燃?xì)廨啓C(jī) (2)

1、 燃?xì)廨啓C(jī)與聯(lián)合循環(huán)期末總結(jié) 學(xué) 號(hào)姓 名： 余鵬坤 指導(dǎo)老師： 夏云春 時(shí) 間： 2016年6月18日 （2015）-（2016）學(xué)年 第（2）學(xué)期 前言一學(xué)期的時(shí)間眨眼就過了，在夏云春老師的帶領(lǐng)下，我們完成了燃?xì)廨啓C(jī)與聯(lián)合循環(huán)這本書的學(xué)習(xí)。我們知道，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)，又稱燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)，是指將燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)組合起來的一種發(fā)電方式，主要由燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、汽輪機(jī)和其他許多熱力設(shè)備按照一定的功能和工藝要求組合在一起的龐大的復(fù)雜度系統(tǒng)。現(xiàn)在我對(duì)本書中部分知識(shí)點(diǎn)做出自己歸納和整理?？偣卜譃槿?。第一章分析燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀、應(yīng)用和基本原理；第二章包括聯(lián)合循環(huán)

2、這一轉(zhuǎn)換效率最高的發(fā)電方式，分析其原理和分類；整理前，在夏云春老師的幫助下，搜集很多的文獻(xiàn)和論文，這些資料對(duì)我的整理產(chǎn)生了很大的幫助，謹(jǐn)向老師致敬！敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。 編者 2016年6月 目錄前言緒論1第 一 章 燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀以及工作原理2第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)在我國(guó)工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀2第二節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理3第 二 章 聯(lián)合循環(huán)概論5第一節(jié) 汽輪機(jī)循環(huán)和燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的局限性5第二節(jié)聯(lián)合循環(huán)的熱力學(xué)原理7第 三 章 聯(lián)合循環(huán)的分類9第一節(jié) 余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)9第二節(jié) 補(bǔ)燃余熱鍋爐聯(lián)合循環(huán)9第三節(jié) 增壓鍋爐型聯(lián)合循環(huán)10參考文獻(xiàn)12緒論在自然界中有很多種能源，如煤、石油、天然氣、核燃料、

3、生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、海洋能、潮汐能，大都不能直接被人類直接?yīng)用，絕大部分都要在轉(zhuǎn)換成電能、汽油、柴油、焦炭、煤氣、蒸汽、熱水、氫等二次能源后，才能被人類所方便的利用。在這些二次能源中，最常用的屬于清潔方便可遠(yuǎn)距離傳輸?shù)碾娔?。目前，全世界電能消費(fèi)占終端能源消費(fèi)總量的40%左右。隨著電能的需求增加，發(fā)電技術(shù)也在不斷的進(jìn)步中。分為熱力發(fā)電和非熱力發(fā)電，前者包括火力發(fā)電、核能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、太陽能熱發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電、海水溫差發(fā)電等；熱力發(fā)電的技術(shù)核心是熱機(jī)。至今位置熱力發(fā)電主要靠汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)。汽輪機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換成為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械。又稱蒸汽透平。主要用作發(fā)電用的原動(dòng)

4、機(jī)，也可直接驅(qū)動(dòng)各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機(jī)的排汽或中間抽汽滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要 。燃?xì)廨啓C(jī)是以連續(xù)流動(dòng)的氣體為工質(zhì)帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將燃料的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ膬?nèi)燃式動(dòng)力機(jī)械，是一種旋轉(zhuǎn)葉輪式熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。蒸汽輪機(jī)是一種以蒸汽為動(dòng)力，并將蒸氣的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，是現(xiàn)代火力發(fā)電廠中應(yīng)用最廣泛的原動(dòng)機(jī)。這種裝置出現(xiàn)的很早，公元690年左右，我國(guó)張遂就曾用燃?xì)馐广~輪轉(zhuǎn)動(dòng)；至公元959年前后，我國(guó)民間已經(jīng)流行用蠟燭燃燒熱氣流推動(dòng)的走馬燈；1550年，意大利的達(dá)芬奇設(shè)計(jì)出了利用壁爐煙氣推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。到十八世紀(jì)末，人們已經(jīng)開始主動(dòng)利用熱力循環(huán)知識(shí)來設(shè)計(jì)燃?xì)廨啓C(jī)，

