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燃气轮机冷热电联产系统与蓄能变工况特性冯志

燃气轮机冷热电联产系统与蓄能变工况特性冯志
燃气轮机冷热电联产系统与蓄能变工况特性冯志

简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展正式版

Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展正式版

简析燃气轮机发电机组的现状及未来 发展正式版 下载提示:此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中,通过合理组织生产过程,有效利用生产资源,经济合理地进行生产活动,以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用,也可根据实际需要修订后使用。 火力发电的历史久远,为世界经济发展提供着充足的能源。但是,随着环境保护观念深入人心,世界资源日益紧缺,火力发电已经成为我国经济转型、产业结构调整的重点对象。作为新型发电模式,燃气轮机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有点,污染小。在我国工业实践中,受到制造技术的商业秘密制约,自主创造能力十分薄弱,进口是主要来源,并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发电机组的当前发展情况,并展望未来趋势,希望引起工业领域人员的重

视。 1.燃气轮机及其发电机组现状浅析 1.1.燃气轮机浅析 作为旋转式动力机械,气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化,进而推动发电机组旋转。从世界范围来看,第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造,时间为1939年。经数十年发展,机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分,轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前,俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外,海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成,实现了41.6%的热

燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析

燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析 摘要:介绍燃气分布式能源系统配置。对燃气轮机、燃气内燃机发电机组性能(性能参数、变工况特性、余热特性、燃气进气压力)、经济性等进行比较。 关键词:分布式能源系统;燃气轮机发电机组;燃气内燃机发电机组;经济性 Analysis on Performance and Economy of Gas Turbine and Gas Engine Generator Units Abstract:The configuration of gas distributed energy system is introduced.The performance of gas turbine generator unit including performance parameters,variable conditions characteristics,waste heat characteristics and gas inlet pressure as well as the economy are compared with gas engine generator unit. Keywords:distributed energy system:gas turbine generator unit;gas engine generator unit;eeonomy 1概述 燃气分布式能源系统(以下简称分布系统)是指布置在用户附近,以天然气为主要一次能源,采用发电机组发电,并利用发电余热进行供冷、供热的能源系统[1-11]。主要设备包括发电机组、余热利用装置等,作为动力设备的发电机组是分布系统的关键。 分布系统通常采用的发电机组为燃气轮机发电机组(以下简称燃气轮机组)、燃气内燃机发电机组(以下简称内燃机组)。燃气轮机组是以连续流动气体为工质,将热能转化为机械能的旋转式动力设备,包括压气机、燃烧室、透平、辅助设备等,具有结构紧凑、操作简便、稳定性好等优点。在分布系统中应用的主要是发电功率范围为25~20000kW的微型、小型燃气轮机组。 内燃机组是将液体或气体燃料与空气混合后,直接输入气缸内部燃烧并产生动力的设备,是一种将热能转化为机械能的热机,具有体积小、热效率高、启动性能好等优点,发电功率范围为5~18000kW。美国不同规模分布系统的发电机组发电功率见表1[12]。

联合循环燃气轮机发电厂简介

联合循环燃气轮机发电厂简介 联合循环发电:燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的 循环系统,它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽,再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环,也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的MS9001E然气轮机,其热效率为33.79%,余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。1.燃气轮机 1.1 简介燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机,它的结构与飞机喷气式发动机一致,也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分: 1 、燃气轮机(透平或动力涡轮); 2、压气机(空气压缩机); 3、燃烧室。其工作原理为:叶轮式压缩机从外部吸收空气,压缩后送入燃烧室,同时燃料(气体或液体燃料)也喷入燃烧室与高温压缩空气混合,在定压下 进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工,推动动力叶片高速 旋转,乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命 周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机,轻型燃气轮机为航空发动机的转型,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃 气轮机为工业型燃机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产。埕岛电厂采用的 MS9001E燃气轮发电机组是50Hz, 3000转 /分,直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早 于 1987年投入商 业运行,基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW热效率为 33.79%,排气温度539C,排气量1476X103公斤/小时,压比为12.3,燃气初

汽轮机变工况

第三章第三章汽轮机的变工况 chapter 3 The changing condition of Steam turbine 设计工况:运行时各种参数都保持设计值。 变工况:偏离设计值的工况。 经济功率:汽轮机在设计条件下所发出的功率。 额定功率:汽轮机长期运行所能连续发出的最大功率。 研究目的:不同工况下热力过程,蒸汽流量、蒸汽参数的变化,不同调节方式对汽轮机工作的影响;保证机组安全、经济运行。 第一节喷嘴的变工况 The changing condition of a nozzle 分析:喷嘴前后参数与流量之间的变化关系 一、渐缩喷嘴的变工况 The changing condition of a contracting nozzle 试验:调整喷嘴前后阀门,改变初压和背压,测取流量的变化。 (一)(一)初压P*0不变而背压P1变化 (1)(1)εn=1,P1= P*0,G=0,a-b,d (2)(2)0<εn<εcr,G<G cr,a-b1-c1,1 (3)(3)εn=εcr,G=G cr,a-b2-c2,e (4)(4)ε1d<εn<εcr,G=G cr,a-b3-c3,3 (5)(5)εn=ε1d,G=G cr,a-c4,4 (6)(6)εn<ε1d,G=G cr,a-c4-c5,5 列椭圆方程: (二)(二)流量网图 改变p*0可得出一系列曲线,即流量网图 横坐标:ε1= p1/p*0m; 纵坐标:βm=G/G 0m; 参变量:ε0= p*01 /p*0m p*0m、G*0m:分别为初压最大值和与之相应的临界流量的最大值。 例1:已知:p0 =9MPa ,p01 =7.2MPa,p1 =6.3MPa,p11 =4.5MPa 求:流量的变化。

