联合循环汽轮机热力性能试验方法的研究

大型燃气—蒸汽联合循环机组热力性能试验研究阎保康1,宋志刚2(1.浙江省电力试验研究所,浙江　杭州　310014;2.镇海发电有限责任公司　浙江　宁波　315208)摘　要:阐述了国内第1套300M W燃气—蒸汽联合循环机组热力性能考核试验步骤。

对试验数据进行了处理和分析,计算了机组的试验输出功率与热耗率,研究表明得出的结果准确可信。

通过该实例的总结、分析与相应试验的理论研究,提出了大型引进型联合循环机组热力性能考核试验值得注意的技术要点。

关键词:300M W联合循环;热力性能;考核试验;技术要点中图分类号:T M611.31 文献标识码:B 文章编号:1001-9529(2003)09-0074-03 随着国家能源政策的调整和电网用电结构的变化,燃气轮机及其联合循环机组在我国得到迅速发展,浙江省在20世纪末相继建成了镇海、龙湾、金华等一批联合循环电站。

我国大型联合循环电站的主设备均从国外引进。

这些设备往往来自不同的国家与制造商,联合循环电站整体性能指标和技术水平经过成套设计、安装、调试及运行等各个环节,须进行热力性能考核试验得以验证。

我国目前还没有统一的联合循环机组的热力性能试验标准,笔者通过对国内第1套300M W燃气—蒸汽联合循环机组热力性能考核试验的实践,分析研究了其试验程序、测量方法、运行方式、计算技术,提出了大型引进型联合循环机组热力性能考核试验值得注意的技术要点。

1　试验目的及标准在机组调试结束、移交买方之前,必须对机组的性能作出全面准确的评价,通常以试验方式得出结论,这是整个项目建设过程中至关重要的环节。

本项目根据合同有关条款之规定,由买卖双方共同进行机组的热力性能考核,得出300MW燃气—蒸汽联合循环机组在规定运行条件下的净总输出功率和净热耗率,并分别与合同保证值进行精确比较,以确认该机组的性能(主要是联合循环机组出力和热耗率)是否已达到合同要求,为机组的移交作准备,同时也是为了掌握该机组的热力性能,为今后机组的运行提供技术依据。