5、1791年，巴貝爾建議過有往復(fù)式壓氣機(jī)的汽輪機(jī)；1872年，僑居英國(guó)的美國(guó)工程師布雷頓創(chuàng)造了一種把壓縮缸和膨脹缸分開的煤氣機(jī)。然而，直到二十世紀(jì)的四十年代，燃?xì)鈾C(jī)才開始從試驗(yàn)?zāi)Ｐ桶l(fā)展成為具有工業(yè)價(jià)值的動(dòng)力裝置。1939年，BBC公司制成了第一臺(tái)用于發(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)，功率4000kw，效率18%；同年，EW公司制成了第一臺(tái)閉式循環(huán)汽輪機(jī)。不過，直到二十世紀(jì)八十年代，燃?xì)廨啓C(jī)才開始被廣泛的應(yīng)用于發(fā)電領(lǐng)域，并逐步發(fā)展到了與汽輪機(jī)分庭抗禮的地步。在我國(guó)，基于各種資源的限制，石油天然氣時(shí)代可能永遠(yuǎn)也不會(huì)到來，我國(guó)一次能源的演化趨勢(shì)可能是：以煤炭為主，到煤炭和各種資源并存，再到以核聚變能和各種可在生能源為主

6、演化?；诖?，估計(jì)我國(guó)的發(fā)電技術(shù)可能會(huì)從以汽輪機(jī)發(fā)電為主，過渡到燃煤的聯(lián)合循環(huán)和各種發(fā)電技術(shù)并存，再過渡到核聚變能和各種可再生能源為主。無論如何，燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電都將是一種重要的發(fā)電技術(shù)，我們應(yīng)該認(rèn)真學(xué)習(xí)。 第 一 章 燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀以及工作原理 第一節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)在我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r 我國(guó)解放前沒有燃?xì)廨啓C(jī)工業(yè)，解放后全國(guó)各地試制過十幾種型號(hào)的陸?？沼猛镜娜?xì)廨啓C(jī)。1956年我國(guó)制造的第一批噴氣式飛機(jī)試飛，1958年起又有不少工廠設(shè)計(jì)試制過各種燃?xì)廨啓C(jī)。1962年上海汽輪機(jī)廠試制船用燃?xì)廨啓C(jī)，1964年與上海船廠合作制成550KW燃?xì)廨啓C(jī)，1965年制成6000KW列車電站燃?xì)廨啓C(jī)，

7、1971年制成3000KW卡車電站。在這期間還與703研究所合作制造了3295KW、4410KW、18380KW等幾種船用燃?xì)廨啓C(jī)。1969年哈爾濱汽輪機(jī)廠制成2200KW機(jī)車燃?xì)廨啓C(jī)和1000KW自由活塞式燃?xì)廨啓C(jī)，1973年與703研究所合作制成4410KW船用燃?xì)廨啓C(jī)，與長(zhǎng)春機(jī)車車輛廠合作制成3295KW機(jī)車燃?xì)廨啓C(jī)。1964年南京汽輪電機(jī)廠制成1500KW電站燃?xì)廨啓C(jī)；1970年制成37KW泵用燃?xì)廨啓C(jī)；1972年制成1000KW電站燃?xì)廨啓C(jī)；1977年制成21700KW快裝式電站燃?xì)廨啓C(jī)；1984年與GE公司合作生產(chǎn)了PG6541B型36000KW燃?xì)廨啓C(jī)；從1984年至2004年已

8、生產(chǎn)了PG6541B型、PG6551B型、PG6561B型、PG6581B型四種型號(hào)燃?xì)廨啓C(jī)，功率由36000KW上升到43660KW。2003年國(guó)家發(fā)改委決定南京汽輪電機(jī)集團(tuán)有限責(zé)任公司與GE公司進(jìn)一步擴(kuò)大合作生產(chǎn)范圍，在南京汽輪電機(jī)集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)S209E型燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電裝置中的燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。1978年東方汽輪機(jī)廠制成6000KW燃?xì)廨啓C(jī)；1972年杭州汽輪機(jī)廠制成200KW燃?xì)廨啓C(jī)；1972年青島汽輪機(jī)廠制成1500KW卡車電站燃?xì)廨啓C(jī)。2003國(guó)家發(fā)改委決定在秦皇島建一座燃?xì)廨啓C(jī)生產(chǎn)基地，與美國(guó)GE公司合作生產(chǎn)MS9001FA型燃?xì)廨啓C(jī)。該生產(chǎn)基地隸屬于哈電集團(tuán)

