1、燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院第一节第一节 联合循环的热力学原理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：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）211TT 燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院第一节第一节 联合循环的热力学原理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燃气轮机循环的工作过程：燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第
2、一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院 两者效率接近，略高于两者效率接近，略高于40%。汽轮机汽轮机循环利用蒸汽在常温下凝结的特性，循环利用蒸汽在常温下凝结的特性，工质平均放热温度很低，达到了环境温度，但工质平均放热温度很低，达到了环境温度，但工质平均吸热温度不高，往往为工质平均吸热温度不高，往往为500600（受到金属材料的限制）。（受到金属材料的限制）。燃气轮机循环的工质平均吸热温度很高，燃气轮机循环的工质平均吸热温度很高，燃气初温达到了燃气初温达到了13001500，但工质平均放，但工质平均放热温
3、度不低，排气温度往往为热温度不低，排气温度往往为500600，大，大功率燃气轮机的排气温度则高达功率燃气轮机的排气温度则高达550610。（受到压比得限制）（受到压比得限制）燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院 燃气轮机组优点：燃气轮机组优点：（1）整个装置体积小、重量轻、金属及其他材料耗）整个装置体积小、重量轻、金属及其他材料耗量少、造价较低；量少、造价较低；（2）占地少，约为常规火电厂的）占地少，约为常规火电厂的1/4；（3）安装周期短，维修简单；）安装周期短，维修简单；（4）冷却用水少，约为常规电厂的）冷却用水少，约为常规电厂的1/31/2
4、；（5）能快速启动和带负荷（）能快速启动和带负荷（30s30min内）；内）；二、联合循环的热力学原理燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院 燃气轮机组缺点：燃气轮机组缺点：（1）采用昂贵的天然气、石油等轻质燃料；）采用昂贵的天然气、石油等轻质燃料；（2）压气机耗费功率大（约为燃气轮机功率的）压气机耗费功率大（约为燃气轮机功率的2/3或或更多）；更多）；（3）放热温度高达放热温度高达400650；二、联合循环的热力学原理燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院二、联合循环的热力学原理燃气轮机与联合循环燃气
5、轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院 燃气燃气-蒸汽联合循环，将燃气轮机排出的温度较高的废热，用以蒸汽联合循环，将燃气轮机排出的温度较高的废热，用以加热蒸汽循环，其主要特点：加热蒸汽循环，其主要特点：（1）提高热经济性，只要汽轮机和燃气轮机容量匹配，正确）提高热经济性，只要汽轮机和燃气轮机容量匹配，正确选择各项参数和热力系统，其热效率可提高到选择各项参数和热力系统，其热效率可提高到45%；（2）减轻公害，由于利用了燃气轮机的废热，蒸汽锅炉的有）减轻公害，由于利用了燃气轮机的废热，蒸汽锅
6、炉的有害气体排放可以大为减少；害气体排放可以大为减少；（3）适用于缺水地区或水源较困难的坑口电站；）适用于缺水地区或水源较困难的坑口电站；（4）改造旧电站，旧电厂改造锅炉报废，可以继续使用汽轮）改造旧电站，旧电厂改造锅炉报废，可以继续使用汽轮机，若配以容量匹配的燃气轮机，改造成燃气机，若配以容量匹配的燃气轮机，改造成燃气-蒸汽动力循环，可蒸汽动力循环，可提高热效率；提高热效率；二、联合循环的热力学原理燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院燃气轮机与联合循环燃气轮机与
7、联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院第二节第二节 燃气燃气-蒸汽联合循环的类型及特点蒸汽联合循环的类型及特点一、燃气-蒸汽联合循环的类型燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院二、基本形式的联合循环 按照燃气循环排气放热量被蒸汽循环全部或部分利用的不同情按照燃气循环排气放热量被蒸汽循环全部或部分利用的不同情况，可以分为三种类型：况，可以分为三种类型：（1）余热锅炉联合循环；（2）补燃余热锅炉联合循环；（3）增压锅炉联合循环；燃气轮机与联合循环燃气轮
8、机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院（1）余热锅炉联合循环 特点：以燃气轮机为主，汽轮机容量约为燃气轮机的1/3左右；适用于旧、小蒸汽动力厂的改造；若燃气轮机的进气温度为1000，其热效率可以达到40%45%；汽轮机不能单独运行；二、基本形式的联合循环燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院（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
9、增加，冷却水量增加；汽轮机不能单独运行；二、基本形式的联合循环燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院（3）增压锅炉联合循环 特点：以压气机代替锅炉的送风机；锅炉与燃烧室合二为一；锅炉体积可减小；锅炉启动只需78min；汽轮机不能单独运行；二、基本形式的联合循环燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院三、燃煤型联合循环燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院1959年，我国从瑞士B
10、BC引进了两台6.2MW燃气轮机列车电站；我国首座燃气电厂建于大庆油田；70年代初，我国开始研制联合循环，天津第二热电厂用哈尔滨汽轮机厂生产的2.24MW燃气轮机建成补燃余热锅炉型联合循环；上海宝钢电厂利用高炉煤气，于1996年建成一座150MW的余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环热电联产装置；浙江镇海电厂正在建两套300MW烧重油的联合循环装置四、联合循环发展燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院五、联合循环优点基本特点：高效率、低污染、低水耗基本特点：高效率、低污染、低水耗燃油（气）联合循环：燃油（气）联合循环：系统简单、启停机快、比投资费用低；系统
11、简单、启停机快、比投资费用低；燃煤联合循环：燃煤联合循环：可燃用高硫、高灰分、低热值劣质煤。可燃用高硫、高灰分、低热值劣质煤。）燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院一、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 第三节第三节 常规余热锅炉联合循环常规余热锅炉联合循环燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与
12、动力学院能源与动力学院燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院一、设备与系统2、与常规蒸汽循环机组的区别（1）联合循环没有多级回热加热系统原因：常规锅炉具有空预器，可以进一步利用锅炉汽水受热面后的烟气余热而不使余热损失掉；而联合循环余热锅炉无空预器，若给水温度过高，排烟温度就会很高，余热浪费掉；（2）联
13、合循环没有单独的除氧器 第三节第三节 常规余热锅炉联合循环常规余热锅炉联合循环燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院一、设备与系统3、余热锅炉的基本热力参数热效率：功比率：第三节第三节 常规余热锅炉联合循环常规余热锅炉联合循环stccgtPSPfstgtQPP cc燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院一、设备与系统3、余热锅炉的基本热力参数热效率：功比率：第三节第三节 常规余热锅炉联合循环常规余热锅炉联合循环(1)ccgtgthst(1)stccgthgtS燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院燃气轮机与联合循环燃气轮机与联合循环第一章 联合循环概论能源与动力学院能源与动力学院三、余热锅炉型联合循环的基本特征1.启停时间短，便于调峰运行2.部分负荷下热经济性高3.占地面积小4.比投资费用低（40%-70%）5.建设周期短（18-24个月）6.管理费用低
