_燃气轮机总能系统及其能的梯级利用原理
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发电燃气轮机天然气系统介绍燃气轮机是一种以燃料燃烧产生高温高压气体,然后通过喷嘴喷射高速气流以推动涡轮旋转的内燃机。
它可同时产生动力和热能,广泛应用于电力、石化、制药、钢铁等行业。
天然气是燃气轮机的理想燃料之一,因其清洁、低污染、高效等特点而备受青睐。
天然气系统是燃气轮机发电系统中的关键组成部分,它主要由天然气供应系统、气体燃烧系统和废气处理系统三个部分组成。
天然气供应系统主要包括天然气输送管道、调压设备和储气设备等。
天然气由主要管道输送至燃气轮机厂区,经过调压设备将其压力调整为适合燃气轮机燃烧需要的压力。
储气设备通常是由地下储气库或压缩气体储罐组成,用于储存备用天然气供应。
气体燃烧系统主要由燃气轮机的燃气管路、燃气阀门、点火装置和燃气燃烧室等组成。
燃气通过管路和阀门进入燃气燃烧室,在燃烧室内与空气混合并点燃,产生高温高压气体。
点火装置用于引燃燃气和空气混合物,启动燃气轮机。
燃气燃烧室通常采用倒置圆筒形结构,既能保证清洁燃烧,又能提供稳定的燃烧效果。
废气处理系统用于净化燃气轮机排放的废气,以达到环保要求。
废气处理系统通常包括排烟系统和废热回收系统。
排烟系统用于排放燃烧产生的废气,通常通过烟囱排出到大气中。
废热回收系统则通过热交换器等设备,将燃气轮机排放的废热转化为有用的热能,供应给其他生产过程或加热系统使用,提高能源利用效率。
与传统的燃煤发电系统相比,燃气轮机发电系统具有许多优点。
首先,燃气轮机燃烧清洁,几乎不排放二氧化硫和颗粒物等污染物,对环境影响小。
其次,燃气轮机具有高效率和快速启动的特点,可在短时间内达到额定功率输出。
此外,燃气轮机发电系统还具有较小的占地面积和较低的噪音水平,更适合城市和对环境要求较高的地区。
总之,燃气轮机发电系统是一种高效、环保的电力生成方式,天然气系统是其中不可或缺的重要组成部分。
随着能源需求的增长和环境保护意识的提高,燃气轮机发电系统将在未来得到广泛应用和发展。
燃气轮机循环水循环原理
燃气轮机循环水循环原理是指在燃气轮机运行过程中,通过循环水系统对轮机进行冷却和热回收的过程。
循环水循环原理的主要目的是保持燃气轮机的运行温度稳定,提高热能利用效率,同时减少对环境的影响。
燃气轮机的循环水系统由循环水泵、冷却器、水箱、热交换器、控制阀等组成。
循环水泵负责将水从水箱中抽入系统,并将水通过管道输送到燃气轮机的各个部位,以冷却燃气轮机的各个热点部位。
循环水在冷却过程中吸收了部分热量后,通过冷却器将热量排出,然后再次回到水箱中循环使用。
燃气轮机循环水的循环原理基于热力学的工作原理。
燃气轮机在运行过程中会产生大量的热量,如果不进行冷却,将会导致轮机过热而失效。
因此,通过循环水系统,可以将产生的热量带走,保持轮机的正常运行温度。
循环水循环过程中,水的温度会逐渐上升,这是因为水在冷却燃气轮机过程中吸收了热量。
为了保持循环水温度在可控的范围内,循环水系统中通常设有热交换器。
热交换器可以将循环水和其他介质(如蒸汽、油等)之间进行热量交换,将循环水的热量传递给其他介质,使循环水的温度得以降低,从而保持燃气轮机的运行温度稳定。
另外,燃气轮机循环水循环原理还可以实现热回收。
在循环水系统中,通过热交换器将循环水的热量传递给其他介质,如蒸汽。
这样可以利用循环水的热量,产生蒸汽用于其他工艺过程,从而提高能源利用效率。
总之,燃气轮机循环水循环原理通过循环水系统对燃气轮机进行冷却和热回收,保持轮机的运行温度稳定,提高能源利用效率,并减少对环境的影响。
这一原理在燃气轮机的设计和运行中起到至关重要的作用。
燃⽓轮机及其联合循环运⾏简介燃⽓轮机及其联合循环运⾏简介燃⽓轮机及其联合循环的特点是启动速度快,具有快速加减负荷的能⼒。
它对电⽹的调峰起到了⾮常⼤的作⽤。
我⼚有⼆台9E的燃⽓轮机,⼆台余热锅炉及⼆台汽轮机。
其运⾏⽅式是⼆台燃⽓轮机配⼆台余热锅炉带动⼀台汽机(简称⼆拖⼀⽅式)全⼚总负荷300MW。
作为⼀名电⼚运⾏员⼯在运⾏调度操作上会遇到各种各样的问题。
