热电联供燃气—蒸汽联合循环若干问题的讨论

摘要：我国是一个能源消耗大国，经济发展与环境保护相矛盾，现有的资源利用模式越来越不能满足不断增加的人口需求，尤其是随着人民生活水平的提高，能源需求越来越大，且我国能源利用程度不高， 倘若继续按照粗放的经济模式的发展，我国经济发展会陷入低谷，因此，我们要达到经济可持续发展的目标，就必须找到提高能源利用效率的方法，燃气-蒸汽联合循环发电是一种以天然气为燃料的高效发电技术，又具有环保功能。

关键词：燃气-蒸汽联合循环；发电效率；热电转换率

[abstract] Our country is a big energy consuming country. Economic development and environmental protection are contradictory. The existing resource utilization mode can not meet the increasing population demand. Especially with the improvement of people"s living standards， the energy demand is increasing， and the degree of energy utilization in our country is not high. If we continue to develop according to the extensive economic model， our economic development will fall into a trap. Low valley， therefore， if we want to achieve the goal of sustainable economic development， we must find ways to improve energy efficiency. Gas-steam combined cycle power generation is an efficient power generation technology using natural gas as fuel， and has environmental protection function.

[Key words] Thermoelectric conversion efficiency of gas-steam combined cycle power generation

西氣东输是燃气-蒸汽联合循环发电发展的推动力，我国西部天然气资源丰富，而东部资源需求量大，西气东输可以使我国资源得到充分利用，在这个过程中，倘若将天然气以简单粗放的方式燃烧，其为国民经济提供的推动力将大为减少。且NOX污染排放物高，燃气-蒸汽联合循环发电能够减少环境污染，且效率高，我们应大力提倡，同时，使用燃气-蒸汽联合循环发电的电厂有着建设成本小，耗材少，用地面积小，工作速度快的优点。从发展趋势来看，燃机及联合循环发电的市场份额会越来越高。

1 联合循环发电的简介

联合循环发电技术的含义

联合循环发电技术的使用装置设备有蒸汽轮机和燃气轮机，与用普通的燃气炉相比，清洁高效许多。从国外来讲，联合循环发电以其高效率，低污染而受到欢迎，发展迅速。从一些数据就可以看出，发达国家的联合循环发电量每年占总发电量的比例超过40%，国际上的生产发电的大企业，使用联合循环技术的发电量占总发电量的超过了50%。就效率来讲，联合循环发电已高达60%。联合循环发电技术始于上世纪九十年代中后期，主要是在船、车和发电上用，之后几十年内，便发明了燃气轮机主要在高海拔的铁路和输气管线上使用，这是通过多次的实验才取得的成果，在发展技术的同时还训练了一批技术人才。

在我国，联合循环发电近些年才得以发展，与国外相比，差距较大。大部分的机器设备要从国外进口，使用联合循环发电的发电量占总电量的比例低，意味着我国仍然主要使用水和煤炭发电，技术使用不成熟，我们需要加快改进的步伐。联合循环发电的使用最主要的是靠燃气轮机的运行，然而，现实是我国燃气轮机制造技术处于开发研究阶段，制造出来的燃气轮机功率小，发电效果不尽人意，希望我国的制造企业在这方面的不断努力，我国的经济建设将会有一个巨大的飞跃。

2 提高燃气-蒸汽联合循环发电效率的分析

2.1近期的目标效率

我国目前最先进的燃气轮机大都为F型，F型燃气轮机的制造技术十分优秀，全世界共有200多台F型燃气轮机被使用，F型不仅进气温度和排气温度较高，其上限为1288℃和589℃，并且排放的废气少，，GE推出简单循环出力达212MW，效率达35%的9F型燃气轮机。随着材料的材质影响着燃气轮机入口的燃气温度，就现时状况来看，高温材料的性能不断增加，其耐热上限每年都会增加，与此同时，我们的冷却手段也在不断进步，其新的技术都用在改进型的燃气轮机上。当然，在选择材料时，我们要考虑其价格是否合理。.现以FB型燃气轮机为例，在ISO标准环境条件下，9FB燃机（03版）简单循环机组出力为291WM，热耗8，880BTU/kWh（9，369kJ/kWh），效率38.4%，109FB联合循环机组出力可达444MW，热耗5，778BTU/kWh（6，096kJ/kWh），在基本负荷下效率为59.1%。现我国已有发电企业引进了该类型的机组。

