第九章燃气蒸汽联合循环动力装置演示文稿1页，共54页，星期二优选第九章燃气蒸汽联合循环动力装置2页，共54页，星期二3页，共54页，星期二基本特点主要设备：燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机气、油为燃料，已扩展到燃煤电网中配置一定比例的燃气蒸汽联合循环机组技术含量高，价格昂贵循环效率高、环境污染极小、耗水量少、调峰性能好(见后)4页，共54页，星期二第一节第一节燃气燃气蒸汽联合循环的基本原理蒸汽联合循环的基本原理燃料燃料燃气透平燃气透平发电机发电机压气机压气机余热锅炉余热锅炉凝汽器凝汽器汽轮机汽轮机发电机发电机空气空气给水加热器给水加热器给水泵给水泵（a）5页，共54页，星期二6TT0s1234578910(b)燃气燃气蒸汽联合循环基本原理图蒸汽联合循环基本原理图6页，共54页，星期二一、燃气一、燃气-蒸汽联合循环发电装置主要优点蒸汽联合循环发电装置主要优点电厂整体循环效率提高环境污染极小调峰性能优良耗水量少占地少厂用电率低(燃气轮机启动时可不用外界电源) 自动化水平高可用于中小老电站的改造增容模块化结构7页，共54页，星期二第二节第二节燃气燃气蒸汽联合循环电站类型及其特点蒸汽联合循环电站类型及其特点增压锅炉增压锅炉燃气轮机燃气轮机发电机发电机空气空气压气机压气机凝汽器凝汽器汽轮机汽轮机发电机发电机图图72增压锅炉型联合循环增压锅炉型联合循环燃料燃料给水加热器给水加热器8页，共54页，星期二。
燃料燃料燃气轮机燃气轮机发电机发电机空气空气压气机压气机余热锅炉余热锅炉凝汽器凝汽器汽轮机汽轮机发电机发电机图图73余热锅炉型联合循环余热锅炉型联合循环9页，共54页，星期二发电机发电机图图74排气补燃余热锅炉型联合循环排气补燃余热锅炉型联合循环燃料燃料燃气轮机燃气轮机空气空气压气机压气机余热锅炉余热锅炉凝汽器凝汽器汽轮机汽轮机发电机发电机燃料燃料补燃燃烧器补燃燃烧器10页，共54页，星期二燃料燃料燃气轮机燃气轮机发电机发电机空气空气压气机压气机余热锅炉余热锅炉凝汽器凝汽器汽轮机汽轮机发电机发电机图图75排气再燃余热锅炉型联合循环排气再燃余热锅炉型联合循环燃料燃料11页，共54页，星期二去除氧器去除氧器来来自自除除氧氧器器去去低低压压省省煤煤器器和除氧器和除氧器发电机发电机蒸汽轮机蒸汽轮机给水泵给水泵去去高高压压省省煤煤器器去去中中压压省省煤煤器器空空气气低压蒸汽去低压缸低压蒸汽去低压缸中压蒸汽中压蒸汽去再热器去再热器再热蒸汽去中压缸再热蒸汽去中压缸余余热热锅锅炉炉高压蒸汽去高压缸高压蒸汽去高压缸燃气轮机燃气轮机燃料燃料凝结水泵凝结水泵图图76三压再热循环的系统示意图三压再热循环的系统示意图12页，共54页，星期二。
烟气烟气燃料燃料燃气轮机燃气轮机空气空气汽轮机汽轮机水泵水泵发电机发电机凝汽器凝汽器图图77单轴（无离合器）配置的联合循环机组示意图单轴（无离合器）配置的联合循环机组示意图余余热热锅锅炉炉13页，共54页，星期二图图79“一拖一一拖一”多轴配置的联合循环机组示意图多轴配置的联合循环机组示意图烟气烟气燃料燃料燃气轮机燃气轮机空气空气汽轮机汽轮机水泵水泵发电机发电机凝汽器凝汽器余余热热锅锅炉炉发电机发电机14页，共54页，星期二汽轮机汽轮机水泵水泵凝汽器凝汽器图图710“二拖一二拖一”多轴配置的联合循环机组示意图多轴配置的联合循环机组示意图烟气烟气燃料燃料燃气轮机燃气轮机空气空气发电机发电机余余热热锅锅炉炉发电机发电机烟气烟气燃料燃料燃气轮机燃气轮机空气空气发电机发电机余余热热锅锅炉炉15页，共54页，星期二第二节第二节燃气轮机燃气轮机以连续流动的气体为载能的内燃（或外燃）、叶片式旋转热力原动机组，基于布赖顿循环，进口燃气平均温度和排气温度均较高部件：压气机、燃烧室、燃气透平 16页，共54页，星期二燃气轮机的工作原理燃气轮机的工作原理压气机从大气吸入空气，经过绝热压缩，压力和温度升高；压缩空气进入燃烧室，与燃料进行混合和燃烧，产生高温燃气；高温燃气进入燃气透平，经过绝热膨胀作功，推动透平转子转动；膨胀作功后燃气温度和压力均下降，引入余热锅炉17页，共54页，星期二。
