S109FA和S109E燃气-蒸汽联合循环热电联产系统配置.pdf

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S109FA和S109E燃气-蒸汽联合循环热电联产系统的配置李玉红，吴晓兵，清华大学热能工程系摘要: 从热电联产的角度，本文设计了四种热电联产系统. S109FA和S109E联合循环系统的功率在系统配置中，我们分别计算了这八种系统配置的性能，并进行了简单的经济分析. 一，引言嫩旗－qi旗联合循环发电具有高效，环保，灵活的特点，可以成为当今世界上最先进的常规发电技术之一，并且在世界上正呈现出蓬勃的发展趋势. 其中，以9FA和9E燃气轮机为核心发动机的联合循环发电机组具有高效率（56.7％和52％），高功率（390.8MW，189MW），技术成熟和成本低廉的特点. 许多优势已成为新建燃气轮机电厂的主要模型. 为了改善物质结构和实施可持续发展战略，该国已建立了“西向东开采”项目，并引进了液化天然气. 随着天然气资源的开发，气汽联合循环天然气发电发展势头强劲. 国家发展和改革委员会批准的第一批23台9FA级燃气轮机（联合循环总发电能力约为9吉瓦）已经关闭，第二批20多台燃气轮机正在生产中. 随着大量9FA燃气轮机的引入，这些联合循环电厂的合理规划和合理配置成为摆在我们面前的重要问题.

在中国，由于天然气相对于煤炭的价格高昂，尽管联合循环发电效率比燃煤发电高约10个百分点，但天然气发电仍缺乏竞标能力. 与互联网相比，招标的煤电发电量更大. 这个问题在广大的北方地区尤为严重. 但是，华北地区聚集了许多重要的大中城市，例如北京和天津. 长期以来，环境污染很严重，迫切需要开发清洁能源. 北部地区冬季供热负荷巨大，不仅是造成环境污染的重要原因，而且为热电联产提供了大量的热负荷. 因此，发展大型燃气-蒸汽联合循环热电联产应成为我国天然气发电发展中不容忽视的课题，值得认真探讨. 9FA是目前在中国引进的招标燃气轮发电机组的主要型号. 由9E燃气轮机组成的联合循环在中国已经运行了许多套，在未来，特别是在热电联产领域，将具有一定的市场份额. 因此，有必要从热电联产的角度了解以9FA和9E燃气轮机为核心发动机的联合循环系统的性能. 针对这一问题，从系统技术性能的角度，设计，计算和分析了八种联合循环热电联产系统，并简要讨论了其经济可行性及其发展，特别是对于类似项目. 提供有用的参考和参考. 其次，系统配备了t.526. 这里的联合循环系统的设计是基于对世界上类似系统的配置的参考，并考虑尽可能地提高系统的加热能力.

此处，PG9351（FA）DLE被用作9FA燃气轮机的示例，而PG9171（E）被用作9E燃气轮机的示例. PG9351（FA）DLE燃气轮机的排气温度高达609'C，因此联合循环发电机组S109FA通常配备三压再热式涡轮机. 为了增加蒸汽流量，提高加热能力并降低系统的复杂性，此处设计了一种不再具有三个压力的底部循环方案. 为了提高供热能力，提高经济效益，还分别考虑了系统中背压式汽轮机的情况. 由此产生的四个系统配备: 9FA发动机，3台压力余热锅炉，再热提取蒸汽轮机（9FA3PRHEC 9FA M机，3台压力余热锅炉燃气炉的热电e，非再热提取蒸汽轮机（9FA3PNRHEC 9FA招标机，3压力余热）锅炉，再热背压蒸汽轮机（9FA3PRHBP）9FA招标的3压余热锅炉，非再热背压蒸汽轮机（9FA3PNRHBP）PG9171（E）排气温度为5431C，由阻力组成联合循环发电机组S109E的优点是双压不再是高温低循环，为了提高其发电效率，还增加了双压再热方案，以进一步提高系统的供电能力并提高经济性. 该项目的设计方案还考虑了带有背压汽轮机加热的联合循环系统，并获得了以下四种系统配置方案: 9E燃气轮机，2压余热锅炉，再热提取蒸汽轮机（9E2PRHEC）9E燃气轮机，2压力余热锅炉，非再热提取冷凝涡轮机（9E2PNRHEC）9E压缩机，2压力余热锅炉，再热背压蒸汽轮机（9E2PRHBP）9E燃气轮机，2压力余热锅炉，无再热背压汽轮机（9E2PNRHBP）加热蒸汽排出口的压力设置为0.13MPa，背压型背压也位于0.13MPao. 废热锅炉的排气温度是追求系统高效率的重要控制参数. 在这里，当设计一个带有冷凝式蒸汽轮机的联合循环系统时，我们试图将废热锅炉的排气温度控制在90℃左右.

