单轴燃气蒸汽联合循环电站特点.docx

M701F单轴燃气-蒸汽联合循环电站特点

【摘要】：本文以联合循环电站为基础，介绍F级大型单轴燃气-蒸汽联合循环电站的特点，对联合循环发电工程的主设备和辅助设备等动力岛设备的技术参数和设计特点作了较全面的介绍。
【关键词】：单轴，联合循环，特点

1概述
2003年3月，在国家发改委组织的第一捆F级大型燃气-蒸汽联合循环电站打捆招标项目（10个电厂，共23台机组）中，某汽轮机厂和某国外著名燃机厂商组成的联合体中标了其中4个电厂共10台机组，其中某电厂共3台机组。某电厂为广东液化天然气接收站和管线项目的配套下游工程，厂址位于深圳市西部南头半岛，离深圳市中心区约15公里。电厂规模为6套350MW等级的单轴联合循环发电机组，分两期建设，一期建设3套。每套机组的配置由一台燃气轮机（C）、一台蒸汽轮机（S）和一台发电机（G）组成单轴联合循环机组，按燃气轮机、蒸汽轮机、发电机的顺序排列，如图1所示。丛发电机端看，机组转向为顺时针方向。联合循环机组的铭牌出力达到400MW左右，效率57％。机组运行模式为两班制运行，使用寿命25年。

图1单轴机组轴系布置简图
2联合循环热力系统
联合循环机组热力系统主要由余热锅炉、蒸汽轮机、凝汽器和凝结水泵等设备和管道组成。燃气轮机的排气进入余热锅炉，加热余热锅炉中的水产生蒸汽驱动蒸汽轮机作功，如图2所示。M701F燃气轮机的排气温度达到600℃左右，因此选用三压再热式余热锅炉，即汽轮机除了高压进汽及低压补汽外，汽轮机高压缸排汽与余热锅炉中的中压供汽相混合，再进入余热锅炉的再热器吸热，以提高汽轮机中压进汽温度。低压汽水系统产生压力为0.428MPa、温度为248.7℃的过热蒸汽49.6t/h，供到蒸汽轮机低压缸中作功；中压汽水系统产生的蒸汽与蒸汽轮机高压缸排汽相混合后，经中压再热器再热，产生压力为3.35MPa、温度为566℃的再热蒸汽306.7t/h，供到蒸汽轮机中压缸中作功；高压汽水系统产生压力为9.93MPa、温度为538℃的主蒸汽276.5t/h，供到蒸汽轮机高压缸中作功。由燃气轮机排入余热锅炉的燃气温度为600℃，流量为2240.9t/h。低压汽水系统的节点温差为5.5℃，接近点温差为1℃；中压汽水系统的节点温差为9.1℃，接近点温差为3.3℃；高压汽水系统的节点温差为9.7℃，接近点温差为4.3℃。

图2联合循环热力系统简图
3联合循环机组主设备及主要技术参数
3.1燃气轮机
燃气轮机是某国外著名燃机厂商研制的F级，干式、低NOx排放的重型燃气轮机。ISO标准状态下性能参数见表1。
表1燃气轮机在ISO标准状态下性能参数
型号功率效率T3*T4压比流量MW%℃℃kg/sM701F27038.2140058617651该燃气轮机压气机、燃烧室和透平采用整体式结构，具有水平中分面，在冷端输出功率。压气机为17级，压气机进口装有一级可转导叶，用以适应机组变工况运行和防止机组启动、停机期间喘振，在第6、11和14级静叶后，分别设置防喘振抽气口和透平冷却空气的抽气口；燃气透平为4级，采用空气冷却，因此可以采用较高的透平进口初温T3*。燃烧室为环管型燃烧室，由20个预混式低NOx燃烧器组成，每个预混式低NOx燃烧器由8个预混式主喷嘴和1个位于中心部位的值班喷嘴组成。M701F燃气轮机本体长约13.75米，宽约5.8米，高约5.5米，总重达370吨。其结构如图3所示。在性能保证条件下75%~100%负荷时，NOx排放量<25ppm。
进气室
压气机段
燃烧室段
透平段
排气扩压段
排气缸
气流方向
压气机支撑
燃机支撑
排气支撑
燃气轮机转子由位于进气缸和排气缸里的两个径向可倾瓦支持轴承支撑，在进气缸里还安装有推力轴承，保持转子的轴向位置，这也是整个单轴机组的死点位置。

图3M701F燃气轮机结构简图
3.2蒸汽轮机
蒸汽轮机由某汽轮机厂制造，为单轴、双缸、双排汽凝结、再热式机组。机组额定转速3000r/mim，额定出力129.4MW，额定进汽压力高压为9.93MPa(a)，中压为3.35MPa(a)，低压为0.428MPa(a)；额定进汽温度高压为538℃，中压为566℃，低压为248.7℃；排汽压力为7.20KPa(a)。汽轮机高中压合缸，高中压汽轮机为冲动式，低压汽轮机为反动双流式。高压和中压分别有8级叶片，低压为7X2级叶片，末级叶片长30英吋（762mm）。蒸汽轮机结构如图4所示。汽轮机采用全周进汽，没有调节级，运行时调节阀全开，在60％负荷到满负荷之间为滑压运行，低于60％负荷采用定压运行。采用滑压运行能够使蒸汽轮机可以多发出一些附加的功率，同时在部分负荷时，能够使蒸汽轮机的排汽温度基本上保持不变。为了充分在余热锅炉中利用燃气轮机排气余热，汽轮机系统中不设置加热给水的蒸汽加热器，因此汽轮机