燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)技術經(jīng)濟指標計算

1、燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)技術經(jīng)濟指標計算2015年3月TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 概述1 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)基本理論1 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)技術經(jīng)濟指標計算2 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 燃氣輪機技術經(jīng)濟指標2 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 壓氣機進氣溫度

2、2 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 壓氣機進氣壓力2 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 3.13壓氣機排氣溫度3 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 壓氣機排氣壓力3 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 燃氣輪機排氣溫度3 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 燃氣輪機排氣壓力3 HYPERLINK l bookmark20 o Current Docu

3、ment 壓氣機壓縮比3 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 燃料流量4 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 燃料溫度4 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 燃氣輪發(fā)電機組熱耗率4 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 燃氣輪發(fā)電機組熱效率4 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 余熱鍋爐技術經(jīng)濟指標5 HYPERLINK l bookmark32 o Curr

4、ent Document 余熱鍋爐主蒸汽流量5 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 余熱鍋爐主蒸汽壓力5 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 3.23余熱鍋爐主蒸汽溫度5 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 余熱鍋爐再熱蒸汽流量5 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 余熱鍋爐再熱蒸汽壓力5 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 余熱鍋爐再熱蒸汽溫度5 HYPE

5、RLINK l bookmark44 o Current Document 余熱鍋爐排煙溫度6 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 余熱鍋爐熱端溫差6 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 余熱鍋爐節(jié)點溫差6 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 余熱鍋爐接近點溫差6余熱鍋爐煙氣側壓損7 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 余熱鍋爐熱效率7 HYPERLINK l bookmark56 o Current D

6、ocument 聯(lián)合循壞汽輪機技術經(jīng)濟指標7 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 聯(lián)合循環(huán)汽輪機主蒸汽流量7 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 聯(lián)合循環(huán)汽輪機主蒸汽壓力8 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 3.33聯(lián)合循環(huán)汽輪機主蒸汽溫度8 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 聯(lián)合循環(huán)汽輪機再熱蒸汽壓力8 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 聯(lián)合循環(huán)汽輪

7、機再熱蒸汽溫度8 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 聯(lián)合循環(huán)汽輪機其他技術經(jīng)濟指標8 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 聯(lián)合循壞技術經(jīng)濟指標8 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 聯(lián)合循環(huán)功率8 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 聯(lián)合循環(huán)蒸燃功比9 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 3.43聯(lián)合循環(huán)蒸功百分率9 HYPERLINK l bookmar

8、k78 o Current Document 聯(lián)合循環(huán)投入率9 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 聯(lián)合循環(huán)熱耗率9 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 聯(lián)合循環(huán)熱效率10 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 聯(lián)合循環(huán)廠用電功率10 II HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 聯(lián)合循環(huán)廠用電率11 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 聯(lián)合循環(huán)等效發(fā)電煤耗率11

9、 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 聯(lián)合循環(huán)等效供電煤耗率11 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 聯(lián)合循環(huán)機組等效標煤耗量12 1概述本文根據(jù)電力行業(yè)標準火力發(fā)電廠技術經(jīng)濟指標計算方法DL/T904-2004編寫而成，提供了燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)的技術經(jīng)濟指標計算方法，以指導燃氣一蒸汽聯(lián)合循壞機組的性能計算使用。2燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)基本理論所謂燃氣一蒸汽聯(lián)合循壞，實質上是把在高溫區(qū)工作的燃氣輪機布雷登（Brayton）循環(huán)和在中低溫區(qū)工作的蒸汽輪機朗肯（Rankine）循環(huán)疊置，組成總能利用系統(tǒng)。它

10、利用燃氣輪機和蒸汽輪機這兩種早已成熟的動力機械裝置，通過余熱鍋爐耦合在一起，實現(xiàn)了熱能的梯級利用，簡稱為“聯(lián)合循環(huán)二K壓氣機；2.燃燒室；燃氣透平；衣空氣冷卻器；5.發(fā)電機；6.高壓缸；7.中壓缸；8、低壓缸；9.凝汽器；10.低壓加熱器;11、除氧器；12.高壓加熱器:13.余熱鍋爐圖1燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組示意圖如圖1所示，燃氣一蒸汽聯(lián)合循壞機組的主要設備有:燃氣透平（燃代輪機有兩種語義,一種是僅指渦輪機，另一種語義是包扌舌渦輪機、燃燒室、壓氣機的一個整體，注意區(qū)分，本文提到的燃氣輪機指后一種語義，用燃氣透平指前一種語義），壓氣機，燃燒室，余熱鍋爐，汽輪機，發(fā)電機，凝汽器，給水加熱器等。當