9、，與哈爾濱汽輪機(jī)廠、哈爾濱電機(jī)廠共同生產(chǎn)S109FA-SS型燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備。2004年8月在秦皇島組裝的第一臺(tái)MS9001FA型燃?xì)廨啓C(jī)已發(fā)運(yùn)到杭州半山電廠。2004年12月15日，中國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第一臺(tái)重型燃?xì)廨啓C(jī)、中航工業(yè)黎明R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)在中海油深圳電力有限公司現(xiàn)場(chǎng)完成72小時(shí)帶負(fù)荷試驗(yàn)運(yùn)行考核。此次運(yùn)行考核驗(yàn)證了R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)狀態(tài)，是重型燃機(jī)研制過程的重要里程碑，為未來實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行打下了良好基礎(chǔ)基礎(chǔ)。 第二節(jié).燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理 燃?xì)廨啓C(jī)從負(fù)荷情況上劃分可分為重型和輕型兩類。一般工業(yè)上用于拖發(fā)電機(jī)組發(fā)電，或用于機(jī)械驅(qū)動(dòng)的燃?xì)廨啓C(jī)都是重型燃?xì)廨啓C(jī)；

10、而用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)為輕型燃?xì)廨啓C(jī)。從結(jié)構(gòu)上劃分，燃?xì)廨啓C(jī)可分為單軸、雙軸和多軸燃?xì)廨啓C(jī)。單軸燃?xì)廨啓C(jī)因其壓氣機(jī)、透平與負(fù)載共軸，負(fù)載的轉(zhuǎn)速變化規(guī)律直接影響壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速，使吸入壓氣機(jī)的空氣量發(fā)生變化，甚至使壓氣機(jī)喘振而發(fā)生事故。 為了使負(fù)載變化規(guī)律對(duì)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速的影響降低到最小程度，即負(fù)載變化規(guī)律不直接影響壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)速，負(fù)載轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律只能通過內(nèi)部氣體工質(zhì)的工作過程來間接影響壓氣機(jī)的工況，人們?cè)O(shè)法使壓氣機(jī)與負(fù)載不共軸，因而產(chǎn)生了雙軸和多軸燃?xì)廨啓C(jī)。由上可見，在實(shí)際選型時(shí)，選用單軸、雙軸還是多軸燃?xì)廨啓C(jī)，取決于系統(tǒng)中負(fù)載的變化情況，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載變化不大時(shí)，一般選用單軸燃?xì)廨啓C(jī)，如大型火力發(fā)電廠

11、用于拖動(dòng)發(fā)電機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)；當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變化較大時(shí)，可視其具體情況選用雙軸或多軸燃?xì)廨啓C(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)的工作過程是通過壓氣機(jī)（即壓縮機(jī)）連續(xù)地從大氣中吸入空氣并將其壓縮；壓縮后的空氣進(jìn)入燃燒室，與噴入的燃料混合后燃燒，成為高溫燃?xì)?，隨即流入燃?xì)鉁u輪中膨脹作功，推動(dòng)渦輪葉輪帶著壓氣機(jī)葉輪一起旋轉(zhuǎn)；加熱后的高溫燃?xì)獾淖鞴δ芰︼@著提高，因而燃?xì)鉁u輪在帶動(dòng)壓氣機(jī)的同時(shí)，尚有余功作為燃?xì)廨啓C(jī)的輸出機(jī)械功。燃?xì)廨啓C(jī)由靜止起動(dòng)時(shí)，需用起動(dòng)機(jī)帶著旋轉(zhuǎn)，待加速到能獨(dú)立運(yùn)行后，起動(dòng)機(jī)才脫開。燃?xì)廨啓C(jī)的工作過程是最簡(jiǎn)單的，稱為簡(jiǎn)單循環(huán)；此外，還有回?zé)嵫h(huán)和復(fù)雜循環(huán)。燃?xì)廨啓C(jī)的工質(zhì)來自大氣，最后又排至大氣，是開式循環(huán)；此外，