联合循环电厂汽轮机供热运行的若干问题窥探联合循环电厂是一种将燃气轮机与蒸汽轮机相结合的发电方式，具有高效、低排放的特点。

在联合循环电厂中，汽轮机供热运行是其中一个重要的环节，也是需要专门注意和管理的。

本文将就联合循环电厂汽轮机供热运行中的若干问题进行探讨和分析。

1、汽轮机供热运行的原理在联合循环电厂中，汽轮机供热运行主要是利用汽轮机的废热来加热锅炉供暖系统。

当汽轮机在发电运行时会产生大量的废热，这些废热通过余热锅炉进行回收利用，加热锅炉中的水蒸汽，从而为供暖系统提供热能。

这样既提高了发电效率，也能够充分利用能源资源。

2、汽轮机供热运行的关键问题2.1 废热回收效率废热回收效率是汽轮机供热运行中最关键的问题之一。

提高废热回收效率能够有效地提高能源利用率，降低能源消耗成本。

如何设计和运行余热锅炉、优化余热回收系统是非常重要的。

2.2 供热系统稳定性汽轮机供热运行中还需要考虑供热系统的稳定性。

供热系统在运行中需要保持稳定的热负荷和稳定的热能输出，以满足供热需求。

需要合理设计供热系统，有效调控锅炉运行参数，保证系统的稳定性。

2.3 锅炉水质管理在汽轮机供热运行中，锅炉水质管理是一个非常重要的问题。

水质不良会导致锅炉设备的损坏和故障，影响供热系统的稳定运行。

需要加强对锅炉水质的管理和监测，采取必要的措施保证水质的稳定。

4、汽轮机供热运行的优势和意义汽轮机供热运行具有很多优势和重要意义。

汽轮机供热运行能够提高联合循环电厂的能源利用率，降低能源消耗。

汽轮机供热运行还能够有效减少废热排放，减少环境污染，具有良好的环保效益。

汽轮机供热运行还能够提高供热系统的稳定性和可靠性，保障供热工作的正常进行。

汽轮机供热运行是联合循环电厂中非常重要的运行环节，涉及到许多关键问题和解决措施。

加强汽轮机供热运行的管理和优化，对于提高能源利用率、降低成本、保障系统稳定和环保方面都具有非常重要的意义。

只有不断加强对汽轮机供热运行的关注和管理, 才能充分发挥汽轮机供热的效益，推动联合循环电厂的持续健康发展。

2020年33期研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application某分布式能源站燃气-蒸汽联合循环性能试验研究行新学1，张鲁2（1.中国电力建设集团重庆工程有限公司，重庆404100；2.中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司，陕西西安710000）前言联合循环发电：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮机（抽汽式或背压式）共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。

GE 在法国能源公司EDF 的HA 燃气轮机联合循环机组投产。

相比于煤电，燃气-蒸汽联合循环机组具有污染小、效率高、建设周期短、自动化程度高、调峰能力强等优点，是一种高效、节能的发电方式[1-2]。

当前世界吉尼斯记录：GE 在法国能源公司EDF 的HA 燃气轮机联合循环机组发电效率达62.22%。

2020年，我国燃气-蒸汽联合循环机组装机容量约5000万千瓦，至2022年，全国燃气轮机市场规模预计将达到900亿元左右，我国将成为世界最大的燃气轮机潜在市场。

随着社会对环境质量越来越多的重视，燃气-蒸汽联合循环必将在我国迎来了新一轮的发展高峰[3-4]。

本文以黔西南某新建燃气-蒸汽联合循环分布式能源电站为例，阐述该试验的试验标准、试验过程、边界划分、测点布置以及计算修正方法，并对试验中的注意事项进行总结。

1试验概况本文以黔西南某新建燃气-蒸汽联合循环分布式能源电站为例。

能源站建设有一台GE6B.03/41.1/5163型燃气轮机，设计工况出力35098kW （ISO 工况出力41171kW ），一台QFR -38-2-10.5型燃气轮发电机，一台Q350.9/548.2-58（12.1）-6.0（0.326）/498（203）型双压余热锅炉，一台LCZ20-5.8/0.88/0.4型联合循环蒸汽轮机及一台QFW-20-2-10.5型联合循环蒸汽轮发电机建设，五大主机及配套辅助系统组成分布式能源站系统。