发电机发电机t4, p4 4t3, p3 3t1, p1 1t2, p2 2p1 1p2 2p3 3p4 4t t4 4t t2 2t t3 3t t1 1燃烧室燃烧室燃气透平燃气透平压气机压气机绝热膨胀绝热膨胀等压加热等压加热绝热压缩绝热压缩18页，共54页，星期二发电用的燃气轮机的三大部件燃气透平压气机燃烧室19页，共54页，星期二输出轴输出轴空气进口空气进口压气机压气机燃料喷嘴燃料喷嘴燃烧室燃烧室燃气透平燃气透平图图712燃气轮机剖面图燃气轮机剖面图燃燃机机排排气气20页，共54页，星期二21页，共54页，星期二现状与发展电站燃气轮机的单机功率达300MW进气温度超过1350，排气温度超过600，热效率约为33%40%联合循环电站参数提高受限于燃气轮机技术新一代的高效燃气轮机的初温已经接近1500，燃气轮机单循环的效率接近40%，联合循环效率趋近60%22页，共54页，星期二表表72主要燃气轮机制造商提供的大型燃气轮机基本参数主要燃气轮机制造商提供的大型燃气轮机基本参数型号型号转数转数燃气初温燃气初温排气温度排气温度功率功率单循环效率单循环效率RpmMW%ABB GT263000126065427739.3GE9351FA3000132760626037.6GE9391G3000142756628239.5GE9001H3000142762133139.5KWU V94.33000128855022236.7KWU V94.3A3000134357726439.3Mtsb 701F3000134358627038.2Mtsb 701G3000142758733439.5W701F3000134956725237.523页，共54页，星期二。
余热锅炉余热锅炉 燃气轮机和蒸汽轮机之间，将燃气轮机排气热能转化为蒸汽热能蒸汽发生器，无空气预热器，锅炉给水利用锅炉尾部的热量加热锅炉的工质侧为多压形式，即设置23个压力等级的蒸汽发生系统， 24页，共54页，星期二余热锅炉的结构和布置特点余热锅炉的结构和布置特点 没有燃烧设备无辐射受热面，全部依靠对流受热面；采用受热面烟气侧强化传热余热锅炉烟气侧微正压，可取消送引风机没有空气预热器；通常需要设置旁路烟囱25页，共54页，星期二余热锅炉的分类余热锅炉的分类按锅炉炉水在受热面内的流动方式，分为强制循环和自然循环按排气流动的方向不同分为立式和卧式锅炉 26页，共54页，星期二烟囱档板烟囱档板燃机排气燃机排气燃气切换档板燃气切换档板消声器消声器消声器消声器旁路烟囱旁路烟囱余热锅炉余热锅炉至主烟囱至主烟囱图图713立式余热锅炉烟气流程图立式余热锅炉烟气流程图27页，共54页，星期二至主烟囱至主烟囱烟气出口烟气出口烟囱档板烟囱档板燃机排气燃机排气燃气切换档板燃气切换档板消声器消声器旁路烟囱旁路烟囱图图714立式余热锅炉烟气流程图立式余热锅炉烟气流程图除氧器除氧器中压锅筒中压锅筒高压锅筒高压锅筒28页，共54页，星期二。
余热锅炉的设计特点余热锅炉的设计特点余热锅炉汽水侧的多压特征余热锅炉烟温和工质温度变化特点29页，共54页，星期二低压循环泵低压循环泵给水泵给水泵高压循环泵高压循环泵喷水减温器喷水减温器旁路烟囱旁路烟囱低压蒸发器低压蒸发器高压省煤器高压省煤器高压蒸发器高压蒸发器高压蒸发器高压蒸发器高压过热器高压过热器高压过热器高压过热器主蒸汽主蒸汽凝结水凝结水高压锅筒高压锅筒除氧器除氧器/给水箱给水箱去主烟囱去主烟囱燃机排气燃机排气图图715双压余热锅炉汽水流程图双压余热锅炉汽水流程图30页，共54页，星期二Qt,t,过热器过热器蒸发段蒸发段工质温度工质温度烟气温度烟气温度省煤器省煤器图图717余热锅炉烟气温度和工质温度的变化曲线余热锅炉烟气温度和工质温度的变化曲线31页，共54页，星期二烟气入口烟气入口1211109876534321除氧器除氧器中压锅筒中压锅筒高压锅筒高压锅筒再再热热蒸蒸汽汽低压蒸汽低压蒸汽高压缸排汽高压缸排汽给水泵给水泵凝结水凝结水高高压压蒸蒸汽汽烟气出口烟气出口图图718三压再热带整体除氧器的余热锅炉的汽水系统图三压再热带整体除氧器的余热锅炉的汽水系统图32页，共54页，星期二。