第三章 汽轮机的变工况特性-第三节 配汽方式及其对定压运行机组便工况的影响

第三节 配汽方式及其对定压运行机组便工况的影响 汽轮机的配汽方式有节流配汽、喷嘴配汽与旁通配汽等多种,其中最常用的是节流配汽与喷嘴配汽两种。旁通配汽主要用在船、舰汽轮机上,故这里不作介绍。下面先介绍配汽方式,然后介绍配汽方式对定压运行机组交工况的影响。 一、节流配汽 进入汽轮机的所有蒸汽都通过一个调节汽门(在大容量机组上,为避免这个汽门尺寸太大,可通过几个同时启闭的汽门),然后流进汽轮机,如图3.3.1(a)所示。最大负荷时,调节汽门全开,蒸汽流量最大,全机扣除进汽机构节流损失后的理想比治降)('?mac t h (见图3.3.1b)最大,故功率最大。部分负荷时,调节汽门关小,因蒸汽流量减小,且蒸汽受到节流,全机扣除进汽机构节流损失后的理想 比治降减为)(''?mac t h 故功率减小。图3.3.1(b)中0 p '表示调节汽门全开时第一级级前压力,0 p ''表示调节汽门部分开启时第一级级前压力。 节流配汽汽轮机定压运行时的主要缺点是,低负荷时调节汽门中节流损失较大,使扣除进汽机构节流损失后的理想比焓降减小得较多。通常用节流效率th η表示节流损失对汽轮机经济件的影响:

mac t mac t th h h ?' '?=)(η (3.3.1) 根据第二章全机相对内效率i η的定义,可得 th i mac t mac t mac t mac i mac t mac i i h h h h h h ηηη'=?' '?''?''?=?''?=)()()()( (3.3.2) 式中,)()(''?' '?='mac t mac i i h h η,指未包括进汽机构的通流部分相对内效率,对再热机组m ac t h ?、)(''?mac t h 、)(''?mac i h 均为高中低压缸比焓降之和。 节流效率是蒸汽初终参数和流量的函数。图3.3.2是初压0p =12.75MPa ,初温0t =565℃时,节流效率th η与背压g p 、流量比G G /1的关系曲线。只要求出 G G /1下的0P '',若是再热机组尚需知道再热压力 1r p 、再热压损1r p ?与再热温度r t ,就可查水蒸汽图表求出th η。由图可见,在同一背压下,蒸汽流量比设计值小得越多,调节汽门中的节流越大,节流效率越低。在同一流量下,背压越高,节流效率越低。因此,全饥理想比焓降较小的背压式汽轮机,不宜 采用节值配汽。背压很低的凝汽式汽轮机,即使流量下降较多,节流效率仍降得根少。 与喷嘴配汽相比,节流配汽的优点是:没有调节级,结构比较简单,造成本较低;定压运行流量变化时,各级温度变化较小,对负荷变化适应性较好。 现代大型节流配汽汽轮机若是滑压运行则既可用于承担基本负荷, 也可用于

联合循环燃气轮机发电厂简介(通用版)

( 安全管理 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 联合循环燃气轮机发电厂简介 (通用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

联合循环燃气轮机发电厂简介(通用版) 联合循环发电:燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的循环系统,它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽,再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环,也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的MS9001E燃气轮机,其热效率为33.79%,余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。 1.燃气轮机 1.1简介 燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机,它的结构与飞机喷气式发动机一致,也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分:1、燃气轮机(透平或动力涡轮);2、压气机(空气压缩机); 3、燃烧室。其工作原理为:叶轮式压缩机从外部吸收空气,压缩后

送入燃烧室,同时燃料(气体或液体燃料)也喷入燃烧室与高温压缩空气混合,在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工,推动动力叶片高速旋转,乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机,轻型燃气轮机为航空发动机的转型,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产。 埕岛电厂采用的MS9001E燃气轮发电机组是50Hz,3000转/分,直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早于1987年投入商业运行,基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW,热效率为33.79%,排气温度539℃,排气量1476×103公斤/小时,压比为12.3,燃气初温为1124℃,机组为全自动化及遥控,从启动到满载正常时间为约20分钟,机组使用MARKⅤ控制和保护系统.

