燃气轮机联合循环配套余热锅炉

M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组主蒸汽旁路系统控制策略介绍及优化发布时间：2021-03-25T02:24:39.647Z 来源：《河南电力》2020年9期作者：黄永昆[导读] 随着当前环保压力不断加大，燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。

本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统，该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成，采用 “一拖一，双轴”的布置方式，单套机组装机容量为460MW。

（广东粤电中山热电厂有限公司广东中山 528445）摘要：旁路系统是蒸汽轮机主蒸汽系统的重要组成部分，它在燃气-蒸汽联合循环机组启停过程以及甩负荷时起着十分重要的作用。

本文主要介绍了M701F4型燃气轮机联合循环机组的主蒸汽旁路系统的主要作用，通过对主蒸汽旁路系统几种控制模式的介绍，描述旁路系统在机组运行过程中的控制过程，并通过介绍机组运行过程中一次特殊工况，分析现有旁路系统控制逻辑存在的问题，并提出解决方案。

关键词：M701F4燃气轮机；联合循环；旁路系统；控制模式随着当前环保压力不断加大，燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。

本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统，该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成，采用 “一拖一，双轴”的布置方式，单套机组装机容量为460MW。

在燃气-蒸汽联合循环机组中，旁路系统在机组启停过程以及甩负荷时起着重要作用，它的功能是，当余热锅炉产生的主蒸汽不满足蒸汽轮机运行需求时，这部分主蒸汽会通过旁路系统回到凝汽器，从而防止余热锅炉蒸汽管路超温、超压；另外，在汽轮机跳闸或甩负荷时，旁路系统可以联锁快开从而有效抑制主蒸汽压力、温度参数波动，防止汽包水位波动，维持余热锅炉及燃汽轮机正常运行，从而缩小事故范围，减少机组损失。

湖南涟钢发电厂燃机系统简介1概述本工程建设规模为建设一套~50MW燃烧高炉煤气的分轴式燃气-蒸汽联合循环发电装置。

燃气轮机发电机组采用日本三菱提供的带煤气压缩机的M251S型、工业重型、室外式机组，额定功率28.5MW；余热锅炉为双压带自除氧卧式自然循环半露天布置(次高压参数：76t/h，6.1MPa，485℃)，配套补汽凝汽式汽轮发电机组，额定功率22MW。

1.1燃气轮机发电机组型号、参数和主要技术规格(1). 燃气轮机机组·型号：M251S型·型式：重型、轴向排气、室外布置·套数：1套·制造厂商：日本三菱重工高砂制作所制造·燃料：主燃料：BFG值班燃料：COG热值控制燃料：COG·输出功率（发电机终端）：28500kW·额定状态：大气干球温度：15o C大气相对湿度：70 %大气压力：1013hPa abs·BFG供给压力（主供给管）：＋800mmAq（g）·BFG供给温度（主供给管）：25o C（水干饱和）·BFG低热值：3393kJ/Nm3-dry·COG低热值：17189kJ/Nm3-dry·进口总压力损失：≯150mmAq·出口总压力损失：≯350mmAq·燃气透平负荷：100%（基准燃烧）·发电机终端功率因素：0.85·冷却水温度：≤40 o C·排出口流量：547000 kg/h·排出口温度：571 o C排气组份：O2 CO2 H2O N2 Ar10.7% 19.7% 1.6% 67.1% 0.9%(2)空气压缩机·型式：轴流式·级数： 19级·导叶类型：进口导叶角度可调·转速：5015 r/min·压缩比（ISO条件）：11·吸入流量（15o C）：102.5 kg/s·出口压力（15o C）：11ata（1.115 MPa）·转子材质：锻钢·动叶、静叶、进口导叶材质：铬合金钢·汽缸：水平中分式，碳钢(3)燃烧室·燃烧器类型：管式·燃烧器数量： 8个环向布置·每个燃烧器燃料喷咀数： 1个·值班燃料：COG·点火器类型：火花塞·火焰探测器数量及类型：4个UV探测器·燃烧室材质：镍基合金(4)燃气透平·型式：轴流，反动式·级数： 3 级·转子：中空空冷型，锻钢·导叶材质：高铬合金钢·动叶材质：高镍合金钢·气缸：水平中分式，碳钢(5)燃机发电机·型式：全封闭，水/空冷，同步，室外式·型号： WY16Z-037LLT·套数： 1套·额定功率：28500KW·额定电压：10.5KV·额定电流：1844A·额定转速：3000 r/min·额定频率：50 HZ·功率因素：0. 85·励磁机型式：无刷励磁·防护等级：IP54 室外型(6)煤气（BFG）压缩机·型式：单缸轴流式·级数： 20级·导叶类型：入口侧5 级导叶角度可调·驱动器：燃气透平·转速： 6462 r/min·壳体型式：水平中分·进气条件：流量：134500Nm3/h-dry煤气类型：BFG压力：＋800mmAq（g）温度：25 o C·出气状态：压力：11.8ata（1.1956 MPa）温度：350 o C1.2余热锅炉汽机发电机组型号、参数和主要技术规格(1).余热锅炉·型式：卧式、自然循环，双压余热锅炉·型号：Q427/571-76(9.6)-6.1(0.4)/485(210)型·额定主蒸汽流量：76t/h·额定主蒸汽压力：6.1MPa(g)·额定主蒸汽温度：485℃·次高压汽包工作压力：6.5MPa(g)·额定低压蒸汽流量：9.6t/h·额定低压蒸汽压力：0.4MPa(g)·额定低压蒸汽温度：210℃·低压汽包(除氧器)工作压力：0.42MPa(g)·给水温度：50℃·排污率：1％·余热锅炉进口烟气流量：547t/h·余热锅炉进口烟气温度：571℃·余热锅炉排烟温度：~117℃·制造厂家：德尔塔动力设备（中国）有限公司(2).汽轮机·型式：单缸、冲动式、双压补汽凝汽式·型号：LZN22-5.88/0.4型·台数：1套·额定功率：22MW（设计值22.63 MW）·额定进汽压力：5.88MPa(a)·额定进汽温度：480℃·额定进汽量：76t/h·额定补汽压力：0.4MPa(a)·额定补汽温度：205℃·额定补汽量：8-10t/h（设计值9.6 t/h）·排汽压力：6.93kPa·冷却水温（额定/最高）：28 /35℃·额定转数：3000 r/min·制造厂家：南京汽轮电机厂(3).发电机·型式：全封闭，风冷，同步，室内式。