联合循环电厂汽轮机供热运行的若干问题窥探联合循环电厂是一种利用汽轮机发电并利用余热供热的能源系统。

它以燃气或燃煤为燃料，通过汽轮机将燃料的热能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。

与普通发电厂不同的是，联合循环电厂还通过余热锅炉将汽轮机排出的高温废热利用起来，供应给供热系统，以提高能源利用率。

联合循环电厂在运行过程中可能会遇到一些问题，本文将从几个方面进行探讨。

联合循环电厂的关键设备是汽轮机，因此对汽轮机的运行状况进行监测和优化是非常重要的。

汽轮机的效率直接影响到整个系统的能量效率和经济性。

对汽轮机的工况参数进行监测和调整可以提高系统的发电效率和供热效果。

对汽轮机的进汽温度、进汽压力、排汽温度、排汽压力等参数进行调整，可以提高汽轮机的工作效率。

联合循环电厂在发电过程中会产生大量的废热，如何有效利用这些废热是一个关键问题。

一种常见的方式是通过余热锅炉将废热转化为蒸汽，再通过蒸汽供应给供热系统。

由于供热系统与发电系统的负荷波动不一致，可能导致余热供热系统的运行问题，供热系统的热负荷过大或过小，导致锅炉运行不稳定或者烟气浓度过高。

如何通过优化供热系统的热负荷和汽轮机的运行参数来解决这些问题是一个需要研究的课题。

联合循环电厂在运行过程中还可能面临燃料供应的问题。

由于联合循环电厂需要同时满足发电和供热的需求，因此对燃料的消耗量和质量要求较高。

由于燃料市场的不稳定性和供应链的复杂性，可能会导致燃料供应不及时或者质量不稳定，从而影响到电厂的运行。

如何建立稳定可靠的燃料供应链，以及如何通过优化燃料的选择和使用来提高能源利用效率是非常重要的问题。

联合循环电厂在供热过程中还可能面临环境保护的挑战。

由于联合循环电厂会排放大量废气和废水，如果处理不当可能会对环境造成污染。

如何采取合适的废气和废水处理措施，以及如何改善发电系统的环保性能，是一个需要重视的问题。

以上只是对联合循环电厂汽轮机供热运行的若干问题的初步探讨，实际上，联合循环电厂的运行涉及到的问题非常复杂，涉及到多个学科的知识，需要进行深入的研究和实践。

联合循环汽轮机的热力设计探讨摘要：本文对综合气化联合循环（IGCC）系统优化研究的集体设计进行了研究：归纳IGCC系统的主要热特性、两级、组合周期和IGCC系统，提出了大型交叉迭代设计优化的新思路；采用模块化建模方法建立系统设计优化模型。

介绍了联合循环汽轮机的热设计和设计特点。

关键词：联合循环；汽轮机；热力设计1前言燃料和燃气联合循环电厂，在80年代后期发展迅速，因为它可以快速启动，越来越多的熊峰剃须，因此，在联合循环中为汽轮机提出了许多新的要求，主要体现在以下几个方面：（1）由于燃气轮机的启动速度非常快，相应的涡轮可快速启动；（2）为了提高整个循环的效率，需要汽轮机运行；（3）根据燃气轮机、废热锅炉和蒸汽轮机启动时间的不同步，可以配备旁路系统；（4）燃气轮机进口单位或国外技术生产，数字电液控制系统的控制系统，为了使整个电厂控制水平一致，要求涡轮也可以采用数字电液控制系统。

综合煤气化联合循环（IGCC）是一种先进的动力系统，结合高效的联合循环和清洁煤技术，提供了最有前景的洁净煤发电技术。

IGCC是一种集热发电、煤化工、环境技术、多学科、多设备组合为一体的复杂能源动力系统，与许多高新技术相结合。

很长一段时间，IGCC系统的优化设计研究是围绕提高热性能为主要目标，以提高整体性能的IGCC系统，一方面，继续完善关键设备技术，寻求新的突破，另一方面，每个设备全面优化匹配的规则的深入研究，找到一个系统作为一个整体解决方案。

2热力设计2.1热力设计主要过程见图1图1热力设计主要过程2.2热力设计原则与传统的汽轮机相比，组合式循环汽轮机有很大的不同。

主要特点：（1）无调节水平，节流调整的蒸汽分配方式；（2）汽轮机排汽流量比常规蒸汽流量高出30%。

（3）最后阶段的特殊设计需要特别考虑热应力对结构设计的影响。

（4）采用东旗厂的成熟模式和最先进的现代设计技术，确保运行的可靠性和最先进的经济；（5）结构和辅助系统的设计是为了满足两班换班和快速起动的需要。

9F 单轴燃气-蒸汽联合循环机组的热力性能试验朱梅芳;包劲松;秦攀;楼可炜;李龙【摘要】This paper briefly analyzes thermal performance tests and problems during test process of 9F sin-gle-shaft gas-steam combined cycle generating units from three different manufacturers which have been oper-ating in Zhejiang province and proposes countermeasures. According to the test results, the generating units from Siemens are superior in efficiency while those from Mitsubishi own the highest power output.%简要分析了浙江省内已投产的3种不同厂商的9F 单轴燃机联合循环机组的热力性能试验以及试验过程中碰到的问题，并提出解决方案。