2.2 改进目前E型机组热电转换率的措施

除了设备本身的原因外，主要是以下几个因素影响着发电效率：工序的运行模式不适合，发电负荷低，开机衔接不合理；某些机组以城市燃气为气源，燃气的加压消耗高以及不同机组的开始停止切换的次数过多。可以采取来改善管理办法或使用先进技术来弥补发电负荷的不足。或根据现有的资源，来对各机组进行合理的分配，改变机组的运行模式使其效率提高。

2.2.1对燃气轮机运行的模式进行改进

（1）将备用机组的作用发挥出来，使用时要考虑到系统性和整体性，成套运行时，机械的使用天数能够持续更久，产量更大。

（2）尽量使用多套燃机工作的模式。为避免在运行过程中出现意外，出现故障或者不能及时修好，可转变模式，如将“4+2”运行检修模式抛弃，变成为“5+3”模式，以提高机组运行可靠性。

2.2.2提高每个机组的发电量

（1）利用技术改变发电量。可以考虑天气的因素，根据气温的改变，使用特有的设备装置，如燃机雾化，就算温度很高也能增加其负荷能力。

（2）将上网电量进行转移。#1燃机电网电价是低于#2燃机的，大约低1.6分/度，可以采取的办法是：#1机的上网电量若是不足时，把#2机的电量转移过来，先要保证#1机的正常运行。实施效果：假如单台燃机发电负荷提高3000kW，上网率和汽电转换率得以提高。燃电一期按上网效益测算，会获得更大的利润。

2.2.3改进汽轮机的发电效率

每年进入5月份后，随着气温逐步升高，循環水温度高，冷却的效果会下降，汽轮机真空度降低，最终造成燃气发电甲站系统两台汽轮发电机组效率下降的后果，甲站机组发电负荷偏低。

改进措施：甲站发电循环水系统增开一台循环泵，并及时在线加药清洗和置换，保证循环水压力和冷却效果，最大限度提高汽机带负荷能力，甲站单台汽机发电负荷增加3000kW。

2.2.4煤压机出口压力过高，需要降低

针对煤压机出口压力偏高，煤压机自耗电偏高的问题，我们需要修改燃气轮机的程序，使燃电甲站和乙站煤压机出口压力2.35MPa降低至2.2MPa，虽说幅度不大，但实际上每台煤压机可降低自耗电500kW左右。

2.2.5节约开机时间

燃气轮机的开机过长，需要将开机顺序进行优化，方法如下：1、燃机开机即点火后开启煤压机，燃气轮机并网后再开启热力锅炉。按照这种方法，煤压机电耗减少1.6kWh，每年可减少发电量损失约200万kWh左右。2、加强运行人员的操作技能培训，提高开机熟练程度，减小开机时间，达到减少启停机过程中的热损耗。

2.2.6积极完成国家制定的低氮改造目标

燃气轮机投产较早的机组由于以重油为燃料，在08年大都改为天然气，但是其以扩散型燃烧，为了达到环保要求借用喷水的方法，虽增加了功率，但降低了整体联合循环的效率，且对机组的伤害大，改成干式低氮（DLN）燃烧后，排放NOX排放明显减小，燃机的热效率也有所提高，在相同环境下功率增加1～2千kW。

3 结语

总而言之，我国的天然气的发电模式应向燃气-蒸汽联合循环发电的方向发展，我国人口众多，用电量数字庞大，采用以煤为主的火力发电，燃烧产生的气体对环境污染严重，若是燃气-蒸汽联合循环发电能够普及，我们的环境将能够得到巨大改善。

参考文献

[1] 中国机械工业教育协会组.可编程序控制器及其应用[M].北京：机械工业出社，2002

[2] 中国电力年鉴编委会.中国电力年鉴[M].北京：电力出版社，1993～2000各年度

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