01_03_常规余热锅炉型联合循环

1.燃气透平进气温度是指（第一级喷嘴后缘平面处）的燃气平均滞止温度。

2.燃机进气滤网三个压差开关中有两个或两个以上动作时机组则（自动停机）。

3.燃机正常运行中透平静叶除了承受热应力之外，还承受（静叶前后烟气压力差引起的压力）。

4.燃气轮机整个机组及燃料控制阀组件布置在（燃机罩壳）内。

5.燃气轮机转子采用（中心拉杆）叠盘式，端面齿传扭。

6.燃气轮机燃料控制阀组件由（紧急关断阀）、扩散、预混和值班气调节阀组成，并通过分配歧管连接到燃烧器，在启动中接近额定转速时由（扩散）向预混切换，值班气作为预混燃烧的稳定气源使用。

7.燃气轮机在压气机上有抽气口，把抽取的空气通过管道引入（透平持环）与透平缸的腔室中，为透平静叶提供稳定的（冷却气源）。

8.燃气轮机的压气机的进口导叶、前几级静叶及前几级动叶表面均涂有涂层，以防止（叶片冲蚀、积垢）。

9.题目：由于工作环境的影响，环境中的（漂浮物）通过进气系统的过滤气进入通流通道中，在叶片的表面形成积垢，当积垢达到一定程度时，不但严重地影响叶片的寿命，还对（机组联合效率）产生不利的影响。

10.SIEMENS、GE、三菱的机组均配置了水洗设备，定期对（压气机叶片）进行清洗。

11.燃机压气机的清洗分为（在线水洗）与离线水洗两种方式。

12.燃机压气机清洗的时间间隔通常情况下根据机组的性能损失来判断。

在机组（满负荷）以及部分负荷运行时均可进行压气机清洗。

在（停机后的清洗）可取得更好的清洗效果。

13.调节燃气轮机进口（可调导叶）能保证机组的排气温度维持不变，且输出功率维持在较高的范围内。

14.大型燃气-蒸汽循环发电机组的燃气轮机燃烧器采用（低NOx技术）。

15.燃气轮机压气机通过（进口导叶角度）的调节,可以有效地保证机组在低负荷运行时排气温度没有明显变化,同时也保证了机组效率。

16.燃气轮机的透平叶片表面涂上陶瓷涂层,在前几级叶片上还通过激光穿孔技术在叶片表面通过特殊的工艺,使从压气机过来的气体通过叶片表面的孔,在叶片表面形成（气体保护膜）。

燃气-蒸汽联合循环机组技术发展及运行原理分析摘要:在单机设备效率提高越来越困难的情况下,要提高热力系统的效率,就必须做到能源梯级利用,以充分利用各品位的热能,提高整个系统的效率。