从试验结果可知， Siemens 燃机机组效率较高，而三菱燃机的机组出力最高。

【期刊名称】《浙江电力》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】5页(P58-62)【关键词】联合循环;性能试验;机组出力;机组效率【作者】朱梅芳;包劲松;秦攀;楼可炜;李龙【作者单位】国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州 310014;国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州 310014;国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州 310014;国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州 310014;国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州 310014【正文语种】中文【中图分类】TK267燃气—蒸汽联合循环机组具有效率高、排放清洁、建造周期短和调峰能力强等特点，西气东输工程促进了沿线燃气轮机联合循环电厂的建设。

燃气－蒸汽轮机联合循环机组性能试验过程简述发表时间：2019-06-21T15:37:46.457Z 来源：《河南电力》2018年22期作者：何瑛[导读] 本文介绍了某电厂M701F燃气——蒸汽联合循环机组性能试验的目的、试验条件、试验方法并对结果进行了简单分析。

（东方汽轮机有限公司四川德阳 618000）摘要：本文介绍了某电厂M701F燃气——蒸汽联合循环机组性能试验的目的、试验条件、试验方法并对结果进行了简单分析。

关键词：联合循环；性能试验 1 概述广东某电厂配备了三台M701F燃气——蒸汽联合循环机组，其中燃气轮机型号为M701F，是三菱重工研制的F级，干式、低NOx排放的重型燃气轮机；汽轮机型号TC2F-30”，为单轴、双缸、双排汽凝结、再热式机组；发电机型号为QFR-400-2-20，余热锅炉型式为三压、再热、无补燃、卧式、自然循环锅炉，不设旁路烟囱。

3台机组分别于2006年9月、12月和2007年6月完成了168小时的可靠性运行并交付商业使用。

本文介绍了机组性能试验的过程。

2 性能试验目的和项目性能试验的主要目的是为了考核电站的热力性能和各个指标是否满足合同条款的相关要求。

联合循环性能试验按照用户的要求通常分为两种：一种是只考核整个联和循环电站的热力性能；另一种是既要考核联合循环电站的热力性能，又要考核各个主要组成设备的热力性能。

本次广东项目各个机组按照合同要求，对动力岛部分进行整体考核（不单独考核燃机、蒸汽轮机的性能），但是对余热锅炉的性能也要进行核算。

按照合同要求，如果整个动力岛的性能试验结果（即动力岛的总功率和总热耗）不能满足性能保证要求，则HRSG（包括HRSG与蒸汽轮机之间的内部连接管道）的性能就需要进行分析，以确认各方的责任。

性能试验在对联合循环机组整体进行考核外，根据合同要求，还会在余热锅炉性能、设备噪音、轴系振动、污染物排放等方面分别进行测试，以判断机组是否满足合同中相关条款的要求。

燃气轮-蒸汽联合循环机组供热改造可行性研究发布时间：2021-09-07T15:31:39.733Z 来源：《中国电业》2021年第49卷第6期作者：崔永亮[导读] 随着社会的不断发展和科学技术的不断进步，崔永亮哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，黑龙江省哈尔滨市150000摘要：随着社会的不断发展和科学技术的不断进步，人们越来越关注他们生活的环境。

世界上许多国家已经充分认识到环境对人类社会发展的重要性。

改善生活环境，减少环境污染，是所有国家都需要共同面对的问题。

最重要最紧迫的问题是能源问题。

为了从根本上解决能源问题，除了寻找替代能源之外，节能是最直接、有效和关键的措施之一。

摘要:对某燃气电厂二拖一燃气机组供热改造的几种方案进行了探讨和分析，指出了节能供热改造的最佳方案，以期为其他燃气电厂的改造提供依据和参考。

关键词：燃气机组；环境；节能；供热改造方案燃气电厂是一种两拖一的燃气机组，燃料设计为煤层气，实际运行是天然气和煤层气的混合气体。

燃机规模为2×42MW，汽轮机排汽背压为13kPa，电力负荷为27MW。

主机排汽由直接空冷散热器冷却，空冷岛3列3台。

电厂供热现状为常规抽汽，抽汽能力为55t/h，低压补汽25t/h，总供热蒸汽消耗量约80t/h，外供热主线为DN500，热网循环水设计流量为830t/h，供回水温度为105℃/55℃。

