燃气蒸汽联合循环发电厂介绍[优质PPT]

燃气蒸汽联合循环发电厂介绍
第一章：燃气—蒸汽联合循环发电简介
第一节 天然气是绿色能源
天然气的主要成分是甲烷（CH4），其分子由一个碳原子（C） 与四个氢原子（H）组成。天然气无色、无味、无腐蚀性，天 然气燃烧生成水（H2O）与二氧化碳（CO2），不产生灰、渣、 二氧化硫等有害物质，天然气是世界公认的清洁能源。LNG就 是液化天然气，液化后的天然气体积是气体形态的六百份之一， 方便大量储存和远距离运输。采用 LNG为原料，采用“燃 气—蒸汽联合循环”技术来发电的电厂称为燃气—蒸汽联合循 环发电厂。采用天然气发电可大大减少对环境的污染，采用 “燃气—蒸汽联合循环”技术发电，发电效率高达57%，燃煤 电厂为40%左右，发同样的电能CO2排放量仅为燃煤电厂的 40%左右。
1791年，英国人巴伯首次描述了燃气轮机的工作 过程。
1920年，德国人霍尔茨瓦特制成第一台实用的燃 气轮机，其效率为13％、功率为370千瓦，按等 容加热循环工作，但因等容加热循环以断续爆燃 的方式加热，存在许多重大缺点而被人们放弃。
燃气轮机发展史
随着空气动力学的发展，人们掌握了压气机叶片 中气体扩压流动的特点，解决了设计高效率轴流 式压气机的问题，因而在30年代中期出现了效率 达85％的轴流式压气机。与此同时，透平效率也 有了提高。在高温材料方面，出现了能承受 600℃以上高温的铬镍合金钢等耐热钢，因而能 采用较高的燃气初温，于是等压加热循环的燃气 轮机终于得到成功的应用。
燃气轮机与其他热机相结合的称为复合循 环装置。
4、影响效率的主要因素
燃气初温和压气机的压缩比，是影响燃气 轮机效率的两个主要因素。提高燃气初温， 并相应提高压缩比，可使燃气轮机效率显 著提高。
下面是一台燃气轮机模型，通过它来了解燃气轮机的工作过程。
模型的前端是空气进入口；环绕燃气轮机安装的是燃烧室；在燃烧室端面有 天燃气的入口；燃气轮机的后面是燃烧后的高温气体排出口。
把燃气轮机剖去1/4，可以看到内部的结构。 燃气轮机由三大部分组成，左边部分是压气机，有进气口，内部一排排 叶片是压气机叶片；中间部分是燃烧器段，围绕一圈的是燃烧室；
截至2013年初，全国燃气发电企业共有150余家，燃气 发电机组600多台（套），总装机容量4027.8万千瓦， 约占全国发电机组总装机容量的3.52%。
第二章：燃气—蒸汽联合循环发电系统的流程
下图是燃气—蒸汽联合循环发电系统设备与生产流程图，显示了天然气发电的主要流程
在经过加热后的天然气进入燃气轮机的燃烧室，与压气机压入 的高压空气混合燃烧，产生高温高压气流推动燃气轮机旋转做 功。
第二节 液化天然气 （LNG）燃机发电厂与燃煤发电厂性能比较示意图
第三节 燃气轮机发展史
中国在公元十二世纪的南宋高宗年间就已有走马 灯的记载，它是涡轮机(透平)的雏形。
15世纪末，意大利人列奥纳多·达芬奇设计出烟气 转动装置，其原理与走马灯相同。
至17世纪中叶，透平原理在欧洲得到了较多应用。
燃气轮机由静止起动时，需用启动设备，待加速 到能独立运行后，起动机才脱开。
3、燃气轮机工作过程的分类
燃气轮机的工作过程是最简单的，称为简 单循环；此外，还有回热循环和复杂循环。
燃气轮机的工质来自大气，最后又排至大 气，是开式循环；此外，还有工质被封闭 循环使用的闭式循环。例如：燃气—蒸汽 混合循环电厂。
1968-1995年世界范围内供销售发电用燃气轮机 13373台，总容量达377517MW，美国早在 1987年燃气轮机发电装置总量就已超过了汽轮机 生产总量。
我国燃气轮机及联合循环发电业的发展
我国燃气轮机制造业始于20世纪50年代末期（引进机 组）；60年代，我国燃气轮机发电站的建设及其设备的制 造生产已初具规模。70年代自行设计了3MW、6MW发电 用燃气轮机
2、燃气轮机的工作过程
压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将 其压缩。
压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后 燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气透平中膨胀 作功，推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转
加热后的高温燃气的作功能力显著提高，因而燃 气透平在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气 轮机的输出机械功。
80年代后期，南京汽轮电机厂与美国GE公司合作生产 36MW的MS6001B燃气轮机，但处于国外80年代水平， 且产量远不能满足国内市场需要
近50年来，我国在燃气轮机的研究、设计、制造方面取得 了较大成绩，积累了许多经验，不过与国外先进水平的差 距明显，至今不具备设计制造大型高性能燃机轮机的能力
燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速 旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机 械，是一种旋转叶轮式热力发动机。 燃气轮机的基本原理与蒸汽轮机很相似，不同处在 于工质不是蒸汽而是燃料燃烧后的烟气。燃气轮机 属于内燃机，所以也叫内燃气轮机。
燃气轮机是利用气体作为工质在燃烧室里燃烧，将 燃料的化学能转变为气体的 轮转动
1939年，在瑞士制成了四兆瓦发电用燃气轮机， 效率达18%。同年，在德国制造的喷气式飞机试 飞成功，从此燃气轮机进入了实用阶段，并开始 迅速发展。
燃气轮机发展史
随着高温材料的不断进展，以及透平采用冷却叶 片并不断提高冷却效果，燃气初温逐步提高，使 燃气轮机效率不断提高，单机功率也不断增大。
在70年代中期出现了数种100兆瓦级的燃气轮机， 最高能达到130兆瓦。
从燃气轮机排出的气体温度高达摄氏600度，仍然具备很高的 能量，把这些高温气体送到锅炉，把水加热成蒸汽去推动蒸汽 轮机，带动发电机发电。
第 三章、燃气轮机工作原理及工作过程
1、燃气轮机的工作原理 燃气轮机的原理与中国的走马灯相同，据传走马灯在唐宋时期甚是流行。
走马灯的上方有一个叶轮，就像风车一样，当灯点燃时，灯内空气被加热， 热气流上升推动灯上面的叶轮旋转，带动下面的小马一同旋转。燃气轮机 是靠燃烧产生的高温高压气体推动燃气叶轮旋转 如下图：