燃气－蒸汽联合循环技术在内蒙古发电领域的首次应用

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1、燃气－蒸汽联合循环技术在内蒙古发电领域的首次应用　　(1内蒙古电力工程技术研究院；2北方联合电力呼和浩特金桥热电厂，内蒙古呼和浩特010000) 　　摘要：文章介绍了燃气轮机发电的发展过程、燃气-蒸汽联合循环发电过程，同时详细介绍了苏里格2×150MW级燃气－蒸汽联合循环机组的主体设备、发电流程以及机组的运行等具体情况。 　　关键词：燃气轮机；联合循环；9E；布雷顿循环 　　中图分类号：TM611.31文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)03—0207—02 　　燃气轮机技术的在20世纪20年代进入工业

2、应用，40年代在航空发电机得到较大发展，70年代在舰艇领域广泛应用。从1939年瑞士推出世界上第一台发电用燃气轮机后，燃气轮机在发电领域也得到了广泛应用，但由于它的排气温度过高，放热损失较大，使得其功率被限制为37％左右，为了提高燃气轮机组的热效率，采用燃气－蒸汽联合循环技术，目前最新技术的联合循环机组热效率达到了60％左右，而超临界燃煤机组也仅为40％左右。为此，国内外相应制造和投产了许多燃气－蒸汽联合循环机组。90年代以来，随着天然气资源进一步开发，燃气轮机在发电领域得到了迅速发展，目前已成为电网发电设备的重要组成部分。近几年，世

3、界燃气轮机工业迅猛发展，GE、SIMENS、西屋等公司均与航空发动机制造厂彼此联营，保证及时地把航空领域的先进技术应用到发电领域。 　　苏里格发电有限责任公司位于内蒙古鄂尔多斯市乌审旗达布察克镇西6km处，地处苏里格气田、榆林气田和乌审旗气田三个探明储量超过千亿立方米特大型气田附近，一期工程为2×150MW级燃气－蒸汽联合循环机组。这是内蒙古在天然气发电领域的首次尝试，也是中国首台低氮燃烧-燃气机组。 1机组主体设备及主要控制系统介绍 　　苏里格燃气电厂2×150MW供热机组新建工程，燃机为美国GE公司生产的PG9171E型

4、燃气轮机发电机组，锅炉为XX锅炉厂设计制造的Q1021/535-159(30)＝-5.8(0.59)/513(260)型次高压强制循环余热锅炉，汽轮机为南京汽轮机厂生产的LZN60-5.7/0.58型单轴单缸冲动凝汽式汽轮机。 　　燃机部分控制系统采用GE公司开发设计的具有TMR(TripleModularRedundant三冗余)技术的MARKVI控制系统，它包括从信号的一次元件、控制系统、执行器等，组成的整套控制系统可靠性高，而且自动水平高，就燃气轮机本身，完成可实现从启动、并网到负荷控制的全自动，燃气轮机的运行很少需要运行人

5、员干预。余热锅炉和汽机部分采用新华公司的XDPS400＋集散控制系统，其完成对余热锅炉和汽轮机相关设备的控制，主要包括辅机的保护连锁，各功能子组的程序启动和停止功能及模拟量调节控制系统。余热锅炉和汽机系统内的所有辅机及阀门在接到燃机启动信号后按着控制要求动作，此部分的控制系统与常规的燃煤机组没有什么本质区别。DEH采用英国欧陆公司的NETWORK-6000控制系统(南京科远代理)，完成汽轮机启动、停止及转速控制、阀门切换、自同期控制、负荷控制，OPC保护，超速实验，阀门实验，汽门严密性实验,补汽控制等主要功能。 2燃气－蒸汽联合循环

6、机组的发电过程 　　燃气轮机机组一般由压气机、燃烧室和燃气透平组成，燃气轮机发电原理不同与常规的采用朗肯(RANKIE)循环的蒸汽轮机发电技术，它是采用布雷顿(BRAYTON)循环。主要是根据布雷顿循环原理将燃料的化学能通过透平-发电机系统转换为电能。机组运行中主要存在四个热力过程。即压气机中的空气压缩过程、燃烧室中的燃气加热过程、透平中的燃气膨胀过程，以及燃气轮机排气在大气中的放热过程。大气被压气机吸入进行压缩，达到一定的压力后进入燃烧室与燃料进行燃烧加热，形成高温燃气。最后具有一定压力的高温燃气进入透平通过静、动叶片膨胀做功，

7、由此带动发电机发电。做功后的烟气排到余热锅炉，余热通过余热锅炉产生高温高压蒸汽进入汽轮机做功。如下图所示： 　　740)this.width=740"border=undefined> 3机组的启动、运行、停机 　　联合循环的启动的包括燃机的启动及余热部分的启动，燃机的启动涉及一些相关启动装置。9E燃机的启动装置主要包括启动电机88CR,盘车电机88TG，液力变扭器，液力变扭器导叶调整电机88TM,辅助齿轮箱，充油式半柔性联轴器等辅机。盘车电机与启动电机之间，通过柔性联轴器相联，启动电机与液力变扭器之间，液力变扭器与辅助齿轮箱

8、之间是通过靠背轮螺栓相连(刚性连轴器)，辅助齿轮箱与燃机大轴(压气机)是通过充油式半柔性联轴器相联。启动电机带动燃机启动，当燃机的进气流量达点火需求后，燃机点火完成(经1min的轻吹过程)，燃机点火后继续升速，当燃机转速