燃气—蒸汽联合循环发电装置在我国的应用及.docx

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燃气—蒸汽联合循环发电装置在我国的应用及中小热电厂改造为燃气—蒸汽联合循环热电站
南京汽轮电机（集团）有限责任公司薛福培

一、前言
燃气—蒸汽联合循环发电装置，由于其具有高效低耗、启动快、可用率高、投资省、建设周期短及环境污染少等优点，越来越得到世界各国的重视而迅速发展。据统计，从一九六八年至一九九五年期间，在世界范围内销售的发电用燃气轮机有13373台，总销售容量3.77517亿千瓦。其中，一九九O年至一九九五年的六年间，销售4311台，1.64517亿千瓦，一九九五年创历史最高记录，达3051.7万千瓦。在1990~2000年间美国新增的1.13亿千瓦发电容量中，燃气轮机电站容量占44%，与燃煤蒸汽轮机电站容量相当，这也是世界发电设备生产过程中出现重大转折的标志。从2000年以后，在新增的发电设备总装机容量中，燃气—蒸汽联合循环发电装置超过常规火电站，占电力发展的主导地位。
改革开放以来，我国的电力工业发生了巨大的变化，电力装备达到了一定的规模。二ＯＯＯ年末发电设备装机容量已达到3.1932亿千瓦，（其中单机6000KW以上机组28509.64万KW，其中火电22563.7万KW，火电机组中，燃气轮机组552.811万KW，仅占火电机组的2.32%），年发电量达到13684.82亿千瓦时。根据我国电力规划总目标，在新增的机组中，除重视发展高参数大型机组外，还将大力发展高效率、低污染并且具有调峰能力的大型机组，亦即在机组的选择上，主要发展30万、60万千瓦的大型火电机组，发展区域性集中供热的热电机组，同时要积极发展燃天然气的燃气—蒸汽联合循环发电机组，以达到高效、节能、改善环境和有利于提高电网调峰能力的目的，这已成为今后我国电力发展的主要方向。由此可见，燃气—蒸汽联合循环发电装置由于其特殊的优点，将在我国得到发展。本文就我国发展联合循环发电装置的应用和中小热电厂改造提出初步的看法，以供交流讨论。

二、燃气—蒸汽联合循环发电装置的主要特点
燃气—蒸汽联合循环装置是四十年代末开始发展起来的一种能源综合利用技术，其特征是将具有较高平均吸热温度的燃气轮机循环（布雷顿循环）与具有较低平均放热温度的蒸汽轮机循环（朗肯循环）结合起来，使燃气轮机的废热成为汽轮机循环的加热源，达到扬长避短，相互弥补的目的，使整个联合循环的热能利用水平较燃气轮机循环或汽轮机循环都有明显的提高。
燃气—蒸汽联合循环发电装置的主设备由三大块组成：
1、燃气轮发电机组。它用可燃气体（如天然气、焦炉煤气、高炉煤气或煤层气）或油为（如轻柴油或重油）燃料，通过高温、高压空气做功发电。
2、余热锅炉。其热源为燃气轮机的排气，因此称为余热锅炉，其产生的蒸汽按汽轮机来匹配。
3、汽轮发电机组。利用余热锅炉供给的蒸汽选配蒸汽轮机，既可配纯发电的汽轮发电机组，也可配热电联供的汽轮发电机组。
燃气—蒸汽联合循环发电装置的主要优越性
燃气/蒸汽联合循环装置是一种能源综合利用技术，相对于蒸汽轮机发电技术具有如下明显的优点：
1、具有较高的热效率。在同等功率条件下效率要高出15%以上。60MW等级燃气/蒸汽联合循环的效率已达46%以上，300MW等级的已达55%以上，而同等功率的蒸汽轮机发电效率为30%和40%左右。
众所周知，常规的火电机组由于其自身设备及系统的限制，它的热效率已很难有突破性的提高。根据统计，1996年我国火力发电机组的平均供电标煤耗为409g/kwh，折算的平均供电效率为30%。目前我国最大的单机容量为600MW的火力发电机组，如北仑港发电厂等，其发电效率约40%左右。1989年6月日本九洲松浦发电厂正式投入商业运行的东芝700MW超临界参数的汽轮发电机组，采用液化石油气（LNG）为燃料，其发电效率达41.9%。这一电站代表当今世界最先进的火电站水平。而燃气—蒸汽联合循环装置的热效率则远好于这一数据。我国南京汽轮电机厂与美国GE公司合作生产的PG6581B型40MW燃气轮发电机组，其简单循环时供电效率为32%，如配置国产余热锅炉和汽轮机，组成58MW等级的联合循环，其供电效率可达46%~48%。近年来，国外正在发展具有更大容量、效率更高的先进型燃气轮机，透平前温从1100℃级提高到1300℃级，使燃气轮机的热效率大大提高，如美国GE公司的MS9001F/FA，燃气轮机单机容量226MW，供电效率35%，其联合循环S—109FA，容量348MW，供电效率55%；ABB公司的GT26型燃气轮机，单机功率240MW，供电效率37%，其联合循环KA26—1，容量为3