《电厂燃气轮机概论教学课件作者付忠广06多种形式的联合循环课件幻灯片》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电厂燃气轮机概论教学课件作者付忠广06多种形式的联合循环课件幻灯片（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,电厂燃气轮机概论,第6章 多种形式的联合循环,北京市高等教育精品教材立项项目,2,第6章 多种形式的燃气-蒸汽联合循环,一、常规联合循环类型 二、若干新型联合循环 三、燃煤联合循环（CFCC） 四、热、电、冷联供系统,一、常规联合循环类型,1、无补燃的余热锅炉型联合循环,图4-1 无补燃的余热锅炉型联合循环 1-余热锅炉（HRSG）；2-压气机；3-燃烧室； 4-透平；5-负荷；6-汽轮机；7-凝汽器,最常用的一种联合循环方式,汽轮机与燃气轮机功率比Rsg=Pst/Pgt 约为12 联合循环效率对相应的简单循环燃气轮机效率的效率比（R=cc/gt）比较大，为1.45-1.77 余热锅炉性能
2、受燃气轮机排烟温度限制,2.补燃的余热锅炉型联合循环,图4-2 补燃的余热锅炉型联合循环 1-余热锅炉（HRSG）；2-压气机；3-燃烧室；4-透平； 5-负荷；6-汽轮机；7-燃料；8-凝汽器,补燃可增加功率输出,但多数情况下效率低于余热锅炉型联合循环. 补燃的余热锅炉型联合循环多用于热电联产系统，它通过改变补燃比(补燃燃料量占投入燃烧室燃料量比值)，灵活地调节热电输出比例。,3.排气全燃型联合循环,图4-3 排气全燃型联合循环 1-锅炉；2-燃料；3-燃烧室；4-压气机； 5-透平；6-负荷；7-汽轮机；8-凝汽器,它是以汽轮机为主的联合循环，可视为改进了的汽轮机循环，而燃气轮机可看作是汽
3、轮机装置的辅机，是代替常规送风机的高温送风机。 联合循环系统性能主要取决于蒸汽侧循环的热力参数，汽轮机的功率占主要部分，一般循环的蒸燃功率比Rsg=3-7， 效率增值=ccst=2%-5%。,4.增压锅炉型联合循环,图4-4 增压锅炉型联合循环 1-增压锅炉；2-蒸汽；3-发电机；4-压气机；5-燃气透平 6-燃料；7-汽轮机；8-给水加热器；9-凝汽器；10-空气 11-燃气轮机部分；12-汽轮机部分,锅炉（蒸汽发生器）与燃气轮机的燃烧室合为一体，燃气轮机的压气机取代了锅炉的送风机，锅炉是在燃气轮机的工作压力下燃烧和换热的，即形成有压力下燃烧的锅炉,它也是一种以汽轮机为主的联合循环，系统性能
4、主要取决于蒸汽侧循环参数，一般蒸燃功率比Rsg=1.45。,5. 给水加热型联合循环,图4-5 给水加热型联合循环 1-锅炉；2-蒸汽；3-发电机；4-压气机；5-燃气透平；6-空气； 7-燃料；8-汽轮机；9-给水加热器；10-凝汽器； 11-燃气轮机部分；12-汽轮机部分,由于锅炉给水所需的加热量有限，使燃气轮机的容量比汽轮机的小得多，所以该联合循环是以汽轮机为主的联合循环，联合循环系统性能主要取决于蒸汽侧循环参数,适用于燃气轮机排气温度较低的情况.,二 若干新型联合循环,1. 注蒸汽燃气轮机循环（STIG）,图4-6 注蒸汽燃气轮机循环 C-压气机；B-燃烧室；T-燃气透平；HRSG-余
5、热锅炉；L-负荷,1974年美籍华人程大酉博士 提出,布雷顿（Brayton）和朗肯（Rankine）循环结合起来， 具有效率高，比功大等特点的新热力循环装置。 省去了汽轮机及相应的附属系统和设备，系统简单, 降低了生产成本 缺点: 蒸汽做功能力受到限制,背压高; 水不容易回收.,湿空气透平（HAT）循环 日本Y. Mori教授 1981年,图4-7 HAT循环 LC-低压压气机；HC-高压压气机；T-燃气透平；B-燃烧室,特殊的燃气轮机回热循环 很低的循环放热温度（70-100）,高效率， 高比功、低污染、系统简单，造价低。 缺点：难以回收水,3.卡林那（Kalina）底循环的联合循环,美籍