12、還有工質(zhì)被封閉循環(huán)使用的閉式循環(huán)。燃?xì)廨啓C(jī)與其他熱機(jī)相結(jié)合的稱為復(fù)合循環(huán)裝置。燃?xì)獬鯗睾蛪簹鈾C(jī)的壓縮比，是影響燃?xì)廨啓C(jī)效率的兩個(gè)主要因素。提高燃?xì)獬鯗?，并相?yīng)提高壓縮比，可使燃?xì)廨啓C(jī)效率顯著提高。20 世紀(jì) 70 年代末，壓縮比最高達(dá)到 31；工業(yè)和船用燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)獬鯗刈罡哌_(dá) 1200左右，航空燃?xì)廨啓C(jī)的超過 1350。燃?xì)廨啓C(jī)由壓氣機(jī)、燃燒室和燃?xì)馔钙降冉M成。壓氣機(jī)有軸流式和離心式兩種，軸流式壓氣機(jī)效率較高，適用于大流量的場(chǎng)合。在小流量時(shí)，軸流式壓氣機(jī)因后面幾級(jí)葉片很短，效率低于離心式。功率為數(shù)兆瓦的燃?xì)廨啓C(jī)中，有些壓氣機(jī)采用軸流式加一個(gè)離心式作末級(jí)，因而在達(dá)到較高效率的同時(shí)又縮短了軸向長(zhǎng)

13、度。燃燒室和透平不僅工作溫度高，而且還承受燃?xì)廨啓C(jī)在起動(dòng)和停機(jī)時(shí)，因溫度劇烈變化引起的熱沖擊，工作條件惡劣，故它們是決定燃?xì)廨啓C(jī)壽命的關(guān)鍵部件。為確保有足夠的壽命，這兩大部件中工作條件最差的零件如火焰筒和葉片等，須用鎳基和鈷基合金等高溫材料制造，同時(shí)還須用空氣冷卻來降低工作溫度。對(duì)于一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)來說，除了主要部件外還必須有完善的調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)，此外還需要配備良好的附屬系統(tǒng)和設(shè)備，包括：起動(dòng)裝置、燃料系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、空氣濾清器、進(jìn)氣和排氣消聲器等。 第二章 聯(lián)合循環(huán)概論 第一節(jié)汽輪機(jī)循環(huán)和燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的局限性由于燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組是燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)與余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)（凝汽式）或供熱式蒸汽輪

14、機(jī)(抽汽式或背壓式)共同組成的循環(huán)系統(tǒng)，它是將燃?xì)廨啓C(jī)作功后排出的高溫乏煙氣通過余熱鍋爐回收轉(zhuǎn)換為蒸汽，送人蒸汽輪機(jī)發(fā)電，或者將部分發(fā)電作功后的乏汽用于供熱。常見形式有燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)同軸推動(dòng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)的單軸聯(lián)合循環(huán)，也有燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)各分別與發(fā)電機(jī)組合的多軸聯(lián)合循環(huán)。主要用于發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn)，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組具有以下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：發(fā)電效率高：由于燃?xì)廨啓C(jī)利用了布朗和朗肯二個(gè)循環(huán)，原理和結(jié)構(gòu)先進(jìn)，熱耗小，所以，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率近57-58%，而燃煤電廠(0.751000)MW機(jī)組發(fā)電效率僅20%48%。環(huán)境保護(hù)好：燃煤電廠鍋爐排放灰塵很多，二氧化硫多，氮氧化物為200PPM，必須加裝脫硫

15、（效率90%左右）、脫硝（效率（90%左右）及電除塵后（經(jīng)脫硫、脫硝裝置進(jìn)一步除塵后每立方米含塵小于30豪克，比在家里的灰塵還少）使排放物除二氧化碳外均高于一般環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。燃機(jī)電廠余熱鍋爐排放無灰塵，二氧化硫極少，氮氧化物為(1025)PPM。運(yùn)行方式靈活：燃煤電廠啟停時(shí)間長(zhǎng)，適合作為基本負(fù)荷運(yùn)行，調(diào)峰性能差。燃機(jī)電廠，不僅能作為基本負(fù)荷運(yùn)行，還可以作為調(diào)峰電廠運(yùn)行；燃機(jī)為雙燃料(油和天燃?xì)?時(shí)，還可以對(duì)天然氣進(jìn)行調(diào)峰。消耗水量少：燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)電廠的蒸汽輪機(jī)僅占總?cè)萘康?/3，所以用水量一般為燃煤火電的1/3，由于凝汽負(fù)壓部分的發(fā)電量在全系統(tǒng)中十分有限，國(guó)際上已廣泛采用空氣冷卻方式，用水量