11、燃氣輪機工作時，壓氣機從外界犬氣中吸入空氣，并把它壓縮到某一壓力，同時空氣溫度也相應提高，然后將空氣送入燃燒室與噴入的燃料混合燃燒產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，進入燃氣透平中膨脹做功，直接帶動發(fā)電機發(fā)電。燃氣輪機的排氣導入余熱鍋爐，用以產(chǎn)生高溫高壓蒸汽驅動汽輪機帶動發(fā)動機發(fā)電。汽輪機排汽再進入凝汽器中放熱，凝結水又送入余熱鍋爐，形成蒸汽動力循壞。這樣既增加了總輸出功率，又利用了燃氣輪機和汽輪機各自的優(yōu)點，使整個循壞的熱效率提高。3燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)技術經(jīng)濟指標計算3.1燃氣輪機技術經(jīng)濟指標311壓氣機進氣溫度壓氣機進II處（壓氣機進II法蘭處或進氣喇叭門處）空氣溫度（C）。3.1.2壓氣機進氣壓力壓氣機

12、進II處（壓氣機進I】法蘭處或進氣喇叭II處）空氣的總壓（絕對壓力，kPa）o若無總壓測點，則總壓是大氣壓、壓力表靜壓和動壓的代數(shù)和。動壓的計算公式如卜：PP_Rw*(273.15+t)_28710.378普PaPv=hu*ps式中，pd一一動壓，Pa，要注意單位換算P一一測點處的空氣密度，kg/m3V一一測點處的空氣流速，m/s,根據(jù)空氣流量及截面積確定qv一一測點處的空氣容積流量，m3/sA一一測點處的管道截面枳，m2qm一一空氣的質量流量，kg/sP一一測點處的絕對壓力，等于表壓與壞境中空氣壓力的和，Pat一測點處的溫度，CRw一一濕空氣的氣體常數(shù)，J/（kgK）,若僅考慮干空氣，則取值

13、為287Pa環(huán)境中的空氣壓力，Papv空氣中水蒸氣的分壓力，Pahu一一相對濕度，無量綱ps對應溫度t時的飽和水蒸氣壓力，由水蒸氣表查得，Pa313壓氣機排氣溫度壓氣機出11擴壓器的出丨|平面處工質溫度（C）。314壓氣機排氣壓力壓氣機出11擴壓器的出丨I平面處工質總壓（絕對壓力，kPa）o3.1.5燃氣輪機排氣溫度燃氣透平出11法蘭處平面工質的溫度（C）。316燃氣輪機排氣壓力燃氣透平出11法蘭處平面工質的總壓（kPa）。3.1.7壓氣機壓縮比壓氣機排氣壓力與進氣壓力的比值，代表工質彼壓縮的程度，計算公式如下:Pyj式中,H一一壓氣機壓縮比，無量綱Pyp壓氣機排氣壓力，kPapVj壓氣機進氣

14、壓力，kPa318燃料流量實際供給燃氣輪機的燃料流量，(液體)kg/h或(氣體)m3/ho319燃料溫度進入燃氣輪機燃燒室的燃料溫度，C。3丄10燃氣輪發(fā)電機組熱耗率燃氣輪發(fā)電熱耗量與其輸出電功率的比值，計算公式如卞:Gf*Qarnetqj=廠rn式中，qrj一一燃氣輪機發(fā)電機組熱耗率，kJ/(kWh)Gf-一燃料的流量，kg/h或W/h一燃料的低位發(fā)熱量，kJ/kg或kJ/m3Prj一一燃氣輪發(fā)電機的輸出功率，kW3丄11燃氣輪發(fā)電機組熱效率燃氣輪發(fā)電機組發(fā)電量的相當熱量與供給燃料熱耗量的百分比，根據(jù)下式計算:3600Pri3600-L眾100=*100Gf*QQrj式中,燃氣輪發(fā)電機組的熱