在加热模式下运行时，冷凝水的温度从纯冷凝模式下的约32℃升高到加热回水温度下的约60℃. 范围的增加约为10℃. 在带有背压式涡轮机的联合循环系统的设计中，由于供热要求，蒸汽轮机的背压设置为0.13MPa，因此，废热锅炉的废气温度应相应提高. 在这里，废气温度在100到110℃之间. 参照现有汽轮机的常用参数和优化方法，选择每个联合循环系统中的汽轮机的蒸汽参数如下: S109FA-3P-RHEC中的汽轮机的汽轮机参数为: 主要蒸汽参数: 压力11.58MPa，温度5400，再热温度5401-中压缸参数: 压力2.75MPa，温度540`1-低压缸参数: 压力0.385MPa，温度2730 S109FA-3P-NRHEC中的蒸汽轮机蒸汽参数为: 主要Yan蒸汽参数: 压力11.58MPa，温度5400-中压缸参数: 压力2.75MPa，温度35090低压缸参数: 压力0.385MPa，温度150`0 S109E-2P-RHEC中蒸汽轮机的蒸汽参数为: 主要蒸汽参数: 压力6.1MPa，温度528r，再热温度503`0. 527，低压缸参数: 压力0.3MPa，温度2621，S109E-2P-NRHEC中的Yan汽轮机参数为: 主蒸汽参数: 压力6.1MPa，温度528r-低压缸参数: 压力0.3MPa，温度1801冷凝式蒸汽轮机的背压为5kPao时. 选择主要蒸汽参数时，如果要追求更高的发电效率，可以使用亚临界蒸汽轮机.

但是，考虑到该单元不是纯发电机组，热电联产是其主要工作条件. 如果使用亚临界主蒸汽参数，则废热锅炉的蒸汽输出将相对减少，制热能力将相对降低燃气炉的热电e，再加上使用亚临界蒸汽轮机和废热锅炉的成本将增加，因此不会出现亚临界蒸汽在该设计方案中选择参数；在此基础上，进行优化计算以重新加热蒸汽参数和补充蒸汽参数. 3.系统性能热电联产的主要任务是满足供热需求，也就是说，该机组的大部分运行时间都在冬季. 因此，我们选择了当地供暖季节平均天气条件下的设计条件. 例如，在2°C的温度，50％的相对湿度和55米的海拔高度下，下表中显示了此设计条件下每个系统的性能参数. 八板联合循环装置的设计条件和性能参数为9FA RHE（两具9FA RH旧尸体9FA NRHEC 9FA NRH保护罩P 9E RHEC 9E RHBP 9E NRHEC 9E NRHBP投标净发电量（MW）279. 叶片278.13 278.27 277.71 135.46 135.40 135.46 135.46燃气轮机净发电效率（％）37.44 37.31 37.31 37.30 34.23 34.22 34.22 34.22纯发电（MW）419.42 369.14 414.46 365.54 202.56 172.87 200.88 177.69 56.57.49.57.49.59.41.41.41.4 51.49.49.49.51.49.53纯发电热量消耗（淘豆网转载，请注明出处.

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