16、近乎為零。此外，甲烷(CH4)中的氫和空氣中的氧燃燒還原成二氧化碳和水，每燃燒1m3天然氣理論可回收約1.53kg水，每公斤可回收2.2kg水，足以滿足電廠自身的用水。占地面積少：由于沒有了煤和灰的堆放，又可使用空冷系統(tǒng)，電廠占地大大節(jié)省，占地僅為燃煤火電廠的10%30%，節(jié)約了大量的土地資源，這對(duì)地少人多的中國(guó)非常重要。建設(shè)周期短：燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)發(fā)電的建設(shè)周期為810個(gè)月，聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電的建設(shè)周期為1620個(gè)月，而燃煤火電廠需要2436個(gè)月，回收快。燃機(jī)所需燃料一般為液體或氣機(jī)，燃料價(jià)格高，除非用于調(diào)峰，否則從經(jīng)濟(jì)性角度來講不適用于帶基本負(fù)荷。目前全世界正在發(fā)展整體煤氣化發(fā)電技術(shù)（簡(jiǎn)稱IGC

17、C），也就是將煤磨粉后不完全燃燒變成煤氣后除塵進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒發(fā)電的技術(shù)，但煤粉氣化裝置造價(jià)高，布袋除塵器運(yùn)行費(fèi)用高，目前該技術(shù)正轉(zhuǎn)向應(yīng)用階段，國(guó)內(nèi)的華電、神華等集團(tuán)正在申請(qǐng)IGCC項(xiàng)目。從中國(guó)燃料分布及擁有上，及機(jī)組效率上看發(fā)展該技術(shù)有發(fā)展前景，但該機(jī)組每千瓦造價(jià)要遠(yuǎn)高于1000MW超超臨界機(jī)組，投資成為瓶井。由熱力學(xué)原理知道，任何一種熱機(jī)循環(huán)所能達(dá)到的最高熱效率都可表示為 式中 -循環(huán)工質(zhì)在高溫?zé)嵩吹钠骄鼰釡囟?，K； -循環(huán)工質(zhì)在低溫?zé)嵩矗ɡ湓矗┑钠骄艧釡囟?，K。 由此得，欲使熱機(jī)循環(huán)達(dá)到較高熱效率，必須使工質(zhì)的平均吸熱溫度盡可能地高，同時(shí)使工質(zhì)的平均放熱溫度盡可能地低。然而，在實(shí)際情況

18、往往是;一種單獨(dú)的熱機(jī)循環(huán)可能實(shí)現(xiàn)較低的工質(zhì)平均放熱溫度，卻不能實(shí)現(xiàn)較高的工質(zhì)平均吸熱溫度；或者相反。發(fā)電行業(yè)傳統(tǒng)上所采用的汽輪機(jī)循環(huán)和燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)就是這樣兩種具有相反特征的例子。燃?xì)廨啓C(jī)是以空氣和燃?xì)鉃楣べ|(zhì)的熱機(jī)。它一般由壓氣機(jī)（compressor),燃燒室（combustion)和透平（turbine)三大部件構(gòu)成，其中，壓氣機(jī)的作用與汽輪機(jī)循環(huán)中給水泵的作用類似，是提高工質(zhì)的壓力，燃燒室的作用與汽輪機(jī)循環(huán)中的鍋爐的作用類似，將燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為工質(zhì)的熱能，透平的作用與汽輪機(jī)循環(huán)中的汽輪機(jī)相類似，是通過工質(zhì)的膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。與汽輪機(jī)中所不同的是，燃?xì)廨啓C(jī)中的壓氣機(jī)是透平直接驅(qū)動(dòng)的