在这种背景下就开始出现了各种联合循环方案。

本文在此背景下主要对燃气-蒸汽联合循环机组技术发展及运行原理进行分析。

关键词:燃气-蒸汽联合循环机组技术发展运行从世界电力工业发展的历程来看,以往人们主要依靠燃煤的蒸汽轮机电站来实现发电目标。

在这个领域内,工程师的研究主要集中于提高燃煤电站的单机容量和供电效率以及解决因燃煤而造成的污染问题。

改善供电效率的主要方向是:提高蒸汽的初参数并改进其热力循环系统的设计。

目前,效率高、污染低的燃气-蒸汽联合循环发电机组开始受到重视,并获得了巨大的发展。

联合循环由于做到了能量的梯级利用从而得到了更高的能源利用率,又因为使用干净的能源如石油和天然气,所以对环境造成的污染也很小。

1燃气-蒸汽联合循环机组技术发展就世界电力工业发展的历程来看,以往人们主要依靠燃煤的蒸汽轮机电站来实现发电目标的。

在解决因燃煤而带来的污染问题方面,人们首先致力于解决粉尘的排放问题,进而向解决NOx和SOx的方向发展。

目前,粉尘的排放问题基本上已获得比较满意的解决,NOx的问题已能在锅炉中改用低NOx燃烧器的方法得以控制。

但是无论是在燃烧前、燃烧中或燃烧后处理SOx的排放问题,都是很花钱的,许多方案都还在研究之中。

目前,世界上在解决SOx的排放问题上用得最普遍的方法是采用尾气脱硫装置(FGD)。

可是这种装置的费用很高,它大约要占全电站总投资费用的20%～25%,运行费用也很昂贵。

天然气是清洁环保的化石燃料,通过低NOx燃烧器的作用,NOx的排放量可以控制在10ppm以下,而CO2的排放量则可以比燃煤或燃油者降低50%左右。

目前,天然气储量丰富,价格便宜,这为燃气轮机及其联合循环的发展提供了有利的条件。

与传统的燃煤的蒸汽轮机电站相比,燃气轮机及其联合循环的优点是:(1)供电效率远远超过燃煤的蒸汽轮机电站。

余热锅炉的原理介绍及其类型
余热锅炉的原理介绍及其类型如下：
原理介绍：
1. 余热锅炉是发生器、热交换器、冷凝器、蒸发器等设备的组合，主要工作原理是高温物料在余热锅炉中吸收热量，将物料状态由气态（或接近气态）转变，同时余热锅炉出口的蒸汽或热水被回收并进入汽包进行汽水分离，再循环使用。

2. 余热锅炉内的换热器有两个功能：一是对烟气进行冷却，将余热锅炉能够回收的热量传递给冷却剂；二是实现给水逐步加热、汽化的过程，在换热过程中起到扩容的作用。

类型：
1. 自然循环余热锅炉，这类锅炉依靠锅水密度差来形成循环。

2. 强制循环余热锅炉，这类锅炉以水泵为动力，形成锅水循环流动。

3. 光管式余热锅炉，其显著特点为受热面为光管，简单可靠，经济性好。

4. 翅片式余热锅炉，其显著特点为受热面管子外侧面有翅片，增大传热面积，增强传热效果。

5. 膜式余热锅炉，它由波纹板组成锅筒，烟气和工质流动方向垂直，具有结构紧凑、占地面积小和运行可靠等优点。

以上就是余热锅炉的基本原理和主要类型。

余热锅炉在工业生产和节能减排中发挥着重要作用。

余热锅炉的结构和工作原理
余热锅炉的结构和工作原理
余热锅炉由锅筒、活动烟罩、炉口段烟道、斜1段烟道、斜2段烟道、末1段烟道、末2段烟道、加料管（下料溜）槽、氧枪口、氮封装置及氮封塞、人孔、微差压取压装置、烟道的支座和吊架等组成。

余热锅炉共分为六个循环回路，每个循环回路由下降管和上升管组成，各段烟道给水从锅筒通过下降管引入到各个烟道的下集箱后进入各受热面，水通过受热面后产生蒸汽进入进口集箱，再由上升管引入锅筒。

各个烟道之间均用法兰连接。

燃烧设备出来的高温烟气经烟道输送至余热锅炉入口，再流经过热器、蒸发器和省煤器，最后经烟囱排入大气，排烟温度一般为150～180℃，烟气温度从高温降到排烟温度所释放出的热量用来使水变成蒸汽。

锅炉给水首先进入省煤器，水在省煤器内吸收热量升温到略低于汽包压力下的饱和温度进入锅筒。

进入锅筒的水与锅筒内的饱和水混合后，沿锅筒下方的下降管进入蒸发器吸收热量开始产汽，通常是只用一部分水变成汽，所以在蒸汽器内流动的是汽水混合物。

汽水混合物离开蒸发器进入上部锅筒通过汽水分离设备分离，水落到锅筒内水空间进入下降管继续吸热产汽，而蒸汽从锅筒上部进入过热器，吸收热量使饱和蒸汽变成过热蒸汽。

根据产汽过程的三个阶段对应三个受热面，即省煤器、蒸发器和过热器，如果不需要过热蒸汽，只需要饱和蒸汽，可以不装过热器。

当有再热蒸汽时，则可加设再热器。

联合循环中的余热锅炉摘要：余热锅炉，顾名思义是利用余热来进行再次利用的锅炉。

现代经济社会的发展也带了很多工业化问题，工业生产中的废气、废物对环境产生了很大的污染。

这个时候余热锅炉对这些不利于环境保护的工业污染物质进行了废利用，把这些工业污染物质中的余热利用起来对水进行加热，其实简单来说就是对一些物质的余热的回收，余热锅炉余热利用的方法在一定程度上起到了节能的作用。

