国外燃气－蒸汽联合循环热力参数的选择

电力18讯：    摘　要：由理论分析和实践经验介绍国外燃气－蒸汽联合循环热力参数的选择，包括蒸汽压力分级、蒸汽再热循环及燃气轮机组热力参数的选择。图1

关键词：热力参数；燃气－蒸汽；联合循环



1　引言

　　由于燃气轮机排烟温度很高，将排烟通过余热锅炉产生的蒸汽推动汽轮发电机组，从而组成燃气－蒸汽联合循环实现能量的梯级利用。如何更有效地提高联合循环的效率：如何选择燃气轮机余热锅炉，采用单压还是多压，如何考虑再热循环以及这个复杂系统中热力参数的选择等等,是各国研究人员重视的课题。

2　余热锅炉压力的选择

　　国外的经验是：当燃气轮机排烟气流量大于120kg/s和进入余热锅炉的燃气温度高于510℃时，可选择双压或三压的汽水系统；当进入余热锅炉的烟温高于560℃时，可考虑采用三压循环的汽水系统。美国GE公司F等级以上的机组如6B和9E机组，Alstom公司的GT24和GT26机组以及Siemens公司的V84.2、V94.2都采用双压或三压汽水循环系统。

　　三压系统的净出力和循环热效率均优于双压系统。STAG207EA机组的三压无再热比双压无再热的净出力和循环热效率均高出1.0％；三压无再热比单压无再热的净出力和再循环热效率都要高出4.7％。STAG207FA机组的三压再热比双压再热的净出力和循环热效率均高出1.1％，其三压无再热比双压无再热的净出力和循环热效率约高出0.8％。

3　蒸汽再热循环的选择

　　美国GE公司采用再热系统主要根据燃气轮机的排烟温度。排烟低于560℃时，不采用再热；排烟高于560℃时，采用再热循环，故GE公司F级燃气－蒸汽机组，包括6F、7F和9F都未用再热循环。该公司9EC型机组，燃机排烟558℃，除单轴机组均采用再热循环外，其余则或采用或不采用。再热循环系统的净出力和循环效率均优于同新蒸参数同压级的无再热循环者。STAG207EA的三压再热比三压无再热的净出力和循环热效率均高出1.2％；三压再热比双压非再热的净出力和循环热效率高出2.0％。STAG207EA的三压系统，有再热比无再热者的净出力和循环热效率均高出0.7％。

4　选用多压和再热的其它因素

　　多压和再热系统的净出力和效率均有提高，但系统比较复杂，制造成本和安装费用均将增加。

　　余热锅炉每一个压力级都有一个单独的汽包，单双三压则分别有1个、2个、3个汽包，使得余热锅炉的结构、受热面布置和系统都较复杂。采用再热则更复杂，由于汽轮机高压缸的排汽需返回锅炉经再热后进入汽轮机，再热汽的容积流量比新蒸汽大得多，导致电厂的管道布置及汽机结构都复杂化，这些都将造成制造成本和安装费用的提高，随之银行贷款利息增加，对增加出力和效率起减益作用，故多压和再热循环的选择还应进行经济比较。

5　在我国的应用

　　我国燃气轮机制造业，虽然20世纪60年代已有生产，但多为小型低参数，目前对大型和高参数燃气轮机组尚需进口，故选型更加重要。

　　对燃用低硫的天然气的燃气轮机组，余热锅炉不宜采用抽汽回热循环，这导致锅炉给水温度升高，锅炉受热面吸热量减少，使余热锅炉的利用率降低。对燃用高硫的油质燃料，余热锅炉的排烟温度受露点的限制，采用多压时应注意这点。

6　燃气轮压气机组的选择