联合循环发电技术概述

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1、·8·第20卷第4期2006年12月束矛审泰评奔DongfangElectricReviewV01．20No．4Dee．2006联合循环发电技术概述王平子(东方汽轮机厂，四川德阳，618000)摘要：根据日文期刊<火力原子力发电>关于联合发电的11篇讲座的内容，对联合循环发电的原理、特点、现状和将来展望等作概括的叙述。’关键词：联合循环发电；燃气轮机；汽轮机；余热锅炉中图分类号：TM611．3文献标识码：A文章编号：1001—9006(2006)04—0008—16SummaryofCombinedCyclePowerGeneratingTechn

2、iqueWANGPing-zi(DongfangStreamTurbineworI【s，SichuanDeyang618000，China)Abstract：BasedontheseriesoflecturesonJapaneseJournal“PowerGeneratingbyFossilFuelsandAtomFuel”，thispaperstatesbrieflytheprinciples，features，currentstatusandfutureperspectiveofthecombinedcy—clepowergenerating．

3、Keywords：combinedcyclepowergenerating；gasturbine；steamturbine；heatrecoveryboiler1概论1．1前言自20世纪40年代开始，随着航空燃气轮机的发展，固定式燃气轮机也得到了迅速的发展。但长期以来，简单循环燃气轮机作为发电设备其效率还不能与汽轮机相竞争。直至80年代，随着燃气轮机初温的不断提高，因而排气温度也足够高才使燃气一蒸汽联合循环发电技术逐渐成熟起来。它的出现使发电行业产生了相当大的变革，只有它能做到供电效率超过50％，运行可用性大于90％，NOx排放量<10ppm，同时

4、还能实现快速起停，适应调峰需要。近几年来，燃气一蒸汽联合循环发电技术得到了飞速的发展。目前，发达国家每年新增的联合循环总装机容量约占火电新增容量的40％～50％。2002年全世界新增发电设备为122000MW，其中蒸汽轮机为40000MW，燃气一蒸汽联合循环为37000MW，二者几乎持平。最近国家已决定大力开发燃气轮机及联合循环发电设备，如东方汽轮机厂2003年中标的10台燃收稿日期：2006—08—14作者简介：王平子(1940一)，男，研究员级高工。1961年毕业于哈尔滨工业大学涡轮机专业本科；1978年入清华大学工程力学系研究生班学习，198

5、1年毕业并获硕士学位。先后在哈汽、东汽、成都科技大学、上汽，最后在东汽工作。长期从事汽轮机的气动和热力试验研究和设计，是我国“G．I”型汽轮机调节阀的主要研制者之一。在国家二级以上刊物共发表16篇文章，其中有2篇参加了国际学术会议。参加过机械工业部发电设备战略研究——洁净煤发电技术装备课题的研究工作，与其他人一起编写了“超临界汽轮机的现状和开发前景”分析报告。撰写了国家八六三“超超l}缶界燃煤发电技术”课题“子课题3”技术报告“超临界关键技术研究”。英、日、俄、德科技资料、文献译文的数量超过350万字。第20卷第4期2006年12月柬矛审奈坪奔Do

6、ngfangElectricReviewV01．20No．4，、Dec．2006。9‘气一蒸汽联合循环发电设备项目就是从日本三菱重工引进并合作生产的M701F燃气轮机联合循环技术，燃机简单循环功率270．3MW，联合循环装置总功率371．74MW，装备净效率56．67％(LHV基准)。1．2联合循环发电的原理1．2．1汽轮机发电作为现在火力发电设备主体的汽轮机，以水蒸汽和水作为工作介质的Rankine循环为基本循环(见图1)，它具有能利用比较低温度热量的特征。这种汽轮机发电装置在引入再热回热循环，采用超临界参数，单机大容量化等措施后，燃天燃气其热效

7、率可达41％。譬o、h趟赠锅燃料泵熵N图1汽轮机循环1．2．2燃气轮机发电‘燃气轮机发电如图2所示，它以空气及燃烧气体作工质的Brayton循环作为基本循环，具有利用比譬■、魁赐压气机燃气透平图2燃气轮机循环熵^较高温区域热量的特征。为提高燃气轮机发电的热效率，主要应尽量提高涡轮进口气体温度，现在涡轮进气温度已达到1300℃，很多1300℃级的燃气轮机已在运行之中。另外，在不久的将来预计会有l450。C进气温度的燃气轮机投入商业运行。然而，燃气轮机的排气温度约为500～600。C，而汽轮机出口蒸汽温度(约30℃)则要低得多，当燃气轮机单独工作时，这

8、样高温的热量就得不到利用，因此燃气轮机单独工作热效率相当低，1IOOOC级燃气轮机单独工作热效率为29％，1300％级燃气