6、俄国人Alexander Kalina在1982年,4. 氢氧联合循环,图4-9 混合式氢氧联合循环,上世纪90年代初，中、日、美三国科技工作者几乎同时提出,高温区相当于有一个内燃形式的布雷顿循环，但在低温区因工质 为水，还可以在常温下进行冷凝而相当于朗肯循环。 无任何污染 困难，制氢、制氧都会有大的能耗。,燃料电池工作原理图,5 燃料电池联合循环（FC-CC）,图4-10 燃料电池联合循环,SOFC(solid oxide fuel cell) 工作温度为 750 -1000,6.化学链燃烧的动力循环,还原反应,氧化反应,燃料侧反应是燃料与固体金属氧化物（MO）反应， 生成二氧化碳、水和固体
7、金属（M）； CH4+4NiOCO2+2H2O+4Ni 空气侧是前一个反应中生成的固体金属与空气中的氧反应， 回复到固体金属氧化物（MO）。 2Ni+O2 2NiO 金属氧化物（MO）与金属（M）在两个反应之间循环使用， 并起到传递O2的作用。,三 、燃煤联合循环（CFCC）,PFBC-CC (Pressurized fluidized bed combustion-Combined Cycle) AFBC-CC (Atmospheric fluidized bed combustion-Combined Cycle ) IGCC (Integrated Gasification Combin
8、ed Cycle),同时解决高效和低污染问题。,1 增压流化床燃煤联合循环系统,（1）煤以流态化燃烧 （2）为了防止煤的煤层结焦，床温控制在870-880度 （3）为防止烟气腐蚀叶片，在送入燃气轮机透平前需除尘净化处理。,针对第一代PFBCCC燃气轮机初温低的缺陷， 提出第二代PFBCCC的概念，即在燃气轮机前顶置一个燃烧室，燃用进PFBC前的煤局部热解产生的煤气，以提高进燃气透平的初温，从而提高系统效率,第二代 增压流化床燃煤联合循环系统,（1）1996年英国首先研究PFBC-CC技术至今，目前国外已初步完成商业示范阶段。 （2）90 年代初世界上有4座PFBC-CC电站投入商业示范运行，瑞
9、典Vartan、西班牙escatron、美国T idd和日本Wakamatsu都在70MW左右。德国特布斯Cottbus发电厂用PFBC改造旧电厂(电功 率70MW)。日本Karita 360MW PFBC-CC定于1999年投入运行，将是世界上最大的PFBC-CC机组 ，另2座也正在安装。 （3）以上机组大部分均为ABB公司制造的P200和P800型机组。美国将有50%燃煤电站采 用PF BC-CC机组，世界已有包括亚洲的日本、韩国、中国的台湾等十几个国家和地区正在进行可 行性研究和工程评估阶段。,国外发展状况：,在我国，东南大学于1991年开始设计15MW的PFBC-CC，在徐州贾汪电站进
10、行中试，经过调试后运行并不很成功，这是我国“八五”、“九五”的攻关项目。 国家计划引进2套P200，即100MW等级的PFBC-CC，机组的设备中方参与设计。其中的一套在 大 连台山示范电站，已批复了项目建议书，另1套机组初步定在江苏贾旺电厂。设计制造以中 方为主，基本上实现国产化。 我国已把洁净煤技术列为中长期科技发展规划重点，为跨世纪五大科技先导工程之一，而PF BC-CC技术已列 入中国21世纪议程优先发展项目。,未来的发展趋势：,图 AFBC-CC 典型系统示意图,2 常压流化床燃煤联合循环系统,整体煤气化联合循环电厂IGCC,四、热、电、冷联供系统,图4-13 工业用汽的燃气蒸汽联合循环热电联产系统,图4-14 冷热电联产的联合循环系统,End,