余热锅炉热力的利用范围比较广泛，像发电机、空调等都有用到其原理，然而对于余热锅炉热力的计算方法仍需要进一步探讨。

关键词：联合循环；余热锅炉；特性及影响因素1、联合循环的定义联合循环就是将燃气轮机排出的“废气”引入余热锅炉，加热水产生高温高压的蒸汽，再推动汽轮机做功。

相当于将燃气轮机的布雷顿循环和汽轮机的朗肯循环联合起来，形成能源梯级利用的总能系统，达到极高的热效率（约60%）。

2、余热锅炉的特点余热锅炉与常规锅炉最大的差别在于余热锅炉缺少相应的燃烧装置，其载热介质以及来源并没有统一的要求，因而在材料以及受热面布置上与工业锅炉具有较为显著的差别。

余热锅炉多作用于某一工业生产工艺过程的各个部位中，处于较为复杂的环境，因而对于余热锅炉的安全性以及稳定性要求较高。

同时，工业废气具有高温、高压的特点，有些工业废气也具有一定的易爆性与腐蚀性，这对于余热锅炉的结构与材料具有特殊的要求，如余热锅炉需要具有高度的严密性，并且应该具有较强的耐腐蚀以及耐高温的特性。

同时，余热锅炉的入口处也会受到较强的冷热冲击性，因而对于余热锅炉的结构设计应具有一定特点。

下面将会对余热锅炉的主要结构部件进行分析。

2.1 余热锅炉的过热器结构研究。

余热锅炉的过热器一般是由蛇形盘管、分配集箱集、流集箱以及其他组件等组成。

在余热锅炉中，过热器多布置在冷却室的顶棚，有时也会将过热器作为烟道个请或者侧墙。

根据过热蒸汽温度的高低不同，可以设置一级或二级过热器，同时根据过热器布置处的温度区间，可以分为辐射式过热器和对流式过热器。

余热锅炉与联合循环的汽水系统作者1 作者2 作者3（1.作者详细单位，省市邮编；2.作者详细单位，省市邮编）（2.在联合循环中余热锅炉是回收燃气轮机的排气余热，借以产生推动蒸汽轮机发电所需蒸汽的换热设备。

（3.余热锅炉是由省煤器、蒸发器、过热器以及集箱和锅筒等换热管簇和容器等组成（4.余热锅炉分类a)汽水发生系统不同分：i.单压余热锅炉ii.双压余热锅炉iii.三压余热锅炉b)按循环驱动力分：i.自然循环余热锅炉ii.强制循环余热锅炉余热锅炉的汽水系统1-余热锅炉 2-除氧器3-凝汽器 4-蒸汽透平5-发电机 6-燃气透平7-燃烧室 8-压气机9-高压过热器 10-高压蒸发器11-锅筒 12-高压省煤器13-低压蒸发器自然循环方式1- 膨胀节 2-进口烟道3-内部保温材料 4-锅筒5-烟囱 6-出口烟道7-膨胀节 8-省煤器段9-下降管 10-蒸发器11-过热器段 12-人孔13-整体结构钢 14-上升管强制循环方式1-蒸发器和过热器 2-省煤器3-上部过渡段 4-烟囱5-锅筒 6-钢架7-弯烟道(侧向进口) 8-进口段余热锅炉设计要求1.追求尽可能高的当量效率2.适当减少燃气侧的压损3.快速启动4.变工况稳定性好5.尽量避免管束烧坏和腐蚀6.利于制造安装及检修节点温差及接近点温差的选择节点温差指余热锅炉蒸发器入口处燃气的温度 与饱和水温度之间的差值，即节点温差下降，锅炉总换热面积增加，排烟温度下降，流量增加，功率增大。