燃气轮机冷却空气量计算及变工况分析

燃气轮机冷却空气量计算及变工况分析 姜聪 (湖北省电力勘测设计院,湖北武汉,430000) Study on calculation and part load operation of cooling air allocation for gas turbine JIANG Cong (HuBei Electric Power Design Institute,HuBei Wuhan,430000) Abstract:Based on the informations of hurge gas turbine,this paper has researched the ways of calculation about cooling-air proportion of Sienens V94.3.According the cooling modeL and theorem to the blade of turbine gas,we can get the model of calculation about cooling-air proportion.This way is easy to comperhend, and the precision is fulfill to realistic requirement. Key Words: Gas turbine; Cooling air; Calculation methods 摘要:根据大型燃气轮机的结构和性能资料,本文对西门子V94.3燃气轮机冷却空气量的计算方法进行了研究。从燃气透平叶片冷却方式和机理入手,得到燃机冷却空气量的计算模型。该方法简单理解容易,计算精度满足实际工程分析需要。 关键词:燃气轮机,冷却空气,计算方法 1 前言 随着燃气轮机在电力工业中的应用,大容量高参数的机组可以得到较高的效率和经济收益。然而,透平初温受到材料等因素的制约,不能无限制地 提高[1]。所以对燃机高温部件的冷却就 显得尤为重要。所以,对于燃机技术,冷却空气量的计算和分析对于了解燃机实际性能和制造技术都有重大的实际意义。 本文通过对燃机叶片几种冷却方式的分析,采用热力学、传热学理论,分别推导出冷却空气量的计算方法,计算方法简单、易于理解,计算精度满足实际工程和理论分析需要。 2冷却空气量计算数学模型 燃气轮机的冷却空气系统按冷却工质可以分为开式空气冷却系统和闭式空气冷却系统;按叶片的冷却方式分:对流冷却(内冷却)、气膜冷却(外冷却)、冲击冷却和蒸发冷却等。本文首先建立冷却空气量计算模型,然后以具体燃机分析计算,验证计算模型方法的准确性。 2.1 对流冷却 当冷却空气和燃气在空心叶片内外壁面流过时,通过冷却空气进行对流传热降低叶片工作温度。在空心动叶片出气边中间沿半径方向有一组大小不同、型式不同的小孔,对流冷却后的冷却空气即通过动叶上这些小孔排入主燃气流继续做功。冷却空气的排出除靠冷却空气本身的压力之外,还可以借助离心力作用被甩出,增加了冷却空气的流动速度,改善了冷却效果。对流冷却是通过冷却空气和燃气间的对流换热,达到冷却叶片的目的。对流换热的流程见图1。 图1 燃机叶片对流换热流程图 由能量平衡可得对流换热的传热量 net Q[2]:

1.1 燃气轮机及辅助系统

1.1.1 燃气轮机原理 填空题 1.燃气轮机理想简单循环包括、、和。(绝热压缩过程;等压燃烧过程;绝热膨胀过程;等压放热过程)。 2.燃气轮机实际循环中当提高时,比功和效率都提高。(压比) 3、燃气轮机是一种以为工作介质、将热能转变为机械能的高速回转式动力机械。与内燃机、蒸汽轮机一样,为原动力机。(空气和燃气) 4、进气温度的升高会使燃气轮机的功率及热效率下降,其中热效率受进气温度的影响较功率要。(小) 5、评价燃气轮机变工况性能优劣的指标主要是和。(经济性、稳定性) 6、提高燃气温度(初温)的方法有和。(采用高温材料、改进冷却技术) 单选题 1.理想回热循环的比功较简单循环的比功。(C) A 、大B、小C、一样 2.透平中高温燃气的焓降大于在压气机低温空气的焓增,比例大约为。(B) A 、2:3 B、3:2 C、1:1 D、4:3 3.随着大气温度的提高,下面哪个说法是正确的。(C) A、机组出力会上升B、机组热效率会略微上升C、燃机排气温度上升 4.温比一定时,燃气—蒸汽联合循环亦存在最佳压比,其效率最佳压比燃气轮机简单循环的效率最佳压比。(A) A、小于 B、等于 C、大于 D、接近 5.一般情况下,对燃气轮机设计效率的影响程度最大的影响因子是。(B) A、压气机效率 B、透平效率 C、燃烧效率 D、温比 6.一般在描述燃机功率和热效率时所说的ISO条件是指。(D) A、环境温度0℃,50%相对湿度和海平面海拔高度 B、环境温度0℃,60%相对湿度和海平面海拔高度 C、环境温度15℃,50%相对湿度和海平面海拔高度 D、环境温度15℃,60%相对湿度和海平面海拔高度 7.燃气轮机简单理想布雷顿循环在燃烧室完成的是。(B) A、等熵绝热压缩过程 B、可逆定压吸热过程 C、等熵绝热膨胀过程 D、可逆定压放热 8.燃气轮机的净效率用计算。 A、lc/q B、ls/q C、le /q 多选题 1、提高燃气轮机简单循环比功的措施有。(ABCDE) A 、提高温比B、提高压比C、采用间冷循环D、采用再热循环E、采用联合循环 2、提高燃气轮机简单循环效率的措施有。(ABCDE) A 、提高温比B、提高压比C、采用回热循环D、采用再热循环E、采用联合循环 3、燃气轮机采用空气冷却有包括下列典型方式。(ABCDEF) A 、对流冷却B、冲击冷却C、膜式冷却D、发散冷却E、蒸汽冷却F、综合冷却

