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燃机电厂设备选型.pdf

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关于燃气-蒸汽联合循环调峰热电厂 主机设备选择的探讨 中国联合工程公司袁旭岭 一、概述 随着我国经济改革的深入发展，对外开放，经济开发园区不断涌现，同时电 力供应日趋紧张和用电峰谷差值的矛盾日益扩大。为了适应形势的发展需要，给 开发园区创造一个良好的投资环境，集电力调峰和联片集中供热于一体的新型供 热调峰热电厂已被人们所关注，国家计划委员会、国家经济贸易委员会、电力工 业部、建设部于1998年联合颁发了“《关于发展热电联产的若干规定》的通 知”，该通知中第9条特别提到要鼓励发展燃气轮机联合循环发电、供热技术， 提高热能综合利用效率。而燃气－－蒸汽联合循环装置以其建设周期短、启停速 度快、污染物排放少和热效率高等诸多特点已成为目前电力调峰的主要手段之 一，同时也是当前高速发展经济、加强环境保护和提高热能综合利用效率的措施 之一。 通过苏州高达热电厂的工程设计，结累了一些经验和体会。苏州高达热电厂 坐落在苏州高新技术开发区内，该厂为国内第一个电力调峰供热型热电厂，装机 总容量为100MW,主机的配备如下：2台美国GE公司生产的38MWPG6551(B) 型燃机，2台15MWC15-3.43/0.98-3汽轮发电机组，2台66/9.5t/h双压自然 循环型余热锅炉和2台35t/h燃油锅炉。下面就主机设备的选择谈谈体会。 二、主机设备的配置 联合循环调峰热电厂的主机设备有燃气轮机发电机组、余热锅炉、抽汽凝汽 式汽轮发电机组及辅助锅炉。 １、燃气轮机发电机组的选择 选择燃气轮机时，首先要对燃料进行选择，因为燃机对燃料的适应性有一定 范围。燃气轮机所燃用的燃料有气体燃料（天然气、液化石油气和煤气）、液体 107 燃料（轻油和重油）。在燃料选择时，应对燃料的品种、运输条件、供应方式及 价格等进行调查分析，以确定合理的燃料供应系统和恰当的设备选型。天然气、 液化石油气、煤气和轻油是燃机的理想燃料，但是使用天然气需要合适的气源， 如气源的供给量及地理位置，液化石油气、煤气和轻油价格较贵而使发电成本提 高，对于燃用重油，虽然其价格便宜，但由于其粘度大，并且含有多种对燃机有 害的元素，如钾、钠、钒、铅和硫等，使用前需进行专门处理，才能达到燃机的 要求。因此燃用重油时需对运行费用、维护保养以及发电成本等方面进行技术经 济比较。 作为联合循环调峰供热电厂，在机组数量确定时应考虑电厂运行的灵活性， 一般宜选择多台机组。对单机容量的选择，可视当地电网的电力平衡情况而定， 同时也要考虑电厂单位容量的造价因素，避免设置过多的小容量机组。 ２、余热锅炉的选择 ⑴、余热锅炉的作用 燃气轮机虽然其热效率高，但其排烟温度相应也很高,排烟流量也很大。单循 环运行时，燃机所耗能的大部分能量从旁路烟囱排入大气，不仅浪费了能源，而 且对大气环境产生了热污染。因此利用余热锅炉吸收燃机排放的高温烟气，使之 产生蒸汽，进入汽轮发电机组发电，形成燃气－－蒸汽联合循环，不仅提高了电 厂的热效率，节约了能源，而且起到了保护大气环境的作用。如美国GE公司生 产的PG6551(B)型燃机当单循环运行时，在ISO条件下燃用轻油时的热效率为 31.58％，其余能量除了压气机作功耗能以及机组运行时辅助设备耗能以外，绝 大部分热量排入大气，其轻油的发电油耗率约为270-280g/kWh，而在联合循 环运行时其轻油的发电油耗率则为200-220g/kWh。很显然,联合循环运行既 节约了能源，又降低了发电成本，提高了电厂的经济效益，可见余热锅炉在联合 循环这种优势中起到了“桥梁”的作用。 ⑵、锅炉的选择 余热锅炉从介质工作原理可分自然循环型和强制循环型二大类，他们均具有 负荷适应范围广，性能稳定，适宜快速启停的特性。与但强制循环型余热锅炉相 比，自然循环型余热锅炉由于阀门等附件可放在地坪操作及无强制循环水泵等原 因，因此具有操作、运行和维护方便的特点，但自然循环型余热锅炉由于采用卧 式布置形式，具有占地面积大的缺点。 从介质工作压力系统分有单压型和双压型（甚至三压型）余热锅炉。设置多 压系统其目的是在于以多个压力等级来分段分级吸收更多的热量，达到降低排烟 108 温度，减少汽机回热系统，提高锅炉效率的目的。但应该注意的是压力等级的选 择与投资额和投资回收期密切相关，因为压力等级越多，受热面就越大，虽然降 低了排烟温度，提高了热交换率，但金属耗量相应增大，即造价相应上升；另一 方面，必须考虑到降低余热锅炉排烟温度而造成烟气露点的影响，因此压力等级 的选择必须从提高供热系统效率、燃料成份、成本的回收等因素统盘考虑。 ⑶、蒸汽参数和蒸发量的确定 余热锅炉蒸发量的大小与燃机的排烟温度、排烟量、所选用的燃料品种以及 余热锅炉本身的热交换效率密切相关，燃机排烟量越大，排烟温度及余热锅炉的 热交换