天然氣火力發(fā)電原理

天然氣火力發(fā)電原理

——張家港富瑞分布式能源研究院發(fā)電原理介紹發(fā)電的實(shí)質(zhì)————能量轉(zhuǎn)換

燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能－工質(zhì)的機(jī)械能－發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能－電能

天然氣發(fā)電和煤發(fā)電的比較燃煤電廠生產(chǎn)工藝流程：天然氣發(fā)電原理介紹天然氣發(fā)電的流程和使用的設(shè)備與燃煤電廠不同，天然氣發(fā)電生產(chǎn)流程為:燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度可高達(dá)500℃，通過(guò)廢熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽既進(jìn)一步用來(lái)發(fā)電，也可用來(lái)供熱。燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)電廠的熱效率則高達(dá)60%。

燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組燃?xì)廨啓C(jī)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)為有用功的內(nèi)燃式動(dòng)力機(jī)械。主體構(gòu)成壓氣機(jī)燃燒室燃?xì)馔钙饺細(xì)廨啓C(jī)工作原理四個(gè)工作過(guò)程1、壓氣機(jī)的壓縮過(guò)程。2、燃燒室中的燃燒加熱過(guò)程。3、透平中的膨脹做功過(guò)程。4、大氣中的自然放熱過(guò)程。天然氣發(fā)電原理介紹發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)的分類按結(jié)構(gòu)形式分：航機(jī)改裝型，也稱為輕型燃?xì)廨啓C(jī)。

航改型天然氣發(fā)電原理介紹發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)的分類按結(jié)構(gòu)形式分：工業(yè)型，也稱為重型燃?xì)廨啓C(jī)；工業(yè)型燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī)的特點(diǎn)與內(nèi)燃機(jī)相比：優(yōu)點(diǎn)單機(jī)功率較大重量輕、體積?。粏?dòng)快；排氣污染小。缺點(diǎn)制造成本高；與汽輪機(jī)相比：優(yōu)點(diǎn)裝置簡(jiǎn)單、緊楱、重量輕、體積小；啟動(dòng)快，帶負(fù)荷快；不需大量冷卻水。缺點(diǎn)單機(jī)功率較?。贿\(yùn)行壽命短。某些典型的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的性能參數(shù)公司名稱機(jī)組型號(hào)ISO基本功率MW壓比燃?xì)獬鯗兀ā妫┕╇娦剩?）單位售價(jià)美元/ｋｗGE發(fā)電PG9231（EC）169.014.2128834.93183PG9231（FA）226.515.0126035.66188ABBGT13E2164.315.035.71210GT26240.030.0131035.79204Siemens（KWU）V643A70.016.6131036.81319V843A170.016.6131038.00V943A240.016.6142738.00198西屋501G235.219.2134939.00180701F236.715.6116036.77187GE船用與工業(yè)LM6000-PA41.229.639.78296R-R公司Trent51.1935.0121141.57304惠普F1825.4220.338.13362燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的供電效率都已達(dá)到40%如何進(jìn)一步提高發(fā)電機(jī)組的效率

思路：熱力循環(huán)的熱效率只取決于其吸熱平均溫度T1和放熱平均溫度T2。利用簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)吸熱平均溫度高和純蒸汽輪機(jī)循環(huán)放熱平均溫度低的特點(diǎn)。燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)獬鯗馗哌_(dá)1200~1500℃，排氣溫度高達(dá)500℃。先進(jìn)的蒸汽輪機(jī)，排汽溫度只有幾十度，鍋爐的排煙溫度一般只有110~200℃。天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)形式：

單軸聯(lián)合循環(huán)多軸聯(lián)合循環(huán)組成：燃?xì)廨啓C(jī)及發(fā)電機(jī)與余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)共同組成的循環(huán)系統(tǒng)，它利用余熱鍋爐回收燃機(jī)排氣的部分熱能，產(chǎn)生蒸汽以推動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電，或?qū)⒉糠职l(fā)電作功后的乏氣再用于供熱。最高效率：58.5%用途：發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)。某些聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的性能參數(shù)