变工况操作及其对制氩系统工况的影响(精)

变工况操作及其对制氩系统工况的影响 摘要:简介液体空分设备变工况操作的要点以及变工况操作对制氩系统工况的影响;并阐述了变工况操作时氮塞发生的原因,调整手段及预防措施。 关键词:变工况操作;制氩系统;氮塞 前言 气体市场对空分产品的需求是动态的,随着销售区域产业结构的变化,对液氧、液氮、气氧和气氮等产品的需求比例也在发生变化。为满足不同客户群体不同时期对产品的需求,更好地适应不断变化的市场,有些设计、开发的空分设备,具有变工况能力。针对市场需求的变化,对生产负荷和液氧、液氮生产比例进行调节。变工况操作是一项比较复杂的空分工况调节,操作不当,极易造成产品纯度、供气压力波动。尤其对带制氩系统的空分设备,稍有不慎,就会引起制氩系统工况波动,轻者减产,严重时还会发生氮塞。 1 变负荷操作及其对制氩系统的影响 1.1 变负荷操作 空分设备的变负荷操作,主要指加工空气量的变化,包括加负荷操作和减负荷操作两个主要方面。无论向哪个方向调整,在具体实施过程中,都应该缓慢进行,稳中求变,尤其对于现场供气装置,不可操之过急,否则会使工况产生波动,影响产品质量和供气压力。调整过程中为保持系统工况的相对稳定,负荷的调整是通过若干次加、减量来完成的。究竟每次加减量以多少为宜,要根据装置不同,灵活掌握一般每次加减量控制在设备加工空气量的0.5% ~1%范围内,以主塔物料纯度不发生较大的波动为原则。另外,还要注意加量的时间间隔,例如:每5min 加一次,或每3min 加一次。但必须满足在下一次加量前,空分设备已充分消化了上一次加量从空压机、增压机、膨胀机、主塔液体节流阀、制氩系统到气液态产品取出、输出值已经达到设定值要求,且气氧、液氧、压力氮、低压氮、氩馏分和精氩等主要分析指标不产生较大波动。为确保产品纯度不产生较大波动,加量时一般采取从空压机到制氩系统由前向后的顺序,减量时则相反。在调整过程中,可以充分利用系统DCS提供的产品纯度分析趋势记录。由于纯度检测本身滞后比较严重,操作员可以根据变化的趋势,对操作幅度做相应的调整。理想的加、减量操作,各流量趋势图是一条平滑的上升或下降的直线。 1.2 变负荷操作对制氩系统的影响 在变负荷操作过程中,上塔液氮、液空回流量,气氧、气氮取出量和氩馏分抽取量都会发生变化,对制氩系统的影响十分明显。众所周知,氩在上塔分布是有规律的。在上塔提馏段(液空进料口以下)形成一个富氩区,最高氩含量可达到15% 。但由于此处氮含量较高,

