷出,进入透平做功。
3、快速启动:热态由启动到满负荷只需约 60分钟。
4、设备配置和布局简单。
燃气-蒸汽联合循环特点
5、占地少 6、耗水量少 7、建设周期短 8、负荷受环境温度的影响
9FA燃烧室火焰筒图片
v94.3燃烧器燃烧室内部结构
透平
燃气透平也称为燃气轮,从燃烧室喷出的 高压燃气推动透平叶轮旋转,把燃气的内 能转化为透平的机械能
燃气推动旋转的叶轮上的叶片称为动叶, 在每级动叶的前方还安装一组静止的叶片 (静叶),静叶起着喷嘴的作用,使气流 以最佳方向喷向动叶。一组静叶加一组动 叶为透平的一级。为了充分利用燃气的热 能,透平一般为3级或4级。如下图所示:
高压部分由高压省煤器、高压汽包、高压 蒸发器、高压过热器组成。通过凝结水加 热器出来的水由高压给水泵注入高压省煤 器加热,然后进入高压汽包,在高压蒸发 器内加热成饱和蒸汽上升到高压汽包。从 高压汽包输出的饱和蒸汽通过高压过热器 加热,产生高压过热蒸汽,用来驱动高压 蒸汽轮机旋转做功。
燃气电站系统布置
余热锅炉基本原理图
上图是汽包(也称锅筒)结构示意图, 汽包是水受热、蒸发、过热的重要枢纽,
保证锅炉正常的水循环。上升管内的汽水混合物进入汽包后,通过汽水分离 器分离成饱和蒸汽与水,饱和蒸汽通过汽包上方蒸汽出口输出;分离出的水 与给水管注入的水再进入下降管。(给水—汽包—下降管—蒸发器—上升 管—汽包—经分离--蒸汽去过热器
相关文档
最新文档