电厂年供热能力150d左右。

根据预测，供暖的供暖价格约为35元/GJ，而发电厂的供暖批发价格为20元/GJ，与实际和理想价格相差很大。

但供热是电厂的大势所趋，利用乏汽余热供热可以有效降低供热成本。

因此，一家燃气电厂计划进行供热改造。

1设计原则和基本数据在实际工作中，最基本的设计原则是在不改变主机的情况下，使电厂的效益最大化。

基础数据如下:电厂热网循环水的供回水温度为105℃/55℃；汽轮机排汽背压上限为30kPa，最大抽汽率为25t/h；加热用额定抽汽55t/h，低压补汽25t/h，可用于加热。

联合循环电厂汽轮机供热运行的若干问题窥探随着我国城市化进程的加快和生活水平的提高，人们对供热系统的舒适度和供热质量的要求日益提高。

而联合循环电厂的汽轮机供热系统在满足供电需求的也逐渐成为城市供热的重要组成部分。

随着供热规模的不断扩大和运行方式的多样化，联合循环电厂汽轮机供热系统也面临着一些问题和挑战。

本文将围绕联合循环电厂汽轮机供热运行中的若干问题进行探讨和分析。

1.供热水质量问题供热水质量是影响供热系统运行效果的重要因素之一。

一方面，供热水中的杂质和化学成分会对管道和设备造成腐蚀和堵塞，影响设备的正常运行；供热水的温度和压力也直接影响着供热系统的供热效果。

保持供热水的良好水质是供热系统运行的关键。

针对这一问题，首先需要加强对供热水水源的管理和治理，严格控制水质。

应加强对供热水系统的监控和维护，及时清洗和更换设备，防止因水质问题导致的设备损坏。

还应采取合理的供热水调节措施，确保供热水的温度和压力在合适的范围内。

2.机组运行稳定性问题联合循环电厂汽轮机供热系统通常是与发电系统相互配合的，而发电系统的运行稳定性对供热系统的影响是不容忽视的。

一旦发电系统出现故障或停机，将直接影响到供热系统的正常运行。

机组运行稳定性是影响供热系统运行的关键因素之一。

针对这一问题，首先应加强对机组的日常监控和维护，确保机组的运行状态良好。

对机组的备用能力和自启动能力要进行充分的考虑，在发生故障或停机时能够及时地转入备用机组或自动启动。

还需要建立完善的应急预案和故障处理措施，确保供热系统在发生故障时能够迅速恢复正常运行。

3.调峰供热问题随着城市供热规模的不断扩大，特别是在寒冷的冬季，供热负荷的波动性也越来越明显。

这就给供热系统带来了调峰供热的挑战，即如何在供热负荷急剧增加时，能够及时、有效地调整供热系统，满足用户的供热需求。

针对这一问题，首先应加强对供热负荷的预测和监测，及时发现供热负荷波动的趋势。

需要建立完善的调峰供热机制，包括增加供热设备的备用能力和调峰调峰供热措施，以及与其他供热系统的协同调节。

燃气-蒸汽轮机联合循环机组性能试验过程分析燃气-蒸汽联合循环机组的运用解决了化石能源消耗快的弊端，这种工作模式热效率较高，污染物较少，占地和耗水量也少，是近些年来最常见的发热模式。

但是该机组在工作过程中也会受到其他如气压、温度、机组负荷等的影响，因此在进行联合机组性能测试的时候必须要确保其他因素控制在一定的范围之内，这样测量出的性能结果才准确，从而根据不同条件下的实验结果来得到联合机组的性能，发现最佳运行状态。

1、燃气-蒸汽汽轮机联合循环机组蒸汽-燃气联合循环机组是把蒸汽轮机循环以及燃气轮机循环综合在一起的动力装置，它的工作模式是通过气体动力循环和蒸汽动力循环来完成工作，气体动力循环通过压气机将空气压进燃烧室，空气与燃烧室内的燃料进行燃烧，使温度升高，气体进行膨胀，烟气在膨胀的过程会做功，便将热能转换成机械能推动燃气轮机进行发电，而做完功的烟气温度还很高，会进入到余热锅炉进行热能的回收，加大蒸汽的压强和温度，使蒸汽再做功，并把能量转换成机械能进行发电，就完成了整个燃气-蒸汽联合循环。