燃气轮机发电技术综述

Internal Combustion Engine &Parts 0引言 随着我国天然气资源的大规模开发及越来越严格的环保标准,我国陆续建成投产了多台燃气轮机发电机组,在满足电力需求的同时,创造了良好的社会效益和经济 效益。目前就世界范围而言, 燃气轮机发电已是电力结构中的重要组成部分,对推动经济和社会发展发挥着重要作用。 1燃气轮机装置的工作过程 燃气轮机是以连续流动的燃气为工质、 将燃料的化学能转变为转子机械能的内燃式动力机械, 是一种旋转式热力发动机。燃气轮机装置主要由压气机、 燃烧室、透平三大部件及控制系统、 辅助设备组成。压气机从外界大气环境吸入空气,并逐级压缩;压缩空气被送到燃烧室与喷入的 燃料混合燃烧,产生高温燃气;然后燃气进入透平膨胀做 功;透平排气可直接排到大气,对外界环境放热,也可通过换热设备放热以回收利用部分余热。工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热四个工作过程完成一个热力循环,进行能量转换。通常在燃气轮机中,压气机 是由燃气透平来带动的,它是透平的负载, 在简单循环中,透平的机械能有1/2到2/3左右用来带动压气机,其余的1/3左右的机械能用来驱动发电机。 2燃气轮机发电机组 用燃气轮机驱动发电机构成了燃气轮机发电机组。目前,应用最广泛、获得最高实用热效率的是燃气与蒸汽的联合循环。燃气轮机循环中,工质的平均吸热温度很高,燃气初温达到了1300℃-1500℃(表1),平均放热温度也较高,通常燃气轮机排气温度在500℃-600℃左右,因此单独 的燃气轮机发电机组的热效率难以达到较高值(表1)。蒸 汽轮机循环中,工质的平均放热温度达到了较低值,但工质的平均吸热温度不高,因此单独的蒸汽轮机发电机组的热效率也难以达到较高值。这两种单独的循环的热效率最 高40%多。若将燃气循环和蒸汽循环联合起来, 就成为了平均吸热温度很高而平均放热温度很低的热机, 其循环效率必定较高,最高热效率已达到60%以上(表2)。 如GE 公司基于空气冷却透平技术的9H 级燃气轮机联合循环效率约61%,西门子公司全内空冷H 级燃机联合循环效率也在60%以上。 燃气-蒸汽联合循环的方案有多种,本文介绍典型的联合循环发电型式。 2.1纯余热锅炉型联合循环发电机组这种联合循环中,燃气侧和蒸汽侧两循环的结合点是余热锅炉。燃气轮机的排气送入余热锅炉中去加热给水、 产生蒸汽,驱动汽轮机做功,这是以燃气轮机为主的联合循环方案。 余热锅炉内不加入燃料燃烧,因此,蒸汽参数及蒸汽轮机的容量取决于燃气透平的排气参数和流量,在通常燃气轮机排气参数下,得到的是中温中压的蒸汽, 通常汽轮机的容量约为燃气轮机容量的30%-50%。 这种联合循环效率高、技术成熟、 系统简单、造价低、启停速度快,应用最广。若在燃气透平的排气段设置旁通 烟囱, 汽轮机停机时燃气轮机可以单独运行;但燃气轮机停机时汽轮机不能单独工作。 2.2排汽补燃型联合循环发电机组排汽补燃型联合循环有两种方案:在余热锅炉前增加 烟道补燃器以及往余热锅炉中加入一定的燃料, 利用燃气中剩余的氧进行燃烧。由于补燃,锅炉蒸发量增加, 蒸汽参数提高,蒸汽轮机循环的出力和效率得到提高; 负荷变化时,可在较大的输出功率变化范围内, 燃气轮机工况不变,只改变补燃燃料,以改变汽轮机功率来改变联合循环的出力,机组的变工况性能得到改善,部分负荷下的效率较高; —————————————————————— —作者简介:杨巧云(1966-),女,湖南湘潭人, 武汉电力职业技术学院教授,硕士。 燃气轮机发电技术综述 杨巧云 (武汉电力职业技术学院, 武汉430079)摘要:介绍燃气轮机发电装置的的工作过程及典型型式,对几种主要的燃气-蒸汽联合循环发电装置进行分析比较,并将燃气轮 机发电机组与常规燃煤发电机组进行比较。 关键词:燃气轮机;燃气-蒸汽联合循环;发电 机组型号ISO 基本功率 (MW )燃气初温℃ 供电效率(%) PG9351FA MS9001G LM6000-PD M701G GT13E2V94.3A 255.628241.1334165.1265.9 132714301160142711001310 36.0 39.540.739.535.738.6 表1某些燃气轮机发电机组的主要技术参数(教材,清华) 表2某些联合循环发电机组的主要技术参数(教材,清华) 机组型号ISO 基本功率(MW ) 供电效率(%) S209FA KA13E2-2KA26-1S109H GUDIS.94.3MPCP2(M701F ) 786.9 480392.5480392.2799.6 57.1 52.956.360.057.457.3

第三章 汽轮机的变工况特性-第一节 喷嘴的变工况特性

第三章 汽轮机的变工况特性 汽轮机的热力设计就是在已经确定初终参数、功率和转速的条件下,计算和确定蒸汽流量,级数,各级尺寸、参数和效率,得出各级和全机的热力过程线等。汽轮机在设计参数下运行称为汽轮机的设计工况。由于汽轮机各级的主要尺寸基本上是按照设计工况的要求确定的,所以一般在设计工况下汽轮机的内效率达最高值,因此设计工况也称为经济工况。 汽轮机运行时所发出的功率,将根据外界的需要而变化,汽轮机的初终参数和转速也有可能变化,从而引起汽轮机的蒸汽流量和各级参数、效率等变化。汽轮机在偏离设计参数的条件下运行,称为汽轮机的变工况。 , 汽轮机工况变动时,各级蒸汽流量、压力、温度、比焓降和效率等都可能发生变化,零、部件的受力、热膨胀和热变形也都有可能变化。为了保证汽轮机安全、经济地运行,就必须弄清汽轮机的变工况特性。 电站汽轮机是固定转速汽轮机,限于篇幅,这里仅讨论等转速汽轮机的变工况。主要讨论蒸汽流量变化和初终参数变化时的变工况,其中也就包含了功率变化问题。汽轮机变工况是以级的交工况和喷嘲、动叶的变工况为基础的,因此,必须首先介绍喷嘴、动叶的变工况。 第一节 喷嘴的变工况特性 缩放嘴嘴的交工况已由流体力学介绍道了,其中一个重要概念,就是缩放喷嘴背压逐渐高于设计值时,将先在喷嘴出口处,后在喷嘴渐放段内产生冲波(或称激波)。超音速汽流经过冲波,流速大为降低,损失很大。所以,缩放喷嘴处于背压高于设计值的工况下运行时效率很低。 缩放喷嘴的速度系数?与压比n ε、膨胀度f 的关系如图3.1.1所示。膨 胀度c n A A f =,表示缩放喷嘴出口而积n A ,与喉部临界截面而积c A 之比。每条 曲线上?最高的点(图示a,b,c,d)是该缩放喷嘴的设计工况点。由图可见,缩放喷嘴设计压比n ε越小,膨胀度f 越大,而f 越大的缩放喷嘴在实际压比1n ε增大时, ?降得越多,因而喷嘴效率也降得越多。

