燃气轮机及其联合循环发电技术介绍
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燃气—蒸汽联合循环在世界范围内,使用化学燃料通过热力动力机械发电的火力发电量仍然占据最高的比例。
从节约资源和保护环境等各方面来说,作为一种重要的发电装置,火力发电机组首先要求有高的热效率。
在大型热力发电设备中,目前技术水平比较成熟的,能够经济地大规模应用的只有燃气轮机和蒸汽轮机。
但是它们的热效率都不高,一般都在38—42%左右,即使最先进的燃气轮机热效率也只能达到42—44%,最先进的超临界参数蒸汽轮机热效率也只能达到43—45%。
对这两种热力机械所使用的热力循环进行分析。
燃气轮机燃气初温很高,目前的技术水平一般能达到1350—1430℃,因此燃气轮机中的热力循环平均吸热温度高,但是它的排气温度也就是循环低温也高,一般要达到450—630℃,所以燃气轮机热力循环的卡诺效率不高。
蒸汽轮机虽然循环低温较低,也就是蒸汽的冷凝温度可以降低到30—33℃,但是由于受到材料上的限制,它的蒸汽初温不高,在目前的技术水平下一般难以达到600℃,即使采用再热之后,平均吸热温度也不会太高,所以蒸汽轮机热力循环的卡诺效率也不高。
进一步分析可以发现,蒸汽轮机蒸汽初温一般在535—565℃以下,所以实际上只要有570—610℃的热源就可以让蒸汽轮机工作,而燃气轮机的排气温度就很高,在排气中蕴含着大量的热能,能够给蒸汽轮机提供所需要的热能。
因此如果使用燃气轮机排气作为蒸汽轮机的热源,蒸汽轮机就可以不额外消耗燃料了。
也就是说,蒸汽轮机可以回收燃气轮机的排气热量,额外发出一些有用功,这样就相当于增加了燃气轮机的热效率。
如前所述,目前先进的燃气轮机和蒸汽轮机的热效率基本相当,都在38—42%左右,那么,此时这个相当于增加了燃气轮机热效率的系统,热效率必然比单纯的燃气轮机和蒸汽轮机都高。
实际上,如果把上述由燃气轮机和蒸汽轮机组成的系统看成一个整体,那么在它的热力循环中,循环高温就是燃气轮机的循环高温,而循环低温则是蒸汽轮机的冷凝温度。
燃气-蒸汽联合循环机组概况1.燃气轮机工作原理燃气轮机的工作过程是,压气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,随即进入燃机透平中膨胀做功,推动透平叶轮带着燃机发电机做功发电。
燃气轮机静止起动时,需要将发电机转换为电动机用带动燃机旋转,待加速到一定转速后,启动装置脱扣,就可以以发电机形式来做功发电。
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。
工业和船用燃气轮机的燃气透平初温最高达1200℃左右,航空燃气轮机的超过1350℃。
目前美国通用电气最先进的9H型燃气轮机压缩比23.2,燃气透平初温1430℃。
2.燃气-蒸汽联合循环发电燃气-蒸汽联合循环发电机组就是将燃气轮机的排气引入余热锅炉,产生的高温、高压蒸汽驱动汽轮机,带动汽轮发电机发电。
其常见形式有燃气轮机、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、蒸汽轮机各分别与发电机组合的多轴联合循环。
目前,联合循环的热效率接近60%,“二拖一”的机组配置方式,提高了机组供热能力,整套机组的热效率比常规“一拖一”配置机组热效率高出0.6%,在冬季供暖期热效率高达79%。
燃气-蒸汽联合循环机组主要用于发电和热电联产,其具有以下独特的优点:①发电效率高:由于燃气轮机利用了布朗和朗肯二个循环,原理和结构先进,热耗小,因此联合循环发电效率较高。
②环境保护好:燃煤电厂锅炉排放灰尘很多,二氧化硫多,氮氧化物为200PPM。
燃机电厂余热锅炉排放无灰尘,二氧化硫极少,氮氧化物为(10~25)PPM。
③运行方式灵活:燃机电厂其调峰特性好,启停速度快,不仅能作为基本负荷运行,还可以作为调峰电厂运行。
④消耗水量少:燃气一蒸汽联合循环电厂的蒸汽轮机仅占总容量的1/3,所以用水量一般为燃煤火电的1/3,由于凝汽负压部分的发电量在全系统中十分有限,国际上已广泛采用空气冷却方式,用水量近乎为零。