对于⼀名运⾏员⼯来讲,只有熟练的掌握各种运⾏调度操作以及正确分析各类故障才能保证机组更好的运⾏。
下⾯我简单介绍⼀下燃⽓轮机及其联合循环的运⾏⽅式和⼀些常见的故障。
⼀.燃⽓轮机及其联合循环的运⾏⽅式电⽹的⽇负荷⼀般有两个尖峰,⼀个出现在上午,称为“早峰”;⼀个在下午出现,称为“晚峰”。
通常,晚峰时达到最⾼负荷值。
电⽹的低⾕负荷则出现在凌晨。
峰⾕差甚⾄可以超过总负荷的30%。
可以把它分为三个部分。
⼀个是位于低⾕负荷以下的部分,通称为“基本负荷”;另⼀个是早峰和晚峰部分,称为“尖峰负荷”;位于两者之间的则称为“中间负荷”。
燃⽓轮机及其联合循环的运⾏⽅式可以分为应急型、尖峰负荷型、中间负荷型和基本负荷型四⼤类。
他们的年运⾏时间数、年启动次数、每次的连续运⾏时间以及启动加载时间彼此有很⼤差异,由于联合循环启动时间较长,供电效率⼜很⾼,因⽽,在电⽹中通常⽤来携带基本符合或中间负荷。
应急负荷和尖峰负荷则宜⽤简单循环的燃⽓轮机来承担(简单循环的燃⽓轮机效率低,成本过⼤,应尽量避免)。
⼆.启动过程中点⽕和升速遇到的问题燃⽓轮机及其联合循环的启动成功率在很⼤程度上取决于燃⽓轮机能否正常地启动点⽕和升速。
1.点⽕失败的原因是多⽅⾯的,⼤体上说,有以下⼏个⽅⾯:1)燃油压⼒过低⽽引起的点⽕失败。
对于9E机组来说,造成燃油压⼒不⾜的原因可能是:a.电磁离合器的线圈的绝缘降低或匝数短路⽽⽆法传动主燃油泵;b.燃油流量分配器内因残存粘度较⾼的原油等原因,致使启动时燃油流量分配器的转速增升达不到点⽕要求的额定值;c.燃油调压阀故障,致使燃油压⼒过低。
燃气轮机考试范围1燃气轮机与联合循环部分考点整理第一章1、燃气轮机的组成及各部分的工作原理燃气轮机装置简称燃气轮机,是一种完整成套的动力装置,是由压气机、燃烧室、透平、有时还有换热器等主要分部组成的回转式热机。
2、燃气蒸汽联合循环的热力学原理及其工作流程用余热锅炉吸收燃气轮机排气的热量产生蒸汽,然后用汽轮机将蒸汽的热量转化为机械功。
3、燃气蒸汽联合循环分类(1)余热锅炉联合循环;(2)补燃余热锅炉联合循环;(3)助燃锅炉联合循环;(4)正压锅炉联合循环;4、燃气蒸汽联合循环与常规蒸汽循环机组的区别(1)联合循环没有多级回热加热系统原因:常规锅炉具有空预器,可以进一步利用锅炉汽水受热面后的烟气余热而不使余热损失掉;而联合循环余热锅炉无空预器,若给水温度过高,排烟温度就会很高,余热浪费掉;(2)联合循环没有单独的除氧器5、燃气蒸汽联合循环基本热力参数计算课本P14~15例1-1;P19习题21第二章1、燃气轮机热力参数和性能参数热力参数:压比(π)、温比(τ)(1)压缩比(压比):说明工质在压气机内受压缩的程度。
是压气机出口的气流压力与其进口的气流压力的比值。
(2)温度比(温比):说明工质被加热的程度。
是透平前进口燃气温度与压气机进口气流温度的比值性能参数:比功(nω)、热效率(gtη)(1)比功:进入压气机内1kg空气完成一个循环后,对外界输出的有效轴功(2)热效率:燃气轮机输出的有用功与所耗燃料的热量的比值。
2、理想简单循环性能参数与压比和温比的关系压比π一定时,温比τ越高,比功nω越大,热效率gtη越大;温比τ一定时,改变压比π,可使比功取得最大值。
即从比功nω的角度来π看,压比存在着最佳值,记为ωmax热效率gtη仅取决于压比π,而与温比τ无关,压比π越大,效率gtη越高。
3、实际简单循环的循环性能参数与压比和温比的关系压比π一定时,温比τ越高,比功nω越大,在一定的温比下,存在π使比功nω取得最大值。
燃气轮机结构及用于发电的主要形式燃气轮机装置是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机,它的结构与飞机喷气式发动机一致,也类似蒸汽轮机。
主要结构有三部分:1、燃气轮机(透平或动力涡轮);2、压气机(空气压缩机);3、燃烧室。
其工作原理为:叶轮式压缩机从外部吸收空气,压缩后送入燃烧室,同时燃料(气体或液体燃料)也喷入燃烧室与高温压缩空气混合,在定压下进行燃烧。