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燃气轮机余热锅炉的优化设计高德忠摘要：近年来，我国燃气一蒸汽联合循环技术日趋成熟，燃气轮机的热效率和单机功率不断提高，这使得燃气轮机及其联合循环在我国电力系统中发挥的作用日益凸显，相较于普通电厂，燃气轮机联合循环电厂具有明显的优势，因此探讨燃气轮机联合循环电厂的优化设计，具有十分重要的现实意义。

关键词：燃气轮机；余热锅炉；设计发电效率高以及环境污染小是燃气- 蒸汽联合循环机组的明显优势与特征。

近些年来我国不断投入中、小型燃气- 蒸汽联合循环机组，注意国产机组也在上述范围涵盖之内，这种机组的综合优势可在这一过程中得到直观体现，其中还包括余热锅炉。

现在我国科研人员不断提高对余热锅炉的重视程度，并在原有的基础上对其进行不断的深入研究促使其实现不断优化与完善与目标，进而促使余热锅炉的性质得以保障。

一、余热锅炉的特点余热锅炉就是一个热交换器，与常规锅炉相比较后我们可以发现无补燃的余热锅炉具有相对简化的系统，没有燃烧系统及伴随燃烧的辅助设备，没有辐射换热及辐射换热相应的结构要求是其系统较为简化的主要原因。

这要求我们在实际进行设计工作时必须实现对余热锅炉特点的充分考虑。

1、余热锅炉的边界条件。

余热锅炉具有相对较多的边界条件，因此与常规锅炉相比在实际进行设计工作时需要受到更多条件的限制，这对优化设计工作的顺利开展带来一定难度。

燃气轮机余热锅炉热源的主要来源，燃气轮机和蒸汽轮机所具备的共同特征就是定型以及标准。

烟气参数的输出是燃气轮机不可避免的一部分内容，注意这一参数具备一定的确定性。

温度T，流量VG 和压力PG 都可对其进行直观体现，烟气特点是余热锅炉所必须适应的一部分内容。

需要注意的是余热锅炉的蒸汽参数也由蒸汽轮机来接受，其中主要包括温度t，流量D 和压力P，这对余热锅炉有一定的制约作用。

所以我们说在实际对余热锅炉进行设计工作时两端边界条件都会对其造成一定的限制。

2、余热锅炉在低温烟气下工作。

燃机的型号及容量会对燃气轮机排出烟气的温度造成直接影响，其温度一般会维持在500-550°C 范围之内。

燃气蒸汽联合循环机组原理燃气蒸汽联合循环机组是一种高效的发电装置，它以燃气轮机和蒸汽轮机为核心组成，通过充分利用燃气轮机废热来产生蒸汽，再利用蒸汽驱动蒸汽轮机发电。