燃气轮机联合循环发电系统在能源产业中的应用随着全球能源消耗的快速增长,环境问题日益突出,人们开始探索一些新的可持续发展的能源产业,燃气轮机联合循环发电系统便是其中之一。
一、燃气轮机联合循环发电系统的概念燃气轮机联合循环发电系统是一种利用天然气、石油等热源,通过燃气轮机和蒸汽轮机组成的联合循环发电系统。
由于燃气轮机和蒸汽轮机具有不同的工作原理和工作环境,采用联合循环发电系统能够大大地提高发电效率,降低空气污染排放量。
二、燃气轮机联合循环发电系统的工作原理燃气轮机联合循环发电系统的工作原理如下:首先天然气燃烧,推动燃气轮机转动,燃气轮机输出的高温高压的燃气,通过回收燃气轮机排放的余热,进而提高燃气轮机的发电效率。
然后,余热被用于蒸汽轮机进行发电,通过这样的方式,联合循环系统的发电效率得到了大幅度的提高。
三、燃气轮机联合循环发电系统的优势1、高效节能。
燃气轮机在燃烧天然气时利用了高温高压的热能,通过余热回收再利用,提高了发电效率,达到了降低热耗、降低一次能源消耗的目的。
2、环保节能。
燃气轮机联合循环发电系统排放的污染物,不仅热效率高,而且环保效益明显,很大程度上抑制了煤和油燃烧所产生的有害物质和未经处理的尾气的排放。
3、青色经济。
由于燃气轮机联合循环发电系统的管路简单、可靠性高、维护方便,以及减少环境污染等优势,使得其运行成本相对于传统能源更低。
4、可持续发展。
燃气轮机联合循环发电系统是使得能源传输更为远洋或远距离,为能源合理调配创造了条件,而且可持续发展,不会对环境造成任何污染和危害。
四、燃气轮机联合循环发电系统在能源产业中的应用燃气轮机联合循环发电系统在能源产业中的应用可以说是一个全面提升。
由于其高效环保的特点,越来越多的国家对其使用进行了鼓励,优惠政策也相应推出。
1、国内应用情况我国燃气轮机联合循环发电系统正逐渐得到应用。
截至2021年,中国已经在全国广泛普及燃气轮机联合循环发电系统,并且正在逐渐推广到城市生活区、化工生产企业、医院、酒店等领域,取得明显的节能效果。
联合循环用燃气轮机的发展联合循环发电是一种将燃气轮机与蒸汽轮机结合在一起的发电方式。
其原理是将燃气轮机排出的废热通过热交换器加热冷却水,使其变成蒸汽,再通过蒸汽轮机发电。
联合循环利用了燃气轮机高效排出的废热,提高了发电效率,降低了燃料消耗,减少了对环境的影响。
联合循环用燃气轮机的发展可以追溯到20世纪60年代,当时燃气轮机开始应用于舰船和我们的发展,但是由于技术限制,联合循环的效率并不高。
然而,随着技术的不断革新和发展,联合循环用燃气轮机的效率得到了显著提高,成为一种广泛应用的发电方式。
首先,燃气轮机的技术不断进步,使其具有更高的效率和更低的排放。
燃气轮机作为燃烧式发电机,其排放比传统的蒸汽轮机更低,因为其燃烧过程中没有涉及锅炉等设备。
随着燃气轮机燃烧技术的改进,其排放量减少了很多,同时效率也得到了显著提高。
其次,热交换技术的发展使得废热的利用更加高效。
热交换器可以将燃气轮机排出的高温废气通过换热原理将冷却水加热,从而产生高温高压的蒸汽。
而传统的蒸汽轮机只能利用煤炭等固体燃料燃烧产生的废热。
热交换技术的发展使得联合循环的效率得到了显著提高。
再次,燃料的多元化也推动了联合循环用燃气轮机的发展。
传统的燃气轮机使用天然气作为燃料,而随着生物质能源、液化石油气等新型燃料的发展,联合循环用燃气轮机也可以利用这些燃料进行发电。
这不仅提高了燃料的利用率,还减少了对天然气等传统资源的依赖。
最后,环保意识的增强也推动了联合循环用燃气轮机的发展。
联合循环发电方式减少了对环境的影响,特别是通过排放控制和废气治理,可以使燃气轮机排出的废气达到环保标准。
随着人们对环境保护意识的增强,联合循环用燃气轮机逐渐成为一种受欢迎的发电方式。
总之,联合循环用燃气轮机的发展得益于燃气轮机技术的进步、热交换技术的发展、燃料多元化以及环保意识的增强。
随着科技的不断发展和创新,相信联合循环用燃气轮机将在未来得到更广泛的应用,为我们提供更高效、更环保的电力。
