燃气轮机热力循环性能的分析计算

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1、燃气轮机热力循环性能的分析计算.freel1、m2、m3、m4、m5、m6、m7。循环输入参数:气化炉选择为PRENFLO气化炉,气化炉出口温度为1200℃。煤气净化装置的入口温度为200℃,出口温度为200℃。煤种选择Ensdorf煤(德国),Q￡=31150l(J/kg,K=10.35,≯=0.988)。清洁煤气的摩尔比m~m7分别取0.28,0.655,0.012,0.037,0.00045,0,0.015。压气机进口空气温度20℃,压气机绝热效率和透平相对内效率均为0.9。燃烧室和余热锅炉的压力损失系数分别为0.03,0.02,取燃烧室效率为O.98。排向

2、大气的燃气温度至少高于露点温度20℃。余热锅炉和煤气化装置中热交换器b的热端温差△t4-6、△t8-11越小,系统对余热的回收越充分,系统的热效率和比功越高。在下面的计算中,△t4-6、△t8-11均取计算条件中所规定的气一气换热器温差最低值20℃。与其它燃气轮机循环相同,压比和温比是影响IGSTIG循环性能的主要参数,当初温为1300℃,压比在20。40范围内,循环的热效率可达45%~48%,而在相同参数条件下,燃油或天然气的STIG循环的效率为49%。54%,效率下降的原因是煤的气化损失。根据燃气轮机装置实际应用中的常规运行参故,取循环进气温度约为290K、压

3、力约为100KPa;最高温度约为1500K,压气机绝热效率为0.85,燃气轮机的相对内效率为0.87,设循环中气体从1300K的高温热源吸热,向290K的低温热源放热,燃气轮机装置常观性能参数与根据上述讨论得到的考虑M尽可能。无论是简单的还是复合的燃机循环都有一个最佳压比存在,IGSTIG循环的最佳压比在初温1100℃、12000C、1300℃时分别为29、40、46,而燃油或天然气的STIG循环的最佳压比在相同初温时分别为26、35、39,这是由于IGSTIG循环烧热值较低的煤气,燃料消耗量较大,燃烧后生成的燃气量也较大,从而拉大了透平功和压气功的差距,因此要在

4、稍高的压比下才达到最高效率。在相同初温下,IGSTIG循环达到最佳压比时对应的比功值要比燃油STIG循环达到最佳压比时所对应的比功值高,一方面是由于IGSTIG循环的燃料消耗量较大,燃气量也较大使比功增大,另一方面由于IGSTIG循环回收煤气化显热产生了更多的回注蒸汽,致使比功也相应提高。当温比、压比一定时,注蒸汽比与循环热效率和比功的关系明显。循环比功随着注蒸汽比的增加而增加;循环热效率随着注蒸汽比的增加达到最大值后,进一步增加注蒸汽比,已没有足够的余热供回收,这将导致热效率的下降。4.结论本文将煤气化技术与注蒸汽循环结合起来,构造了以煤气化产物为燃料的注蒸汽燃

5、气轮机循环,并对系统进行了热力学分析,结果表明,IGSTIG循环虽然由于增加了煤气化装置而必然引起附加损失,但又由于煤气化显热得以有效回收以及最佳压比的提高,而使其循环性能与燃油或天然气的如G循环相近,是很有发展前途的燃煤发电技术。所得结论如下:a.对于相同条件下,燃气轮机装置有回热和无回热相比,得到明显的提高;且可通过增大r来获得较大的值。b.回热式燃气轮机装置循环在d较小情况下,M随着丌的增加而减小,随着r的增加而增加;在d较大的情况下,随着丌的增加而增加,随着r的增加而减小。c.M随着d的增加而逐渐减小。为减小熵产,口应大于0.7;在Tm/TLR越大时,仃应

6、尽可能大,但应用中若盯过大,将增加回热器投资费用、尺寸、重量等,不利于实际生产,因此工程中可根据情况适当选择。