这种联合循环的机组原理能够提高能源利用效率，减少能源浪费，是目前广泛应用于发电行业的一种技术。

燃气轮机是燃烧燃气燃料产生高温高压气体，利用气体的动能驱动轴，从而产生机械能。

燃气轮机具有体积小、重量轻、起动快和运行灵活等特点，适合用于中小型发电装置。

然而，燃气轮机在工作过程中会产生大量的热能，并以废气的形式排出，这部分废热没有得到充分利用，导致能量的浪费。

为了充分利用燃气轮机废热，提高能源利用效率，燃气蒸汽联合循环机组将燃气轮机的废热用于产生蒸汽。

具体来说，燃气轮机废气经过余热锅炉加热水，使水蒸发产生高温高压蒸汽。

这部分蒸汽经过一系列的加热、膨胀、排气等过程，驱动蒸汽轮机产生机械能，最终驱动发电机发电。

蒸汽轮机是一种利用蒸汽能量转化为机械能的装置。

蒸汽轮机的工作原理是通过蒸汽的膨胀来驱动叶轮转动，从而将蒸汽的热能转化为机械能。

在燃气蒸汽联合循环机组中，蒸汽轮机起到了发电的关键作用。

蒸汽经过高温高压后进入蒸汽轮机，通过叶轮的高速旋转将蒸汽的动能转化为机械能，驱动发电机发电。

燃气蒸汽联合循环机组的工作原理可以简单归纳为：燃气轮机产生高温高压气体，燃气轮机废气经过余热锅炉产生高温高压蒸汽，蒸汽经过蒸汽轮机产生机械能，最后驱动发电机发电。

这种联合循环的机组通过充分利用废热，提高了能源利用效率，减少了能源的浪费。

燃气蒸汽联合循环机组具有很高的发电效率，能够达到50%以上，远高于传统的燃煤发电厂。

而且，燃气蒸汽联合循环机组的启动时间较短，可在几分钟内达到额定功率，适用于频繁起停的场合。

此外，燃气蒸汽联合循环机组的排放比燃煤发电厂更为清洁，对环境污染较小。

燃气蒸汽联合循环机组利用燃气轮机废热产生蒸汽，再利用蒸汽驱动蒸汽轮机发电，实现了能量的高效利用。

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。

燃气轮机冷热电联供系统分析摘要:利用燃气轮机发电的联供系统是各国家目前普遍使用的方式之一。

利用燃气轮机发电，冷热电负荷不同，选择的形式、方案也不尽相同。

关键词：分布式能源、燃气轮机、梯级利用、以电定热中图分类号： tu996.2文献标识码：a 文章编号：目前，以天然气为主要燃料的新型分布式能源技术设备和冷热电联产系统，将能源利用和环保标准提高到一个全新的层次。

这种新型能源将从根本上改变传统的发电、供热、供冷互相分离的能源利用模式。

燃气轮机冷热电联产系统中，燃气轮机在发电的同时，回收利用其烟气的余热制冷或制热，实现在能的梯级利用基础上的冷热电联产，从而达到节能目的。

在冷热电联产系统中，燃气轮机不仅仅是动力设备，还是热的提供者。

笔者调查了国内外主要品牌的燃气轮机的相关余热特性，发现燃气轮机的排气温度都比较高，均具有很好的可用性。

例如，索拉透平公司，是全球工业燃气轮机行业的知名企业，也是美国排名前50强的出口企业。

其生产的“水星”mercury 50燃气轮机，排气温度可达到377℃,taurue60燃气轮机，排气温度可高达到510℃;国内青岛汽轮机厂生产的rf0221燃气轮机，排气温度可达到454℃, rf0391燃气轮机，排气温度可达到532℃.在制定和选择以燃气轮机作为原动机的冷热电联产系统集成方案时,应充分考虑燃气轮机的额定工况及变工况特点。

燃气轮机的余热温度高,使得余热的回收利用方式更为灵活,能够满足各种不同的冷热需要。

因此，对冷热负荷较大的用户，选择以燃气轮机作为冷热电联产能源利用方式具有潜在优势。

笔者通过调查国内外部分运行的冷热电联产系统发现，集成方式多种多样，根据需要选择性也相对灵活，主要方式包括：燃气轮机-锅炉并联、燃气轮机-余热锅炉型、燃气-蒸汽联合循环型、燃气轮机-直燃机型、燃气轮机-湿空气型等等。

具体应用方式如下：1、燃气轮机+余热锅炉+蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组此系统是一种“以电定热”的余热应用方式。