19、，透平發(fā)出的機(jī)械功在抵消掉壓氣機(jī)的耗功之后才能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，如圖2-1所示。 目前，汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組與燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組的供電效率差不多處于同一水平，最高都在略高于40%的水平。但從熱力學(xué)角度看，兩種機(jī)組所采用的熱力循環(huán)的特點(diǎn)則完全不同。汽輪機(jī)循環(huán)利用了蒸汽可在常溫下凝結(jié)的特征，達(dá)到了較低溫的工質(zhì)平均放熱溫度，但工質(zhì)平均吸熱溫度不高。燃?xì)廨啓C(jī)的工質(zhì)平均吸熱溫度很高，初溫達(dá)到了13001500，但工質(zhì)平均放熱溫度不低，排氣溫度往往在500以上，大功率燃?xì)廨啓C(jī)的排氣溫度更是高達(dá)550640。第2節(jié) 聯(lián)合循環(huán)的熱力學(xué)原理 既然單獨(dú)的設(shè)備效率提高越來越困難,我們想要提高熱力系統(tǒng)的效率,就必須做到能源梯級(jí)

20、利用,來充分利用各品位的熱能,提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。所以，在這種背景下開始出現(xiàn)了各種聯(lián)合循環(huán)方案。例如非補(bǔ)燃式余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)換、補(bǔ)燃式余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)、注蒸汽循環(huán),整體煤氣化聯(lián)合循環(huán),常壓流化床聯(lián)合循環(huán)一和增壓流化床聯(lián)合循環(huán)等。 如圖2-5所示，燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的主要設(shè)備有燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī),燃燒室,禍輪機(jī),余熱鍋爐,汽輪機(jī),發(fā)電機(jī),凝汽器等。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)工作時(shí),壓氣機(jī)從外界大氣中吸入空氣。并把它壓縮到某一壓力,同時(shí)空氣溫度也相應(yīng)提高,然后將空氣送入燃燒室與噴入的燃料混合燃燒產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)中膨脹作功,直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。燃?xì)廨啓C(jī)的排氣導(dǎo)入余熱鍋爐,用以產(chǎn)生高溫高壓蒸汽

21、驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)發(fā)電。汽輪機(jī)排汽再進(jìn)入凝汽器中放熱,凝結(jié)水又送入余熱鍋爐,形成蒸汽動(dòng)力循環(huán)。這樣既增加了總輸出功率,又利用了燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)各自的優(yōu)點(diǎn),使整個(gè)循環(huán)的熱效率提高。1一2表示空氣在壓氣機(jī)中的壓縮過程；2一3表示空氣和燃料在燃燒室內(nèi)的燃燒過程,即燃?xì)廨啓C(jī)的吸熱過程3一4表示燃?xì)庠谌細(xì)廨啓C(jī)中的膨脹做功過程4一1表示燃?xì)廨啓C(jī)的排氣放熱過程5一6表示給水壓縮過程6一9表示蒸汽循環(huán)的吸熱過程9一10表示蒸汽在汽輪機(jī)中的做功過程10一5表示汽輪機(jī)的排汽在凝汽器中的放熱過程。 第三章 聯(lián)合循環(huán)的分類 第一節(jié)余熱鍋爐型 熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的熱力系統(tǒng)表示在圖2-2中。這種形式的聯(lián)合循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是：技

22、術(shù)成熟、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、起停速度快。但在燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度較低的情況下，存在著余熱鍋爐效率低、蒸汽參數(shù)受限的缺陷。其汽輪機(jī)功率一般占機(jī)組總功率的30%-35%。20世紀(jì)80年代以前，燃?xì)廨啓C(jī)的單機(jī)效率較小，燃?xì)獬鯗剌^低，在這種情況下，余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)由于余熱鍋爐效率低、汽輪機(jī)的功率也低，所以人們與分別提出來了補(bǔ)燃余熱鍋爐型和增壓鍋爐型聯(lián)合循環(huán)。 第二節(jié)補(bǔ)燃余熱鍋爐聯(lián)合循環(huán) 補(bǔ)燃余熱鍋爐聯(lián)合循環(huán)的熱力系統(tǒng)圖2-3中 ，所示。他與余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的主要不同在于余熱鍋爐中也加入一定燃料，利用燃?xì)庵惺Ｓ嗟难鯕馊紵?，提高余熱鍋爐效率以及蒸汽的參數(shù)。在熱力過程熵可以理解為：溫度為T（4）的燃?xì)廨啓C(jī)排氣

