大型燃气-蒸汽联合循环供热电站选型分析

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1、第35卷第4期华电技术Vo1．35No．42013年4月HuadianTechnologyApr．2013大型燃气一蒸汽联合循环供热电站选型分析曾荣鹏，郑淑芳，谢李兵。(1．北京龙威发电技术有限公司，北京100044；2．联邦控股(香港)有限公司，北京100029；3．广西桂能科技发展有限公司，广西南宁530007)摘要：介绍了大型燃气一蒸汽联合循环发电机组的特点，结合实例分析了联合循环发电机组的选型过程，论述了机组容量、能源价格、机组年运行时间等对投资回收期的影响，供机组选型时参考。关键词：天然气；燃气一蒸汽联合循环；发电机组；热电联产；选型分析中图分类号：TK47文献标志码lB文章编

2、号：1674—1951(加13)04—0010—04等特点，方案优先考虑机组的可用率及运行方式的0引言灵活性。我国能源以煤炭为主，天然气资源所占比重较2．1联合循环整体布局与供热能力的选择小且分布很不均匀。大型燃气一蒸汽联合循环电站可供选择的燃气轮机有GE、三菱、西门子、阿尔主要集中在中心城市、沿海地区以及天然气产地。斯通4家公司的9E和9F型号，整体布局考虑单轴例如，北京郑常庄、太阳宫，深圳美视，杭州半山，内配置方案与典型的多轴配置方案“2拖1”型。蒙古苏里格等E级、F级燃气一蒸汽联合循环电站。多轴配置方案较前者供热能力有所提高，整体与传统煤电相比，天然气发电在燃料成本上缺布局结构紧凑

3、，适合带基本热负荷；在热负荷调峰方乏竞争力，除去政策补贴以及减排收益等有利因素面不如单轴配置方案灵活性强。考虑到该工程热负外，联合循环电站的容量在很大程度上决定了项目荷的特点，选择单轴配置方案。的可行性。考虑到地区特点，基于F级燃气轮机的2．2单轴配置方案的选择联合循环发电技术是我国华北、东北、东南沿海等大根据热负荷容量、热负荷调峰和机组检修的需部分地区的首选；如果上述地区有供热需求，可结合要，有2种单轴配置方案可供选择。地区特点，选择E级及其他等级的燃气轮机(以下方案1：2套S109FB(1台F级燃机+1台余热简称燃机)¨。锅炉+1台抽汽凝汽式汽轮机)燃气一蒸汽联合循本文以广东某燃气热

4、力公司的燃气一蒸汽联合环供热机组，采用“1用1备”的运行方式，年运行小循环发电供热项目为例，分析比较了E，F级联合循时数为5000h，利用汽轮机抽汽供热。环供热电站的特点，为同类项目提供参考。方案2：3套S109E型(1台E级燃机+1台余热锅炉+1台汽轮机组)燃气一蒸汽联合循环供热1项目概况机组，1套S109E配备背压式汽轮机，汽轮机排汽可该项目燃料为液化天然气LNG(LiquefiedNatu—满足最小供热负荷(170t／h)需求；另外2套配备抽ralGas)，低位热值为36．57MJ／m，采用“以热定汽凝汽式汽轮机，利用汽轮机的抽汽对热负荷调峰。电”的运行模式。热负荷全部为工业热负荷

5、，压力年运行小时数：1套S109E(背压机组)为7020h，2为1．1MPa，温度为290oC，供汽量为170～270t／h，套S109E(抽凝机组)分别为5000h和2200h。特点如下：通常的运行模式：1套S109E(背压机组)+1套(1)供汽可靠性高，要求有充足的备用容量；S109E(抽凝机组)；当$109E(背压机组)检修时，2(2)日热负荷与年热负荷波动大，供热调峰能套S109E(抽凝机组)通过抽汽供热。力要求高；3联合循环供热机组性能(3)年最大热负荷持续时间为8540h。现将GE、三菱、西门子、阿尔斯通4家公司9E，2系统与方案9F联合循环供热机组的简单循环与联合循环参数汇

6、总于表1、表2。根据热负荷连续性强、波动性大和供热时间长3．1燃气轮机结构的分析与对比收稿日期：2012—11—30；修回日期：2013—01一l2(1)压气机通流部分采用“可控扩压”设计，使第4期曾荣鹏，等：大型燃气一蒸汽联合循环供热电站选型分析·11·表1E。F级燃机参数汇总(简单循环)注：表中数据为最大供热(270t／h)时的数值。压气机获得大流量、高压比。对于压气机来说，1个核汽轮机抽汽处部件的结构强度，包括汽缸结构、缸级的增压比只有1．15—1．35，整台燃机的压比和压体上的开口位置、抽汽管的管径和位于抽汽口前一气机的级数有关，以GT26燃机为例，级数为22级，级的压力级的强度

7、等；同时考虑抽汽口后各级汽轮压比高达30。机压力级冷却蒸汽流量的需求。采取中间级放气的防喘振措施且机组负荷在3．3E。F级燃机联合循环方案比较70％～100％额定负荷间波动时，通过调整可调导叶分析表1、表2中E，F级燃机循环方案，发现有(静叶)的进气角保持燃机的排气温度不变，可获得以下特点：良好的喘振裕度和较高的等熵压缩效率。(1)就燃机自身的特点而言，E级容量为126．1—(2)GE公司透平的级数为3级，三菱、西门子公182．2M