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【燃機小知識】燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電簡介

ejcar >《分布式能源》

2016.11.07

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小山妹

正如大家所知，建設中的昆電一期工程采用了兩臺GE 9F級燃機，那么小山妹想考考大家，燃機電廠都有哪些設備？

我知道，我知道，有燃機

大昆哥

小山妹

。。。。。。

小山妹

還是讓山妹來給大家介紹下吧！

——華電杭州半山電廠

燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)（gas turbine combined-cycle，GTCC），又稱燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)，是指將燃氣輪機和蒸汽輪機組合起來的一種發(fā)電方式，主要由燃氣輪機（壓氣機、燃燒室、透平、控制系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)）、余熱鍋爐、蒸汽輪機三部分構(gòu)成。

采用“燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)”技術發(fā)電的電廠稱為燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠。“燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)”技術發(fā)電，發(fā)電效率高達57%（目前最先進的超超臨界二次再熱燃煤機組僅為48%左右），發(fā)出同樣的電有著更小得CO2、SO2、NOx排放量，大大減少了對環(huán)境的污染。

小山妹

目前歐美主流市場以H級燃機為主噢，發(fā)電效率高達62%

燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的流程

壓氣機吸入空氣壓縮后送入燃燒室內(nèi)，使燃料燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃氣，進入燃氣渦輪膨脹做功發(fā)電，再將燃氣輪機排出的尾氣引入余熱鍋爐。利用鍋爐產(chǎn)生蒸汽進入蒸汽輪機再發(fā)電。組成了燃氣輪機和蒸汽輪機共同做功的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。

01

經(jīng)過加熱后的天然氣進入燃氣輪機的燃燒室，與壓氣機壓入的高壓空氣混合燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣流推動燃氣輪機旋轉(zhuǎn)做功。

02

從燃氣輪機排出的高溫氣體可高達600℃，進入余熱鍋爐將水加熱成高溫高壓蒸汽。

03

高溫高壓蒸汽推動蒸汽輪機旋轉(zhuǎn)做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)換成機械能。

小山妹

聯(lián)合循環(huán)核心設備的燃氣輪機具有著高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速的“三高”特性，被譽為“工業(yè)皇冠上的明珠”。

這個我知道，世界上共有“三大”GE、西門子、三菱，“兩小”阿爾斯通、安薩爾多，共計五家廠商。

大昆哥

小山妹

。。。你又知道。。

燃氣輪機

燃氣輪機

燃氣輪機是一種以連續(xù)流動的氣體為工質(zhì)帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將燃料的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ膬?nèi)燃式旋轉(zhuǎn)葉輪熱力機械。

世界上第一臺商用發(fā)電燃氣輪機由GE公司于1949年設計安裝于美國俄克拉荷馬煤氣電力公司Belle Isle電站

大昆哥

工作原理

燃氣輪機工作過程時，壓氣機從大氣中連續(xù)吸入空氣并壓縮；壓縮空氣進入燃燒室，與噴入的燃料混合燃燒，產(chǎn)生高溫燃氣，流入燃氣渦輪中膨脹作功。輸出功一部分用于帶動壓氣機葉輪旋轉(zhuǎn)，另一部分作為輸出機械功。燃氣輪機由起動時，需由起動機帶動，加速到額定轉(zhuǎn)速后脫開。

小山妹

下面就讓山妹帶領大家前往GE格林維爾工廠，領略下“現(xiàn)代工業(yè)明珠”之美

1

左側(cè)為14級壓氣機轉(zhuǎn)子、右側(cè)為三級透平轉(zhuǎn)子

2

即將蓋缸的燃氣輪機，右前為透平轉(zhuǎn)子，左后方為壓氣機轉(zhuǎn)子

3

入口段（前）和壓氣機段（后）外缸

4

←

高度拋光的壓氣機動葉輪

→

壓氣機靜葉輪

5

連接

動葉的

“燕尾槽”

6

燃氣透平葉片冷卻孔

俗話說得好，“燃機好不好，冷卻是一寶”

大昆哥

小山妹

山妹在這里也不得不自豪的提到咱大華公司，就在今年華電集團與GE成立合資公司，共同生產(chǎn)航改型燃機。

小山妹

聊完了燃機，接下來咱們再看看聯(lián)合循環(huán)中提供蒸汽循環(huán)的余熱鍋爐。

余熱鍋爐

上圖是一個余熱鍋爐的原理模型圖，主要部件包括上升管、汽包、下降管。上升管是由由上、下聯(lián)箱連成一體豎排的管簇；上聯(lián)箱通過汽水引入管連通汽包，汽包再通過下降管連到下聯(lián)箱；上升管管簇、汽包、下降管構(gòu)成一個完整的環(huán)路。上升管管簇在爐膛內(nèi)，汽包與下降管在爐體外面。余熱鍋爐通過自然循環(huán)維持管內(nèi)的汽水流動。

“老虎的屁股摸不得，別以為咱叫下降管就燙不死人”，昆哥在這里提醒各位看官，千萬別看到了鍋爐就想摸一手。

大昆哥

小山妹

余熱鍋爐跟普通燃煤鍋爐相比也沒啥其它太大的差別，山妹也就不多累贅了。

小山妹

本期節(jié)目的最后山妹為大家奉上一組燃機電廠動畫小視頻。

全英文講解噢，Ladies and Gentlemen，It's time to be drunbility!

大昆哥

the combined-cycle process

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燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠

編輯：蘇銀海