燃气—蒸汽联合循环发电装置的特点及应用

摘要：目前电力行业侧重于发展300MW、600MW的大型火电机组，发展局部性集中供热的热电机组，而且要全面发展燃气-蒸汽联合循环发电机组，进而达到高效节能、深化电网能力的目的，这已变成未来中国电力发展的核心目标。通过燃气轮机设备和蒸汽动力设备联合循环发电可以在很大程度上提升热效率、节约建设成本，匹配于环保相关要求，其未来发展前景广阔。

关键词：燃气轮机设备；蒸汽动力设备；联合循环发电装置；电力行业；大型火电机组 文献标识码：A

中图分类号：TM611 文章编号：1009-2374（2015）06-0060-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0457

自20世纪60年代以来，国内的电力领域已开始进行全面的发展，电力装置已趋于世界前沿。按照国内电力规划的相关标准，到2005年在发电装置上，每年将以1600千瓦的速度增长，而且在新增的机组中，除侧重于发展高数值大容量机组外，还全面发展高效率、低消耗的同时具有调峰性能的机组。其侧重于发展300MW、600MW的大型火电机组，发展局部性集中供热的热电机组，而且要全面发展燃气-蒸汽联合循环发电机组，进而达到高效节能、深化电网能力的目的，这已变成未来中国电力发展的核心目标。文章将以燃气-蒸汽联合循环发电装置的特点及应用作为切入点，予以深入的探究，相关内容如下所述。

1 燃气-蒸汽联合循环的概念

一般来说燃气-蒸汽联合循环发电机组的核心设备包括：（1）燃气轮机；（2）余热锅炉；（3）汽轮机；（4）发电机；（5）凝汽器。在燃气轮机运转时，压气机在外部吸进空气，并将空气进行压缩，空气温度也随之增加，再把空气输入到燃烧室和喷入的燃料混合燃烧产生高温高压的燃气，输入燃气轮机内进行作功，进而带动发电机予以发电。燃气轮机的排气导入余热锅炉，进而产生高温高压，再利用蒸汽带动汽轮机进行发电。汽轮机排汽再输入至凝汽器内进行放热，凝结水又输送到余热锅炉，进而推动蒸汽动力循环。这样不仅提高了总输出功率，同时还利用了燃气轮机以及汽轮机的特性，促使循环的热效率增加。

2 燃气-蒸汽联合循环发电装置的基本特性

我们都知道常规的火电机组因为其自身设备与系统的功能问题，它的热效率已无法有突破性的提升。相关数据显示，1996年国内火力发电机组的平均供电煤耗为每小时每千瓦0.409千克，若根据此数据进行换算，平均供电效率约30%。1989年4月日本大板发电厂正式投入商业运行的700MW超临界数值的汽轮发电机组，此发电机组以液化石油气为主要燃料，其发电效率为42%，此电站是目前世界最先进火电站的代表。而燃气-蒸汽联合循环发电装置的热效率则远超过上述数据。国内南京汽轮电机厂和美国6E企业合作生产的PG6551 B型37MW燃气轮发电机组，其简单循环时的发电效率约31.5，若配置国产余热锅炉以及汽轮机，组成55MW，那么进行联合循环其发电效率则能够超过49%。伴随燃气轮机初温以及压气机压力的深入发展，燃气-蒸汽联合循环电厂的效率还能够有一定的发展空间，目前我们正向着65%的目标进军。

燃气-蒸汽联合循环电厂我们也可称其为“清洁电厂”。因为此发电装置是以油以及天然气为燃料，燃烧生成产物不会产生灰渣，不需要进行灰渣排放，能够把高硫、高灰分、低热量的残次煤通过煤气化以及硫化燃烧脱硫、除尘净化，这将有效的降低污染，因此这也是目前为止效率最高同时又最为环保的发电装置。

由于燃气轮机无须大量的冷却水，而建设坑口电站正是水源十分困难的区域，因此建设燃气-蒸汽联合循环电站，可以适应于缺水区域以及坑口电站的需要。一般比相同功率的电厂节约近50%的水量。

燃气-蒸汽轮机联合循环发电装置是通过余热锅炉、燃气轮发电机组以及汽轮发电机组等几个部分构成。燃气轮发电机组以及余热锅炉全部是户外设置。同时在制造厂中完成了最大可能的匹配。而且也会按照用户需求，分简单循环和联合循环等阶段的建设，利于资金周转与融资的流通。燃气轮发电机组从设备运至安装现场到完成验收试验具备投入运行条件，通常只需150天。联合循环电厂因为不需要太大的面积、输煤以及除灰渣等设施，因此占地面积较少。除汽轮机外，电厂无须大型厂房，建筑面积相对减小，土建费用低而且燃气轮机电站无须大量冷却水，能够降低冷却水量的供应量，从而节约厂用电量。这对干旱缺水区域特别重要。而且，联合循环电厂自动化控制水平较高，通过先进的集散式控制机制，操作工作者能够降低工作量。

国内燃气轮机以及联合循环发电装置技术的发展较早，可能和世界发达国家相差无几。早在20世纪50年代就已开始研制，且在四川构建了一套13MW的联合循环电站。直到80年代中叶，伴随国民经济的增长，燃气轮机电站的构建开始得到迅猛的发展，主要针对石油、石油化工以及电力等领域，同时燃气-蒸汽联合循环电站也开始得到全面发展，依附于“开发与节约并重”以及“保护环境”的原则，燃气-蒸汽联合循环发电装置在我国有非常好的发展前景。

3 结语

燃气-蒸汽联合循环能够有效的应用在电网的调峰以及备用机组；冶金、炼油、化工等领域的余热利用；能源匮乏的东南沿海区域以及有天然气资源的

区域。

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作者简介：潘干忠（1977-），男，广东新兴人，广东惠州天然气发电有限公司助理工程师。

（责任编辑：秦逊玉）