如果仅仅是采用提高初温的办法来提高蒸汽轮机循环的效率时，受到金属材料的限制，使初温难以继续提高，而蒸汽轮机的循环终参数较低，燃气轮机循环的初参数却较高，所以蒸汽-燃气联合循环机组利用燃气轮机循环有较高初温及蒸汽轮机循环有较低终参数的优点来提高整个循环的热效率，这也是该运行方法的优点。

2、燃气-蒸汽汽轮机联合循环机组性能测试实验影响参数2.1压气机进气温度压气机进口的温度会对联合循环机组出力会有很大影响，一般在进行实验之前会对温度设定固定值，而在一般情况下气温每变化1℃就会对机组出力造成0.4%-0.6%的影响，因此要提高进口温度的测量精度使，误差需控制在0.1℃左右，而温度变化会受阳光照射、风速、风向等环境影响较大，为尽可能确保温度变化最小，要在温差较小的地方进行测量，以保证测量准确性。

2.2温度造成的影响为研究方便，分别选取某项目所在地温度为15oC 和38.7oC作为压气机进气的初始温度，采用加热压气机进气逐渐提高进气温度，通过建模分析温度上升对联合循环效率的影响，得到的温度变化对联合循环效率的影响的关系曲线如图1 和图2所示:部分负荷时压气机初始进气温度越低，采用进气加热对机组的效率提升越明显( 见图1和图2) ，但当进气温度升至50oC时，机组效率的提升将出现拐点( 见图2所示。

天然气联合循环发电系统的热力学性能分析热力学是物理学中的一个极其重要的分支，它研究的是热、功和能量在自然界中的转化过程和特性。

在工程领域中，热力学理论广泛用于各种热能转换系统的研究和优化。

本文将围绕天然气联合循环发电系统展开热力学性能分析。

一、天然气联合循环发电系统天然气联合循环发电系统（Combined Cycle Gas Turbine，CCGT）是目前世界上使用最广泛的一种发电系统，它与传统的燃煤电站相比具有高效、清洁、灵活等特点。

该系统是通过将燃气轮机循环的热余能引入蒸汽轮机循环来提高整个系统的效率。

通常，CCGT系统由天然气轮机发电机组、废热锅炉和蒸汽轮机发电机组三部分组成。

二、热力学性能分析1. 热效率热效率是一个热能转换系统最重要的性能指标之一，它反映了系统从热能输入到产生有用功的转化效率。

对于CCGT系统而言，热效率的计算方法如下：ηth = ηG * ηS其中，ηG是天然气轮机的平均热效率，通常在40%左右；ηS是蒸汽轮机的平均热效率，通常在45%左右。

因此，CCGT系统的热效率可以达到60%以上。

2. 热耗率热耗率是指热能转换系统所消耗的燃料能量与其所产生电能之比，也是一个非常重要的性能指标。

对于CCGT系统而言，热耗率的计算方法如下：RHR = Qfuel/Pelec其中，Qfuel是燃料热值，通常在40-50MJ/kg之间；Pelec是电站净发电功率。

因此，CCGT系统的热耗率可以达到7-8MJ/kWh。

3. 热损失热损失是指在热能转换过程中由于各种原因而导致的热量损失，包括热机本身的热损失、排烟损失、废热损失等。

在CCGT系统中，由于采用了循环发电的方式，热损失相对较小，通常在10%以下。

4. 热力学循环效率热力学循环效率是指系统中各个热力学循环的效率之积，它反映了整个系统在热能转换过程中不同环节之间的能量转化效率。

对于CCGT系统而言，热力学循环效率的计算方法如下：ηtotal = ηG * ηS * ηboiler * ηsteam-turbine * ηcombustor其中，ηboiler是废热锅炉效率，通常在80%以上；ηsteam-turbine是蒸汽轮机效率；ηc ombustor是燃烧室效率。