M701J燃气蒸汽联合循环发电书一、介绍燃气蒸汽联合循环发电是一种高效、清洁的发电方式,通过将燃气轮机和蒸汽轮机相结合,利用燃气轮机排出的废热产生蒸汽,再驱动蒸汽轮机发电。
本文将全面、详细地探讨M701J燃气蒸汽联合循环发电的原理、特点、应用以及未来发展方向。
二、原理M701J燃气蒸汽联合循环发电系统由燃气轮机、蒸汽轮机、余热锅炉和发电机组等组成。
其工作原理如下:1.燃气轮机:燃气轮机是整个系统的核心部件,它通过燃烧燃气产生高温高压的燃气,然后将燃气推动涡轮旋转。
涡轮旋转时释放出的能量驱动发电机产生电能。
2.蒸汽轮机:燃气轮机排出的高温高压燃气进入余热锅炉,余热锅炉利用燃气中的余热产生蒸汽。
这些蒸汽进入蒸汽轮机,驱动蒸汽轮机旋转,产生额外的电能。
3.余热锅炉:余热锅炉是将燃气轮机排出的高温高压燃气中的余热转化为蒸汽的设备。
蒸汽产生后,可以供给蒸汽轮机发电,也可以用于其他工业生产过程中的热能需求。
三、特点M701J燃气蒸汽联合循环发电具有以下特点:1.高效率:燃气轮机和蒸汽轮机相结合,充分利用了燃气轮机废热产生的蒸汽,提高了发电系统的总体效率。
相比传统的燃煤发电,燃气蒸汽联合循环发电的效率更高。
2.环保清洁:燃气蒸汽联合循环发电系统采用天然气等清洁能源作为燃料,燃烧过程中产生的污染物少,对环境的影响较小。
同时,通过余热锅炉回收废热,进一步减少了能源的浪费。
3.灵活性强:M701J燃气轮机具有快速启动和负荷调节能力强的特点,适用于应急发电和调峰需求。
同时,该系统还可以与其他能源发电系统相结合,形成混合能源发电系统,提高能源利用效率。
4.经济性好:燃气蒸汽联合循环发电系统具有较低的维护成本和较长的使用寿命,能够降低发电成本,提高经济效益。
此外,由于其高效率和环保特性,还可以获得政府的支持和补贴。
四、应用M701J燃气蒸汽联合循环发电系统在以下领域得到广泛应用:1.电力行业:燃气蒸汽联合循环发电系统可以作为基础电力供应的主要方式,可用于城市、工业园区等大型电网的供电。
燃气轮机联合循环介绍燃气轮机联合循环,听起来高大上,其实它就是个把“高温气体”变成“电”的小能手。
想象一下,你家的锅炉,这家伙可不是随便烧水的,它可是经过精心设计,把燃料的能量最大化利用,简直就像做一道精致的菜,分分钟把每一滴油都榨干了。
说到燃气轮机,它工作的时候就像是个狂欢派对,燃气在里面像小精灵一样舞动,经过燃烧后产生的高温高压气体,通过涡轮转动,啧啧,那声音,简直能把你震撼得心潮澎湃。
接下来咱们得聊聊这个联合循环。
其实嘛,就是把燃气轮机和蒸汽轮机组合在一起,形成一个完美的搭档。
你可别小看这对组合,简直就像是李白和杜甫,实力强大。
燃气轮机先来,把热能转化为机械能,然后蒸汽轮机再上场,利用余热发电,真的是一波三折,电力输出可谓是节节攀升,简直不容小觑。
想象一下,余热就像那烧到最后的炭火,虽然看似无用,实际却能把能量发挥到极致。
要知道,联合循环的效率可不是盖的,通常能达到60%左右,这在电厂界可是个“牛”气冲天的数字。
和传统发电方式比起来,这可是真正的节能环保先锋!燃气轮机虽然看上去光鲜亮丽,但其实它也有点“小脾气”,对燃料质量要求比较高,像是挑食的小孩子,一定要确保燃料纯净,才能发挥出最佳状态。
不过,一旦它“吃得好”,那真是“能量满满”,让你震惊的电量输出真是让人目瞪口呆。
联合循环不仅仅是在电厂发电,它在航天和船舶等领域也是不可或缺的。
想象一下,那些航天器在太空中飞行,动力来源也是这套系统,真是太酷了!更有趣的是,燃气轮机的设计和运行也在不断进步,许多科技公司为了追求更高的效率和更低的排放,像拼图一样,把各种新材料和技术应用进去,让燃气轮机像是升级版的“超级战士”。
哎,说到环保,这也是联合循环的一大亮点。
它在发电过程中,二氧化碳的排放量相对较少,基本上就是在为地球“减负”。
想象一下,随着气候变化问题日益严重,联合循环的存在简直像一缕清风,给环保事业带来了新的希望。
每当听到绿色电力的概念,心里总会油然而生一丝自豪感,觉得自己也为保护地球出了一份力。