15、效率，%qd一一燃氣輪機發(fā)電機組熱耗率，kj/(kwh)Gf燃料的流量，kg/h或m3/h Qet一燃料的低位發(fā)熱量，kJ/kg或kJ/m3Prj燃氣輪發(fā)電機的輸出功率，kW3.2余熱鍋爐技術經(jīng)濟指標321余熱鍋爐主蒸汽流量余熱鍋爐高壓主蒸汽流量，是指余熱鍋爐末級高壓過熱器出II蒸汽流量（kg/h）,若是雙壓/三壓余熱鍋爐，還存在中壓/低壓主蒸汽流量。3.2.2余熱鍋爐主蒸汽壓力余熱鍋爐高壓主蒸汽壓力，是指余熱鍋爐末級高壓過熱器出II蒸汽壓力（MPa）,若是雙壓/三壓余熱鍋爐，還存在中壓/低壓主蒸汽壓力。3.2.3余熱鍋爐主蒸汽溫度余熱鍋爐高壓主蒸汽溫度，是指余熱鍋爐末級高壓過熱器出II蒸汽溫

16、度（C）,若是雙壓/三壓余熱鍋爐，還存在中壓/低壓主蒸汽溫度。3.2.4余熱鍋爐再熱蒸汽流量余熱鍋爐再熱蒸汽流量，是指再熱式余熱鍋爐末級再熱器出II蒸汽流量（kg/h）。3.2.5余熱鍋爐再熱蒸汽壓力余熱鍋爐再熱蒸汽壓力，是指再熱式余熱鍋爐末級再熱器出II蒸汽壓力（MPa）。3.2.6余熱鍋爐再熱蒸汽溫度余熱鍋爐再熱蒸汽溫度，是指再熱式余熱鍋爐末級再熱器出II蒸汽溫度（C）。3.2.7余熱鍋爐排煙溫度指余熱鍋爐末級受熱面后的煙氣溫度（C）。3.2.8余熱鍋爐熱端溫差指余熱鍋爐換熱過程中，高壓過熱器煙氣入11的煙氣溫度與高壓過熱器主蒸汽出11的主蒸汽溫度的差值，即高壓過熱器主蒸汽出丨I處的煙氣與

17、主蒸汽的溫度差值，根據(jù)下式計算:gd=站一tzz式中，Atrd一一余熱鍋爐熱端溫差，Ctyr一一余熱鍋爐高壓過熱器煙氣入II的煙氣溫度，Ctzz一一余熱鍋爐高壓過熱器主蒸汽出丨I的主蒸汽溫度，C3.2.9余熱鍋爐節(jié)點溫差也稱窄點溫差，指余熱鍋爐換熱過程中，蒸發(fā)器出II的煙氣溫度與蒸發(fā)器內汽水混合物溫度的最小溫差，對于多壓余熱鍋爐，應計算各壓力等級的節(jié)點溫差。根據(jù)下式計算：At）d=tyz-tbh式中，Atjd余熱鍋爐節(jié)點溫差，Ctyz一一余熱鍋爐蒸發(fā)器出II的煙氣溫度，Ctibh一一余熱鍋爐蒸發(fā)器內的飽和溫度，C3210余熱鍋爐接近點溫差指余熱鍋爐蒸發(fā)器內的飽和溫度與省煤器出|水溫的差值，對于

18、多壓余熱鍋爐，應計算各壓力等級的接近點溫差。根據(jù)下式計算：tjj=tbh一tsc式中，tjj余熱鍋爐接近點溫差，C 值。 tsc一一余熱鍋爐省煤器出11水溫，。ct,bh一一余熱鍋爐蒸發(fā)器內的飽和溫度，C32口余熱鍋爐煙氣側壓損指燃氣輪機排氣流經(jīng)鍋爐時產(chǎn)生的壓力降(kPa)。3.2.12余熱鍋爐熱效率指余熱鍋爐的有效輸出熱量占輸入熱量的百分數(shù)，根據(jù)下式計算:Tlyg=4)*100式中,Hyg余熱鍋爐熱效率，%Cp_vr余熱鍋爐煙氣入II定壓比熱容，kJ/(kgK)tyr一一余熱鍋爐煙氣入門溫度，CCp_vc余熱鍋爐煙氣出II定壓比熱容，kJ/(kgK)tvc一一余熱鍋爐煙氣出口溫度，Ccp_a