生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工,推动动力叶片高速旋转,乏气排入大气中或再加利用。
燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。
主要用于发电、交通和工业动力。
燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机轻型燃气轮机为航空发动机的转型,如LM6000PC和FT8燃气轮机,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力。
重型燃气轮机为工业型燃机,如GT26和PG6561B等燃气轮机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产。
燃气轮机用于发电的主要形式:简单循环发电:由燃气轮机和发电机独立组成的循环系统,也称为开式循环。
其优点是装机快、起停灵活,多用于电网调峰和交通、工业动力系统。
目前的最高效率的开式循环系统是GE公司LM6000PC 轻型燃气轮机,效率为43%。
前置循环热电联产或发电:由燃气轮机及发电机与余热锅炉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,转换为蒸汽或热水加以利用。
主要用于热电联产,也有将余热锅炉的蒸汽回注入燃气轮机提高燃气轮机出力和效率。
最高效率的前置回注循环系统是GE公司LM5000-STIG120 轻型燃气轮机,效率为43.3%。
前置循环热电联产时的总效率一般均超过80%。
为提高供热的灵活性,大多前置循环热电联产机组采用余热锅炉补燃技术,补燃时的总效率超过90%。
联合循环发电或热电联产: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,或将部分发电作功后的乏汽用于供热。
燃气分布式供能系统规划设计与后评价(一)目前,我国正在加速推进产业结构调整和能源需求多元化进程,能源结构正处于油气替代煤炭、非化石能源替代化石能源的双重更替期,合理、高效、梯级的利用天然气,是能源转型的选择方案之一。
2019年后,进口管输燃气陆续进入我国,由于采用照付不议合同,需要培育下游大宗稳定用户,分布式能源系统是最好的大宗稳定用户。
分布式能源系统:按照“分布利用、综合协调”的原则,重点在城市工业园区、旅游集中服务区、生态园区、大型商业办公设施等能源负荷中心建设区域型分布式能源系统和楼宇型分布式能源系统。
燃气分布式供能系统是指利用天然气为燃料,通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用,综合能源利用效率在70%以上,并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式,是天然气高效利用的重要方式。
我国燃气分布式能源的主要用户为工业园区、学校、综合商业体、办公楼、数据中心、综合园区,这些用户对冷、热、电存在较大且较稳定、连续的负荷需求。
我国的楼宇型、区域型燃气分布式能源项目在数量上几乎各占一半。
各类园区由于具有比较稳定的电、冷、蒸汽需求,动力设备以燃气轮机、燃气-蒸汽联合循环为主,医院、学校、酒店、办公楼等楼宇型项目由于能源需求较小且波动较大,动力设备以燃气内燃机和微燃机为主。
国家政策将持续支持分布式能源的发展,这是长期、稳定、可靠的行业,可认为是我国能源领域中的朝阳行业。
在我国煤电饱和、出现过剩产能的情况下,这是所有大型能源央企、国企必然要重点关注的行业。
在我国,燃气分布式能源起步并不算晚,早在上世纪90年代末,就有专家、学者及企业开始了研究,并积极推动分布式能源在我国的发展。
在2003年左右,国内陆续开始建设分布式能源站,先后建成了北京燃气大厦调度中心、上海浦东机场、上海黄浦区中心医院、北京火车南站等燃气分布式能源项目。
2011年《关于发展天然气分布式能源的指导意见》的发布以及发展燃气分布式能源被写入“十二五”能源发展规划,标志着发展燃气分布式能源被正式纳入国家能源发展战略。