汽轮机变工况课程设计

《汽轮机原理》课程设计 一、目的及任务 汽轮机课程设计是对在汽轮机课程中所学到的理论知识的系统总结、巩固和加深,要求掌握汽轮机热力计算及变工况下热力计算的原则、方法和步骤。 课程设计的任务是针对200MW 或300MW 汽轮机额定功率的50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%工况,首先计算并绘制出调节级特性曲线、而对调节级进行变工况热力计算,再对其余压力级进行变工况热力计算,同时求出各级的内功率、相对内效率等全部特征参数,并与设计工况作对比分析。 二、内容及要求 1、变工况进汽量估算过程。 2、做出所有压力级变工况计算的汇总表,并把调节级、以及其它级中任一级的详细热力计算过程书面写出。 3、绘出整机中各级热力过程线,同时绘出各级速度三角形。 三、设计步骤 3.1 汽轮机变工况进汽量D 0的初步估算 D 0=3600P e m /()mac t ri g m h D ηηη?+?(kg/h ) 式中,P e 为变工况功率(kW )。 △h t mac 为汽轮机整机理想比焓降,对于本设计采用中间再热的汽轮机,中压缸入口状态点应按再热后温度计算。 m 为考虑回热抽汽进汽量增大的系数,其与回热级数、给水温度及机组参数和容量有关,通常取m =1.15-1.25,对于本设计200MW 、300MW 汽轮机,取m =1.19-1.22。 △D 为考虑前轴封及阀杆漏汽以保证发出经济功率的蒸汽裕量,通常△D =(3-5)%D 0(kg/h )。 机组的整机相对内效率ηri 、发电机效率ηg 和机械效率ηm 的选取,参考同类型、同容量的汽轮发电机组。 由于整机相对内效率ηri 取决于汽轮机内部各项损失,这些损失又与蒸汽流量及通流部分的几何参数有关,因此只能初步估计(ηri ),求出进汽量后进行变工况试算,试算完成后再进行校核。 表1 汽轮发电机组的各种效率范围

联合循环燃气轮机发电厂简介(最新版)

联合循环燃气轮机发电厂简介 (最新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0727

联合循环燃气轮机发电厂简介(最新版) 联合循环发电:燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的循环系统,它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽,再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环,也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的MS9001E燃气轮机,其热效率为33.79%,余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。 1.燃气轮机 1.1简介 燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机,它的结构与飞机喷气式发动机一致,也类似蒸汽轮机。主要结构有三

部分:1、燃气轮机(透平或动力涡轮);2、压气机(空气压缩机); 3、燃烧室。其工作原理为:叶轮式压缩机从外部吸收空气,压缩后送入燃烧室,同时燃料(气体或液体燃料)也喷入燃烧室与高温压缩空气混合,在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工,推动动力叶片高速旋转,乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机,轻型燃气轮机为航空发动机的转型,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产。 埕岛电厂采用的MS9001E燃气轮发电机组是50Hz,3000转/分,直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早于1987年投入商业运行,基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW,热效率为33.79%,排气温度539℃,排气量1476×103公斤/小时,压比为12.3,燃气

