燃气-蒸汽联合循环机组布置方案研究

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1、第31卷第8期华电技术V01．31NO．82009年8月HuadianTechnologyAug．2009燃气一蒸汽联合循环机组布置方案研究张军(广东惠州天然气发电有限公司，广东惠州516082)摘要：对燃气一蒸汽联合循环的几种布置方案进行了介绍，重点对单轴联合循环机组的型式进行了研究并与其他型式进行了比较，得出了多套并列的F级单轴联合循环机组宜实行单元制的紧凑布置、单元制的建设、单元制的运行、单元制的管理和检修及其便于扩建的结论。关键词：联合循环机组；机组形式；布置方案；比较；研究中图分类号：TM611

2、．3l文献标志码：B文章编号i1674—1951(2009)08—0026—05使辅助设施(如冷却水系统)可以统一布置，使设备1燃气一蒸汽联合循环机组的布置方案简化，布置紧凑，厂房面积小，土建成本降低，使整个燃气一蒸汽联合循环机组中的燃气轮机和汽轮电厂紧凑高效，电站投资降低。西门子公司有关人机可以设计成单轴布置或多轴布置，单轴布置是将员认为，单轴机组设备造价可比多轴机组低约5％。燃气轮机轴系和汽轮机组的轴系串联成一个轴系，单轴联合循环机组具有系统简化、设备费用低、共同驱动同1台发电机，多轴布置即燃气轮机和

3、汽变工况下效率下降较少、控制系统简化、运行维护简轮机各自驱动单独的发电机。有时1台汽轮机是由化、有较高的可靠性性和利用率等优点，因此，近年2台(或更多)燃气轮机的排气热量(通过余热锅炉来被迅速推广应用，特别是在新一代大功率联合循供汽)所驱动，其结果必然是各台分别驱动各自的环中广泛采用单轴机组。发电机，此为3轴布置。因此，燃气一蒸汽联合循环缺点：不能采用前期安装简单循环的燃气轮机机组在总体布置形式上是比较灵活的，典型的联合先行投入运行；而后期建设增加蒸汽循环的分期建设方案，也基本上不适用于对已有的汽轮发电机

4、组循环发电机组配置方式如图1所示。进行提高效率、增大容量的技术改造。美国GE公司对单轴与多轴机组做了一些比较(见表1)，它以2台MS7001FA燃气轮机及三压再热蒸汽回路的联合循环作比较对象，其中，多轴机组由2台燃气轮机与1台汽轮机组成。从中可以看出单轴机组的优点较多。2地面单轴型联合循环发电机组的布置方案单轴型联合循环发电机组安装顺序有以下2种：(1)燃气轮机一发电机一汽轮机顺序安装的GT—G—ST型式。(2)燃气轮机一汽轮机一发电机顺序安装的GT—ST—G型式。在GT—G—ST型式中还可以细分为在发电

5、机和汽轮机之间不设有SSS同步离合器和设有SSS同图1典型的联合循环发电机组配置方式步离合器2种。下面分别介绍它们的优缺点。单轴布置只有1台发电机及相关的输变电设(1)在发电机和汽轮机之间不设有SSS同步离备，余热锅炉一般不需加装旁通烟囱和挡板，同时，合器的GT—G—ST型式。优点：节省设备费用，便于全电厂的调节控制；收稿日期：2009—04—01轴距较短，节省机组的厂房布置面积；当有现成的蒸第8期张军：燃气一蒸汽联合循环机组布置方案研究·27·表1单轴机组与多轴机组的比较预热升温，当蒸汽轮机的主轴转速增

6、高到与发电机的转速相同时，离合器会主动啮合上，蒸汽轮机就可以携带负荷。缺点：发电机被置于燃气轮机与蒸汽轮机之间，无法从轴向抽取发电机转子，不利于检修工作，检修时必须起吊整台发电机；增设SSS离合器，不但增加了轴距还需要增加比投资费用；蒸汽轮机不能再当作启动机适用。3单轴型联合循环发电机组的布置举例3．1单轴型联合循环发电机组布置3．1．1发电机尾置方式以GE公司S109FA和三菱公司M701F为代表的燃气轮机+向下排汽的汽轮机+发电机的连接方式，简称发电机尾置方式，如图2所示。GE公司S109FA“1+1

7、”单轴联合循环机组(390．8MW)的主厂房长约62m、跨度约为28m；集控室和电气设备间布置在主厂房侧面的披屋内，其汽源时，可以利用蒸汽轮机作为燃气轮机的启动机。屋顶搁置燃气轮机进气过滤器。动力岛大小约为缺点：在建造过程中，虽然燃气轮机的安装周期150m×80m，面积约12000m；单位容量占地为比较短。但由于无法越过蒸汽轮机直接驱动发电机工作，因此，建造周期长，资金周转率下降；蒸汽轮机30．7m／MW，如图3所示。三菱公司MPCP1—701F单轴联合循环机组故障时，燃气轮机不能单独运行；整台机组不能快

8、速启动，联合循环机组用作调峰运行的适应性将被严(398MW)的主厂房跨距为30m，长55m，高3O．5m；重恶化。主厂房旁有宽17ITI的披屋，披屋底层是电气设备和(2)在发电机和汽轮机之间设有SSS同步离合控制问，披屋的屋面(6m高)搁置燃气轮机进气过器的GT—G—ST型式。滤器，主设备布置在标高为11．5m的运转层上，动优点：蒸汽轮机故障时，燃气轮机可单独运行；力岛大小约为150m×85m，即12750m；动力岛折燃气轮机