一般选取8~20°C 。

接近点温差指余热锅炉中省煤器出口的水温 与相应压力下饱和水温之间的差值，即 接近点温差增大，换热面积增大；如果接近点温差过小，易出现省煤器过热，受限。

一般选取5~20°C 。

1.在“单压汽水发生系统”的余热锅炉中 Q=f （T ）的关系2.在“双压汽水发生系统”的余热锅炉中 Q=f （T ）的关系余热锅炉设计参数的选择主蒸汽参数，再热蒸汽参数 考虑管束、阀门压损，管束散热损失。

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。

燃气轮机组热力计算指标体系1.电站燃气轮机热力循环的主要参数及性能指标1.1.燃气轮机热力循环主要参数燃料3C —压气机； —发电机；13—燃烧室出口亦即透平进口；4—透平出口图1为常用的燃气轮机热力系统组成方式，燃气轮机的热力循环参数主要有两个：压缩比与温度比。

1）压缩比（简称压比）：压气机出口压力与进气口压力之比，用π表示，计算公式为：π=P 2∗P 1∗ ………………………………（1） 式中，P 1∗——燃气轮机进气道后，压气机进口导叶前的滞止压力（上角标“*”表示“滞止”状态），Pa 或MPa ，P 2∗——压气机出口处的滞止压力，Pa 或MPa ，P 1∗，P 2∗可通过参数测点读出数值。

2）温度比（简称温比）：透平进口处的温度与压气机进口处的温度之比，若用τ表示，计算公式为： (2)τ=T3∗T1∗式中，T1∗——压气机进口处的滞止温度（在开式燃气轮机循环中，即为环境温度T e），T3∗——透平进口处滞止温度，K，T1∗=T e可通过参数测点读出数值。

1.2.燃气轮机性能指标描述燃气轮机热力的主要性能指标有两个：比功与循环热效率。

1）比功：指单位质量的空气流过装置时，燃气轮机向外界输出的净功，记为W n，忽略燃气与空气在流量上的差异，则W n=W T−W C=C p(T3∗−T4∗)−C p(T2∗−T1∗) (3)式中，W T——透平的比功，J/kg或kJ/kg；W C——压气机的比功，J/kg或kJ/kg；C p——工质的定压比热（在知道压力、温度时，可查表得出）。

2）循环热效率：当工质完成一个循环时，输入的热量功转化为输出功的部分所占的百分数，记为η，计算公式为：gtηgt =W nfH u=W nq B=C p(T3∗−T4∗)−C p(T2∗−T1∗)C p(T3∗−T2∗)=1−T4∗−T1∗T3∗−T2∗=1−1πk−1k (4)式中，f——燃料的质量流量与空气的质量流量之比，称为燃料空气比；f=G fG ckg燃料/kg空气；k为绝热指数；G f指燃料流量，kg/s；G c指进入压气机的空气流量kg/s；有效功率：qn=W n G cH u——燃料的热值，J/kg或kJ/kg，通常指低热值；qB——单位质量空气在燃烧室中吸取的热量，J/kg 或kJ/kg；3）耗气率：产生单位有效功率时的燃料消耗量，kg/（kW×h）g e =Bq n=3600G fq n=3600ηgt H u；式中B为气耗量4）热耗率：产生单位有效功率所耗的燃料热量，kJ/（kW×h）q e =BH uq n=3600ηgt2.联合循环机组的主要参数及性能指标2.1.联合循环热效率与功比率热效率与功比率是联合循环的两个基本特性参数，以常规的余热锅炉型联合循环（一台燃气轮机、一台余热锅炉、一台汽轮机，电动机可以一台，也可以两台，也称“一拖一”方案）为例，介绍这两个参数。