23、首先被補(bǔ)充的燃料加熱到T(12)的溫度，然后用來對(duì)水給水加熱，溫度減低到T(5)后排向大氣。燃?xì)庠谟酂徨仩t中放出的熱量可由b-5-4-12-c-b表示，它與給水在過程6-7-8-9-a-b相等。 補(bǔ)燃余熱鍋爐優(yōu)點(diǎn)是：在燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度較低的情況下，可是蒸汽參數(shù)及流量大幅度提高，從而使機(jī)組的容量增加、效率提高；同時(shí)，機(jī)組的變工況性能也能得到改善。但是，補(bǔ)燃余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)并不是純粹的能量梯級(jí)利用意義上的聯(lián)合循環(huán)，其在或多或少地有部分熱量只參與了汽輪機(jī)循環(huán)。所以，它只是在因蒸汽參數(shù)受到限制而無法采用高參數(shù)大功率汽輪機(jī)的條件下才可能優(yōu)越于純粹能量梯階利用意義上的余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)。 第三節(jié)增壓鍋爐

24、型聯(lián)合循環(huán)增壓鍋爐型聯(lián)合循環(huán)在理想條件下的溫熵圖如圖2-4。它將產(chǎn)生蒸汽的燃燒室和產(chǎn)生蒸汽的鍋爐合二為一，利用外置的鍋爐省煤器來回收透平的排氣余熱。在熱力過程上可以理解為：由壓氣機(jī)送來的溫度為T(2)的在增壓鍋爐中被加熱到T(13)的溫度，首先經(jīng)過13-3的放熱過程將部分熱量傳給水，使其經(jīng)歷過程12-7-8-9變?yōu)檫^熱蒸汽，然后再經(jīng)入透平膨脹做功；燃?xì)廨啓C(jī)的排氣在省煤器中將熱量傳給給水，溫度降到T(5)后排向大氣；給水在省煤器中吸收燃?xì)廨啓C(jī)排氣的熱量后，其溫度從T(9)升到T(12)。燃?xì)庠谠鰤哄仩t和省煤器中放出的熱量可由面積b-5-4-3-13-c-b表示，它與給水吸收的溫宿，即面積b-6-

25、7-8-9-d-b相等。增壓鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的特點(diǎn)為：增壓鍋爐型聯(lián)合循環(huán)沒有燃燒室，燃燒在增壓鍋爐中進(jìn)行，有較高的壓力，所需傳熱面積相對(duì)較小。在燃?xì)廨啓C(jī)的初溫較低時(shí)，產(chǎn)生的蒸汽不受影響，仍可達(dá)到較高的機(jī)組容量和效率。但是，增壓鍋爐這種很大的耐壓容器，在設(shè)計(jì)上有較高的要求，也為安全運(yùn)行帶來了困難。 綜合上述分析，進(jìn)行比較后可以發(fā)現(xiàn)，增壓鍋爐型和補(bǔ)燃余熱鍋爐型的聯(lián)合循環(huán)在燃?xì)廨啓C(jī)初溫較低時(shí)有較高的效率，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)的初溫高于 1250時(shí)，非補(bǔ)燃余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的效率明顯較高。現(xiàn)在燃?xì)廨啓C(jī)的初溫已經(jīng)到達(dá)了 13001500的等級(jí)。所以，非補(bǔ)燃余熱鍋爐型的聯(lián)合循環(huán)將是今后聯(lián)合循環(huán)機(jī)組發(fā)展的主要方向。，

26、參考文獻(xiàn)1 燃?xì)廨啓C(jī) 國(guó)家重大技術(shù)裝備網(wǎng) 20122 蔣洪德； 任靜； 李雪英； 譚勤學(xué)； 重型燃?xì)廨啓C(jī)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)；中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào) （2014年29期） 2014-09-01 15:50 3 Axel Riedlinger ；On the practical identifiability of a two-parameter model of pulmonary gas exchangeironment ；2015-09-04 4 張文普； 燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 ；燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)（2002.03.005 ）5 Jones D, Bhattacharyya D, Turton R, et al. Plant-wide control system design: Primary controlled variable selectionJ. Co