燃气蒸汽联合循环发电效率分析
作者:jnscsh 时间:2021-06-29 09:10:16 浏览次数:次
摘要:在工业生产中,联合循环发电技术是非常高效的一种运营模式,其较为清洁,在国际上发电量占比较高,本文对其发电效率的提升策略进行探讨,为其进一步发展打下坚实的基础。
关键词:联合循环发电;效率;分析
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。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%。我们可以把多出来的热量用来进行水资源的加热,满足用户以及工业的取暖需要,能源在循环利用后的使用效率可以达到80%以上。一般的火力发电厂在进行煤的燃烧过程当中只能产生电,但是却把大量的热能进行了浪费,因此火电厂的能源利用率较低,仅仅达到了1/3,热电厂是通过煤炭燃烧而把水进行加热,将其通到各个用户处进行供暖,因此我们可以将其进行联合,使得在进行火力发电的同时,可以将大量的冷凝水用于供暖,这样可大大节约能源。循环发电项目可以有效的节约能源,将空气的质量提升,改善城市的形象,同时也避免了热电厂和火电厂在运行过程当中可能会出现的安全事故,因此世界各国都把这两场当成是主要的供暖与发电方案,我们对其有效的规划与风险评估,使其可以在世界各地进行应用。
2 提高燃气蒸汽联合循环发电效率的分析
2.1 我国远期的目标效率
由朗肯循环演变而来的燃气蒸汽联合循环TS图知,要想提高能量的转换效率,就要提高燃气初温T3。目前运行最大的西门子SGT58000H超重型燃气轮机为例,其燃烧初温度T3能够达1500℃,它的闭路蒸汽冷却系统是一个三压再热的蒸汽循环,蒸汽在经过余热锅炉后变成高压后膨胀,然后高压会分成两个路径,一个重新返到余热锅炉里,另一个则去冷却透平的温度很高的部件,随后,将其加温到原来的温度,再回到蒸汽循环的部分,原来的在余热锅炉里的蒸汽汇合后,传送到低压或者中压的区段。
2.2 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。我们在工程领域要采用新方法、新工艺技术等可以实现质量的控制,优化其发电效率,所谓的新技术、新工艺和新材料的“新”是相对的,有条件的变量。世界上任何新技术,新技术和新材料的创建都是基于特定的需求,某些条件的研究和开发,不同的对象有不同的适合性和条件。这就是为什么许多新技术、新工艺、新材料在很长一段时间同时并存和竞争发展的原因。现以FB型燃气轮机为例,在ISO標准环境条件下,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。
2.3 改进目前E型机组热电转换率的措施
2.3.1 加强安全管理
要想保证发电设备的稳定运行,需要在电气设备运行前提前做好各种准备工作,积极普及各种用电安全知识,定期保养与维护发电设备,要保证电气设备一直处于稳定运行当中,才能提高设备的运行效率。对配电盘要进行日常检查排除隐患,需要从异常的声音、气味和各隔离开关等进行分析,观察有无故障,指示灯的状态尤其需要注意,从指示灯可以很快地对故障原因做出分析。
2.3.2 热电系统谐波控制
机组控制线路系统对于主电路的结构要求是比较高的,它可以对于负载侧的谐波电流进行有效的滤波,其可以被控制成为一个等效的谐波阻抗,它能够使得机组设备总的串联谐波阻抗对于各次谐波等效应都是0,可以使得所有的负载谐波电流进入到机组设备的支路当中,达到对于机组设备的效果增强的目的。其也能够加强机组设备的输出补偿电压,一般来说就是电流在经过机组设备时候,用滤波器可以对其进行控制,使得其进行有效的补偿,这样就可以使得电源在畸变的时候所产生的畸变电流受到抑制,机组设备对于基波电流无法进行直接的滤除,而是通过提高机组设备的滤波效果,这样就可以使得其补偿电压不含有基波电压,仅仅只有谐波的电压,所以功率容量是比较小的,其经济性能较好,有利于对于大容量的负载进行补偿。
2.3.3 提升动态管理能力
动态管理在联合发电是相当重要的。在实行联合发电的过程中,应该采用实际有用的解决方案。严格控制可能影响其发电效率的相关因素。把操作过程中实际产生的具体费用和各方面的消耗控制在批准额度之内,及时改正和调整,减小浪费现象,使得各方面的能力得到合理搭配,从而获得最大的利益。获得的收益和收益所消耗的时间要成正比,相同时间内收益越大时间效益也就越高,反之亦然。管理的过程中所追求收益的最大化,即是在最短的时间内获得最大的收益。
3 结语
在联合循环发电建设和施工的过程之中,因为某些非人为政策、地理、天气等客观的不确定的因素而形成的变化会致使其发电效率产生意想不到的变化,所以必须在项目运行时前总结提出各种可能遇到的问题和因素,然后就是要对所产生的问题进行分析探究,最终找到合理的方法解决问题。
参考文献:
[1]张凯博.影响燃气蒸汽联合循环发电机组经济性分析[D].内蒙古科技大学,2017.
[2]李昱喆.煤热解混合发电系统热力性能的研究[D].中国科学院研究生院(过程工程研究所),2015.
作者简介:刘进志(1990),男,汉族,安徽安庆人,本科,助理工程师,一般管技人员。
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