第三节第三节汽轮机汽轮机汽轮机功率受限于燃气轮机排气和余热锅炉参数，为其1/31/2，与常规汽轮机基本原理和工作过程相同在设计和运行方面存在有较大的不同 33页，共54页，星期二主要特点 1、全变压特点、全变压特点2、无抽汽和增设补汽的特点、无抽汽和增设补汽的特点末末级级叶叶片片长长度度加加长长，对对汽汽轮轮机机的的制制造造水水平提出了更高的要求平提出了更高的要求我国还不具备制造补汽式汽轮机的能力我国还不具备制造补汽式汽轮机的能力34页，共54页，星期二第十章第十章整体煤气化联合循环整体煤气化联合循环IGCC35页，共54页，星期二燃料燃料燃气透平燃气透平发电机发电机压气机压气机余热锅炉余热锅炉凝汽器凝汽器汽轮机汽轮机发电机发电机空气空气给水加热器给水加热器给水泵给水泵高高热热值值煤煤气气或或合成天然气合成天然气原煤原煤煤气发生炉煤气发生炉甲甲烷烷化化煤气煤气气化剂气化剂36页，共54页，星期二燃煤联合循环发电装置最具有竞争力、最有发展前途：最具有竞争力、最有发展前途：整体煤气化联合循环（整体煤气化联合循环（IGCC）增压流化床联合循环（增压流化床联合循环（PFBC-CC），），以燃气以燃气蒸汽联合循环原理和技术为基础蒸汽联合循环原理和技术为基础IGCC：将煤气化：将煤气化+燃气燃气蒸汽联合循环蒸汽联合循环高效、极好的环保高效、极好的环保未来世界上最洁净的燃煤发电技术未来世界上最洁净的燃煤发电技术37页，共54页，星期二。
现状世界上世界上IGCC电站机组数十台，单机发电规模300MWIGCC电站容量达500MW我国已开始建设第一座300MW的IGCC示范电站 38页，共54页，星期二基本特点是一种无补燃的余热锅炉型联合循环 煤制成煤气作为燃气轮机的燃料系统和参数的优化配置真正体现“整体化”的优势 39页，共54页，星期二整体煤气化联合循环的工作过程和型式整体煤气化联合循环的工作过程和型式 排烟排烟513空气空气91211109876314水水煤煤煤气煤气空气空气排气排气粗煤气粗煤气蒸汽蒸汽气化剂气化剂40页，共54页，星期二IGCC的主要优点1燃料的适应性广2具有进一步提高效率的前景 3克服了单独煤气化的缺点 4优良的环保性能 5耗水量较少，节水效果显著 6充分利用煤炭资源，组成多联产系统 7宜大型化、并能与其它先进发电技术结合 8便于分段、分步建设电站 41页，共54页，星期二IGCC尚需解决的问题尚需解决的问题 整体煤气化联合循环装置庞大、系统复整体煤气化联合循环装置庞大、系统复杂，基建投资费用高，工期长杂，基建投资费用高，工期长系统的整体优化配置和控制技术系统的整体优化配置和控制技术厂用电率高（制氧的空气分离系统）厂用电率高（制氧的空气分离系统）适合燃煤气的先进燃气轮机技术适合燃煤气的先进燃气轮机技术大容量煤气化设备、高温煤气除尘及脱大容量煤气化设备、高温煤气除尘及脱硫技术硫技术 42页，共54页，星期二。
整体煤气化联合循环系统的主要设备整体煤气化联合循环系统的主要设备 煤气化炉和净化设备煤气化炉和净化设备 空气分离系统的类型空气分离系统的类型 1完全整体化空气分离系统2独立空分系统3 部分整体化空分系统43页，共54页，星期二去余热锅炉去余热锅炉氧气氧气氮气氮气煤气煤气87654321空气空气图图82完全整体化空分系统示意图完全整体化空分系统示意图煤气化炉；煤气化炉；2煤气净化装置；煤气净化装置；3压气机；压气机；4燃烧室；燃烧室；5燃气透平；燃气透平；6空气分离装置；空气分离装置；7氧气增压机；氧气增压机；8氮气增压机氮气增压机44页。