第三章 汽轮机的变工况特性-第七节 初终参数变化对汽轮机工作的影响

第七节 初终参数变化对汽轮机工作的影响 一、初终参数变化过大对安全性的影响 1.蒸汽初压0p 、再热压力r p 变化过大对安全性的影响 1 ) 初温不变,初压升高过多,将使主蒸汽管道、主汽门、调节汽门、导管及汽缸等承压部件内部应力增大。若调节汽门开度不变,则0p 增大,致使新汽比容减小、蒸汽流量增大、功率增大、零件受力增大。各级叶片的受力正比于流量而增大。特别是末级的危险性最大,因为流量增大时末级比治、焓降增大得最多,而叶片的受力正比于流量和比焓降之积,故对应力水平已很高的末级叶片的运行安全性可能带来危险。第一调节汽门刚全开而其他调节汽门关闭时,调节级动叶受力最大,若这时初压0p 升高,则调节级流量增大,比焓降不变,叶片受力更大,影响远行安全性。此外,初压0p 升高、流量增大还将使轴向推力增大。 因此未经核算之前,初压 0p 不允许超过制造厂规定的高限数值。我国姚孟 电厂的法国阿尔斯通生产的亚临界320MW 汽轮机规定初压 0p 应小于等于l05% 额定值。当达到l05%额定韧压时,高压旁路调节阀自动开启,通过旁路排汽降低汽轮机的 0p 。如果旁路投入后0p 仍不能降低,则只允许0p 瞬时超过l05%额 定汽压,但不能超过112%额定汽压。同理,再热蒸汽压力Pr 也不能超过制造厂规定的高限数值。 2 ) 初温0t 不变、初压0p 降低一般不会带来危险。如滑压运行时0p 的下降,并未影响安全。然而P 。降低时,若所发功率不减小,甚至仍要发出额定功率,那么必将使全机蒸汽流量超过额定值,这时若各监视段压力超过最大允许值,将使轴向推力过大,这是危险的,不能允许的。因此蒸汽初压P 0降低时,功率必须相应地减小。对于 0p =8.83MPa 的高压机组,即使0p 降到3.0MPa ,也不会使 凝汽式机组的排汽过热,也就不会使汽缸和凝汽器过热 2.蒸汽初温0t 和再热汽温r t 变化过大对安全性的影响 1) 0p 与r p 不变,0t 与r t 升高将使锅炉过热器和再热器管壁,新汽和再热

简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展

简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展火力发电的历史久远,为世界经济发展提供着充足的能源。但是,随着环境保护观念深入人心,世界资源日益紧缺,火力发电已经成为我国经济转型、产业结构调整的重点对象。作为新型发电模式,燃气轮机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有点,污染小。在我国工业实践中,受到制造技术的商业秘密制约,自主创造能力十分薄弱,进口是主要来源,并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发电机组的当前发展情况,并展望未来趋势,希望引起工业领域人员的重视。 1.燃气轮机及其发电机组现状浅析 1.1.燃气轮机浅析 作为旋转式动力机械,气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化,进而推动发电机组旋转。从世界范围来看,第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造,时间为1939年。经数十年发展,机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分,轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前,俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外,海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成,实现了41.6%的热效率(简单循环)。高度垄断是重型燃气轮机制造领域的特点,重要的核心

企业为ABB、西门子/西屋、GE、三菱等。轻型燃气轮机制造领域中主导企业为P&W、R.R与GE,其他国家也不甘落后,正在紧锣密鼓的航机改型。 上世纪五十年代末,国内开始制造重型燃气轮机。当时的上汽厂、南汽厂、哈汽厂身肩国家工业复兴的大任,在“厂校结合”形式下,自主研发出的燃气轮机位列世界领先,如3500hp机车用机组,1MW、3MW发电机组。近年来,随着我国工业化的不断升级,重型燃气轮机也在不断的改造升级。为实现利用冶金企业的高炉煤气,美国GE与南汽厂通过技术交流,立足于MS6001B,6B-L型燃气轮机研发成功,实现再利用高炉煤气的环保要求。从科研实力分析,国内研究所或高校储备着大量科研设施与科研人员,如哈尔滨工业大学、清华大学、国家电网热工研究院、中科院工程热物理研究所等,研究出的一批批优秀成果(红旗360、东风I 型叶型)。当然,设备不够集中,先进性尚待提高,完善工作仍需继续。 国内航空系统是轻型燃气轮机的集结地,在航空发动机领域,研究设计院、制造厂数量众多,职工数量上万。在上世纪70年代,邮电、石化、油田等企业都应用到了331厂、410厂研发的WZ-6G、WJ-6G、WJ-5G等产品型号。在技术改造与创新实践中,燃气轮机的制造工艺已经掌握成熟,精密机加设备成套,特种工艺设备应有尽有,气冷涡轮叶片制作方

联合循环燃气轮机发电厂简介

联合循环燃气轮机发电 厂简介 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

联合循环燃气轮机发电厂简介联合循环发电:燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的循环系统,它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽,再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环,也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的 MS9001E燃气轮机,其热效率为33.79%,余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。 1.燃气轮机 1.1简介 燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机,它的结构与飞机喷气式发动机一致,也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分:1、燃气轮机(透平或动力涡轮);2、压气机(空气压缩机);3、燃烧室。其工作原理为:叶轮式压缩机从外部吸收空气,压缩后送入燃烧室,同时燃料(气体或液体燃料)也喷入燃烧室与高温压缩空气混合,在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工,推动动力叶片高速旋转,乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机,轻型燃气轮机为航空发动机的转型,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船

舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产。 埕岛电厂采用的MS9001E燃气轮发电机组是50Hz,3000转/分,直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早于1987年投入商业运行,基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW,热效率为33.79%,排气温度539℃,排气量1476×103公斤/小时,压比为12.3,燃气初温为1124℃,机组为全自动化及遥控,从启动到满载正常时间为约20分钟,机组使用MARKⅤ控制和保护系统. MS9001E型机组为户外快装机组,因此不需要专用的厂房建筑,而是用多块吸声板构成的长方形箱体,机组即放置在其内,箱体既起隔声作用,又能代替厂房使机组在各种气候条件下都能正常工作,每台机组连同发电机及控制室等均分别放置在长方体状的箱体内,在其周围还有空气进气系统,燃料供应单元和机组的冲洗装置等附属设备,组成整套燃气轮机动力装置。1.2辅机部分 主要有主润滑油泵,辅助润滑油泵,事故油泵.,油雾抽取装置 燃气轮机在正常运行时,透平功率的三分之二用来拖动压气机,其余三分之一功率为输出功率。显然,在燃机起动过程中,必须由外部动力来

燃气轮机性能分析报告3——透平特性的计算

动力与能源工程学院 燃气轮机性能分析 (报告三) 学号: 专业:动力机械及工程 学生姓名: 任课教师: 2010年4月

透平特性的计算 一、透平特性计算的意义 目前,燃气轮机已广泛应用于航空、船舶、发电等诸多领域,提高燃气轮机的性能已成为人们关注的焦点。透平变工况通常是指转速、入口压力、温度以及出口压力的变化。上述参数的变化将会导致级间热降的重新分配、速度三角形的变化以及流动损失的改变,最终引起涡轮级综合参数(流量、效率以及功率)的变化。 讨论变工况可以更好的了解已设计好的透平在工况变动时性能的变化(如功率、效率、扭矩等)和各参数的变化规律。使运行时能情况明了。一个好的透平,应该在设计工况和变工况下都是工作良好的。在设计时,就要预先考虑变工况的性能,对于变工况运行时间较长的机组,尤其要注意到这点。工况变动的多少,要视具体任务而定。如机车的燃气轮机,在拖动平原地区长途特快客车时,工况就变得少,如果是站内调度车厢之用,工况就变动得多。此外,讨论透平变工况还可以为整个装置的变动工况计算及调节控制系统设计提供必要的数据。 二、特性线获取的方法概述 变工况特性曲线的决定方法分实验和计算两种。实验法可以得到比较准确的数据,也是校核计算法是否准确的客观标准。但实验法要有一定的设备和消耗,在机器未制造出来以前,也无法进行。整台透平试验,要有足够大的风源,只有专门的科研生产机构才能实现。当然,也可根据相似原理,做缩小比例的模型试验,此时就要做模型。总之,试验费用是昂贵的。实验法是好,但不易办到。计算法虽准确度差点,却容易实观。 计算的方法较多,把用经验公式或类似机组的比拟方法除外,则现存的计算法基本原理都差不多。把透平看成一个流道,以平均直径处基元级代替级,在各轴向间隙(即前述之特征截面)处满足基本方程(即连续方程、能量方程、运动方程和状态方程),就可推算出各不同相似准则数下(如膨胀比和折合转速),其它准则数(如效率、折合流量等)为多少。各种方法的不同大致是由计算时选用的叶栅损失模型、简化假定和计算技巧不同造成的。一般地说,所作假定越符合实际,计

燃气轮机用于发电的主要形式

燃气轮机用于发电的主要形式 燃气轮机用于发电的主要形式 燃气轮机装置是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机,它的结构与飞机喷气式发动机一致,也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分:1、燃气轮机(透平或动力涡轮);2、压气机(空气压缩机);3、燃烧室。其工作原理为:叶轮式压缩机从外部吸收空气,压缩后送入燃烧室,同时燃料(气体或液体燃料)也喷入燃烧室与高温压缩空气混合,在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工,推动动力叶片高速旋转,乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机,轻型燃气轮机为航空发动机的转型,如LM6000PC和FT8燃气轮机,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机,如GT26和PG6561B等燃气轮机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产。 燃气轮机用于发电的主要形式: 简单循环发电:由燃气轮机和发电机独立组成的循环系统,也称为开式循环。其优点是装机快、起停灵活,多用于电网调峰和交通、工业动力系统。目前的最高效率的开式循环系统是GE公司LM6000PC 轻型燃气轮机,效率为43%。 前置循环热电联产或发电:由燃气轮机及发电机与余热锅炉共同组成的循环系统,它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收,转换为蒸汽或热水加以利用。主要用于热电联产,也有将余热锅炉的蒸汽回注入燃气轮机提高燃气轮机出力和效率。最高效率的前置回注循环系统是GE公司LM5000-STIG120 轻型燃气轮机,效率为43.3%。前置循环热电联产时的总效率一般均超过80%。为提高供热的灵活性,大多前置循环热电联产机组采用余热锅炉补燃技术,补燃时的总效率超过90%。 联合循环发电或热电联产:燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮

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