公司名稱機(jī)組型號(hào)ISO基本功率（MW）供電效率（%）所配燃?xì)廨啓C(jī)的情況單位售價(jià)美元/kWGE發(fā)電S-109EC259.653.51臺(tái)MS9001ECs-109FA384.554.81臺(tái)MS9001FA255S-209FA700.855.12臺(tái)MS9001FA238ABBKA13E2-1241.652.51臺(tái)13E2，雙壓蒸汽輪機(jī)KA13E2-1244.253.01臺(tái)13E2，雙壓蒸汽輪機(jī)282KA13E2-2490.853.32臺(tái)13E2，雙壓蒸汽輪機(jī)KA13E2-3737.353.43臺(tái)13E2，雙壓蒸汽輪機(jī)255KA13E2-4983.553.54臺(tái)13E2，雙壓蒸汽輪機(jī)KA26-1361.556.91臺(tái)13E2，雙壓蒸汽輪機(jī)262KA26-2725.957.12臺(tái)13E2，雙壓蒸汽輪機(jī)SiemensKWUGDU194.2235.051.91臺(tái)V94.2255GDU1S.94.3A254.057.21臺(tái)V94.3A西屋1X1501F250.554.81臺(tái)501F1X1501G248.858.01臺(tái)501G2X1501G697.658.02臺(tái)501G效率高天然氣發(fā)電原理介紹天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工藝流程圖燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng)BGG天然氣空氣燃?xì)廨啓C(jī)蒸汽輪機(jī)余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐有補(bǔ)燃型方案補(bǔ)燃燃液（氣）聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)有補(bǔ)燃型方案余熱鍋爐1.高壓煙氣入口及不銹鋼煙道2.高壓過(guò)熱器3.再熱器4.天然氣及柴油補(bǔ)燃器和過(guò)濾裝置5.高壓鍋爐區(qū)及降水線6.高壓汽包7.一氧化碳轉(zhuǎn)換器及催化劑減量裝置8.中壓過(guò)熱器9.高壓降壓區(qū)10.中壓鍋爐區(qū)及降水管11.中壓降壓區(qū)12.低壓鍋爐部分及降水管13.煙氣冷凝器(給水預(yù)熱器)14.中壓汽包15.低壓汽包(內(nèi)設(shè)與集水器相連裝置)16.集水器17.煙囪18.操作平臺(tái)及樓梯燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng)熱功轉(zhuǎn)換效率高；基本投資費(fèi)用低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，鍋爐和廠房都很??；起動(dòng)快，大約在18~20min內(nèi)便能使聯(lián)合循環(huán)發(fā)出2/3的功率，80min內(nèi)發(fā)出全部功率。無(wú)補(bǔ)燃型天然氣聯(lián)合循環(huán)的主要優(yōu)點(diǎn)：燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)動(dòng)性好；部分負(fù)荷工況下裝置熱效率比較高；蒸汽參數(shù)不受燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度的限制，可以采用效率較高的蒸汽輪機(jī)底循環(huán)與之匹配，機(jī)組的總功率較大。有補(bǔ)燃型聯(lián)合循環(huán)的主要優(yōu)點(diǎn)是：天然氣發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)效率高、污染輕、耗水量少。起停時(shí)間短，便于調(diào)峰運(yùn)行：冷態(tài)（36h以上）啟動(dòng)時(shí)間不超過(guò)180min；溫態(tài)（10~36h）不超過(guò)140min；熱態(tài)（1~10h）不超過(guò)80min，20min可并網(wǎng)；極熱態(tài)（1h以下）不超過(guò)60min。占地面積?。阂慌_(tái)60MW燃煤機(jī)組占地相當(dāng)于3臺(tái)35MW等級(jí)的燃?xì)鈾C(jī)組用地，單位功率用地可減少40%。比投資費(fèi)用低：為燃煤機(jī)的40~70%。建設(shè)周期短：大型機(jī)組18~24個(gè)月。管理費(fèi)用低；運(yùn)行人員少。運(yùn)行性能高于燃煤機(jī)組：可靠性達(dá)99%以上，運(yùn)行利用率達(dá)85~90%?？偨Y(jié)多軸、單軸布置的比較可輪流檢修系統(tǒng)內(nèi)的燃機(jī)，但檢修汽輪機(jī)時(shí)，整套機(jī)組都要停運(yùn)或者只能維持簡(jiǎn)單循環(huán)運(yùn)行。采用增減運(yùn)行燃機(jī)臺(tái)數(shù)的方法來(lái)滿足調(diào)峰需求，汽輪機(jī)始終處于正常工作狀態(tài)，所以機(jī)組可更加快速地增減負(fù)合，調(diào)峰性能好。運(yùn)行靈活性額定工況效率調(diào)峰性能運(yùn)行維護(hù)若配置旁通煙囪，燃機(jī)可單獨(dú)運(yùn)行。因所配汽輪機(jī)容量大，故效率較高。多軸配置布置多軸、單軸布置的比較需按單元進(jìn)行檢修。采用增減運(yùn)行單元數(shù)的方法來(lái)滿足調(diào)峰需求，汽輪機(jī)需時(shí)常停機(jī)和再起動(dòng)，所以大幅度調(diào)峰性能不太好。運(yùn)行靈活性額定工況效率調(diào)峰性能運(yùn)行維護(hù)需單元運(yùn)行，燃機(jī)不可單獨(dú)運(yùn)行。因所配汽輪機(jī)容量小，效率稍低，但對(duì)大功率機(jī)組，這一缺點(diǎn)并不明顯。單軸配置布置聯(lián)合循環(huán)單軸和多軸的選擇 聯(lián)合循環(huán)單軸和多軸的選擇應(yīng)結(jié)合具體工程實(shí)際,綜合考慮資金的籌措、電負(fù)荷的性質(zhì)、現(xiàn)場(chǎng)條件等因素,經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。主廠房布置規(guī)定燃機(jī)電廠的主廠房布置應(yīng)適應(yīng)電力生產(chǎn)的工藝流程要求及按設(shè)備型式確定，并做到設(shè)備布局和空間利用合理，管線連接短捷、整齊，廠房?jī)?nèi)部設(shè)施布置緊湊、恰當(dāng)，巡回檢查的通道暢通，為燃機(jī)電廠的安全運(yùn)行、檢修維護(hù)創(chuàng)造良好的條件。主廠房?jī)?nèi)的空氣質(zhì)量、通風(fēng)、采光、照明和噪聲等應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；設(shè)備布置應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施，符合防火、防爆、防塵、防潮、防腐、防凍、防噪聲等有關(guān)要求。

主廠房布置應(yīng)根據(jù)燃機(jī)電廠總體規(guī)劃要求，考慮擴(kuò)建的可能性。

聯(lián)合循環(huán)燃機(jī)電廠的主設(shè)備布置時(shí)應(yīng)進(jìn)行布