19、一一環(huán)境空氣定壓比熱容，kJ/(kgK)ta一一壞境溫度，Ce一考慮余熱鍋爐散熱損失的保熱系數(shù)，無量綱由于煙氣的比熱容需要測定煙氣成分，一般計算中難以確定，因此一般采用近似計算余熱鍋爐效率，如下式所示:Hyg=3.3聯(lián)合循環(huán)汽輪機技術經(jīng)濟指標3.3.1聯(lián)合循環(huán)汽輪機主蒸汽流量指主蒸汽進入汽輪機的流量值(kg/h),對于多壓余熱鍋爐，還有中壓、低壓蒸汽流量3.3.2聯(lián)合循環(huán)汽輪機主蒸汽壓力指汽輪機進II的主蒸汽壓力值（MPa）,對于多壓余熱鍋爐，還有中壓、低壓蒸汽壓力值。一般取電動主汽門后、自動主汽門前的蒸汽壓力。3.3.3聯(lián)合循環(huán)汽輪機主蒸汽溫度指汽輪機進I|的主蒸汽溫度值（C）,對于多壓余熱

20、鍋爐，還有中壓、低壓蒸汽溫度值。一般取電動主汽門后、自動主汽門前的蒸汽溫度。3.3.4聯(lián)合循環(huán)汽輪機再熱蒸汽壓力指汽輪機中壓缸進II的再熱蒸汽壓力值（MPa）,般取再熱主汽門前的蒸汽壓力值。3.3.5聯(lián)合循環(huán)汽輪機再熱蒸汽溫度指汽輪機中壓缸進II的再熱蒸汽溫度值（C）,一般取再熱主汽門前的蒸汽溫度值。聯(lián)合循壞汽輪機其他技術經(jīng)濟指標可參考凝汽式汽輪機的技術經(jīng)濟指標，此處不再重復。3.3.6聯(lián)合循環(huán)汽輪機其他技術經(jīng)濟指標聯(lián)合循壞汽輪機其他技術經(jīng)濟指標同燃煤機組的汽輪機，如汽耗率、端差等，此處暫略。3-4聯(lián)合循環(huán)技術經(jīng)濟指標341聯(lián)合循環(huán)功率指聯(lián)合循壞中燃氣輪機、汽輪機兩部分輸出功率的和（kw）,如

21、卞式所示:Rh=Prj+Pqj式中，Pih聯(lián)合循壞功率，kWPrj一燃氣輪機出線端電功率，kWPqj一一汽輪機出線端電功率，kW342聯(lián)合循環(huán)蒸燃功比指聯(lián)合循壞中，蒸汽輪機輸出功率占燃氣輪機輸出功率的百分比，如下式:rzr=*100式中，rzr一一聯(lián)合循壞蒸燃功比，%Pj一一燃氣輪機出線端電功率，kWPqi一一汽輪機出線端電功率，kW3.4.3聯(lián)合循環(huán)蒸功百分率指聯(lián)合循壞中，蒸汽輪機輸出功率占聯(lián)合循壞輸出功率的百分比，如下式:式中，r2g一一聯(lián)合循環(huán)蒸功百分率，%Pih聯(lián)合循環(huán)功率，kWPqi一一汽輪機出線端電功率，kW3.4.4聯(lián)合循環(huán)投入率指多軸聯(lián)合循壞中，當燃氣輪機運行時，余熱鍋爐累計運

22、行時間與燃氣輪機累計運行時間的百分比(%),即：聯(lián)合循壞投入率=2余熱鍋爐運行小時數(shù)十2燃氣輪機運行小時數(shù)水3.4.5聯(lián)合循環(huán)熱耗率指聯(lián)合循壞機組發(fā)電熱耗量與其輸出功率的比值，即:Qih=5*Q式中,qlh一一聯(lián)合循環(huán)熱耗率，kJ/(kWh)Gf燃料的流量,kg/h或丹/hQ燃料的低位發(fā)熱量，kJ/kg或kJ/fT?Plh聯(lián)合循環(huán)功率，kW3.4.6聯(lián)合循環(huán)熱效率指聯(lián)合循壞發(fā)電機組發(fā)電量的相當熱量與供給燃料熱耗量的百分比，即：3600*血3600T|ih=7*100=*100Gf*Qar_netQlh式中，n.h一一聯(lián)合循環(huán)的熱效率，%qih一一聯(lián)合循壞熱耗率，kJ/(kWh)Gf-一燃料的流量，kg/h或W/h一燃料的低位發(fā)熱量，kJ/kg或kJ/m3Pm一