联合循环发电厂(带PDF)

什么是组合循环电厂?

A 联合循环发电厂 是一个高效的发电单元。它们是最干净和高效的。组合循环发电的过程从废气中恢复温度并利用发电中的热量。据信,它们从相同的燃料消耗中产生大约50%的电力。因此,组合的循环发电厂与传统的循环发电厂是经济的。

介绍联合循环发电厂

在组合的循环发电厂(图1)中,电力由两个涡轮机产生;燃气轮机和够力七星彩轮机。燃气轮机由燃料(Brayton循环)的燃烧产物操作,而够力七星彩轮机(朗肯循环)由HRSG产生的够力七星彩从离开燃气轮机的废气的热含量操作。

提供了名称组合的循环发电厂,因为燃气轮机根据Brayton循环操作,并且够力七星彩系统根据朗肯循环运行。因此,两个循环结合产生功率。图1下面示出了组合循环发电厂的示意性概述。

组合循环发电厂的原理图
图1:组合循环发电厂的示意图

燃气轮机循环在高温区域中工作。一旦工作由Brayton循环产生,排气热量被路由到附近的够力七星彩轮机,以通过朗肯循环产生额外的功率。图2下面显示了布雷顿和朗肯循环。

布雷顿&组合循环发电厂的兰宁循环
图2:布雷顿&组合循环发电厂的兰宁循环

组合循环发电厂的组件

组合循环发电厂的主要组件是

  • 燃气轮机(GT)
  • HRSG或热回收够力七星彩发生器
  • 够力七星彩轮机和
  • 其他配件或相关项目。

燃气轮机

组合循环发电厂中的燃气轮机将天然气或流体转化为机械能。简单的燃气轮机具有三个部分:压缩机,燃烧器和动力涡轮机。它在布雷顿周期校长上运营。燃气轮机的工作哲学很简单。压缩空气与燃料混合,然后在恒定压力下燃烧。然后热气体流过涡轮机以产生工作。

HRSG或热回收够力七星彩发生器

HRSG(图3)从燃气轮机放电接收废气。在相对于够力七星彩/水线圈相对于够力七星彩/水线圈流动的废气,通过将热量传递到够力七星彩/水来冷却。堆叠的烟气温度约为110℃。如果燃料气体非常干净和硫,则可以使用较低的温度93°C。

HRSG类似于热交换器,其中壳体携带烟道气,管侧携带够力七星彩或水。它还具有锅炉的特性,因为存在够力七星彩鼓,其中产生的够力七星彩在进入过度垫片之前与沸水分离。

根据烟道气路径的方向,HRSG可以是水平的或垂直的。水平HRSG最常见。垂直的主要被限制在空间非常紧的安装。

HRSG压力和温度水平

根据植物的大小,HRSG可以具有一个,两个或三个压力水平。

  • 对于200-400 MW的植物尺寸,所使用的压力水平是HP,IP和LP。
  • 植物降至30-60兆瓦通常具有两个压力水平(HP和LP),
  • 较小的单位只有一个压力水平。有时,具有三个压力水平,LP部分仅产生饮料所需的够力七星彩。
  • 以下管堤用于每个压力水平(从GT排气开始):1)够力七星彩过热剂,2)蒸发器和3)节能器。
热回收够力七星彩发生器
图3:HRSG

HRSG设计特色

有时,空模块插入大HRSG的烟道气管中,其中烟气温度为350-380°C,这可以在将来用于安装选择性催化还原单元以进一步NOx削减。有时,将用于未来加成CO减少的氧化催化剂的阀芯件被包括与SCR相同的目的,并且位于相同的位置。

烟道气体路径上的HRSG上的压降在200-375 mm水柱范围内。该压降是GT的背压,分别为其产生的功率和EF效率,分别为1和2%。 HRSGS设有一组电机操作阀,该阀门安装在够力七星彩和水线中。

供应器的给水入口线也设有开/关断阀。具有这些关闭阀通过关闭所有入口和出口线来允许HRSG的“装瓶”,从而将锅炉预期在关闭时段被短时间内。额外的电动机阀门用于远程,并自动操作超级精灵器中的排水管。

HRSG还包括加压污水罐和大气吹除油箱,也配备了化学喷射泵,以维持水和够力七星彩化学规格。 HRSG还配备有氮气连接,用于清洗(干燥铺设),以防止在长期关闭时段的情况下防止腐蚀。

汽轮机

在组合循环发电厂中的够力七星彩轮机从够力七星彩中提取能量并将其转换为工作,旋转涡轮机的轴。来自够力七星彩的够力七星彩涡轮机提取物的能量取决于机器上的焓滴。

够力七星彩的焓是其温度和压力的函数。作为入口和出口温度和压力是已知的,可以使用Mollier图来确定可用的能量。够力七星彩轮机(图4)尺寸范围从几千瓦到超过1000兆瓦。

汽轮机的操作控制模式

汽轮机以三种控制模式运行:

  • 固定压力模式 - 低于50%负载,对应于活够力七星彩压力的约50%,够力七星彩轮机将以固定压力模式操作。在这种操作模式下,来自够力七星彩发生器的压力保持恒定,由主控制控制 在汽轮机未采用所有产生的够力七星彩的情况下,够力七星彩发生器的压力由旁通阀控制。
  • 滑动压力模式 - 达到50%负载时,主控制阀完全打开。随着燃气涡轮机负载的增加,够力七星彩轮机将在滑动压力模式下操作。在这种情况下,活够力七星彩压力与够力七星彩流量成比例地变化。
  • 负载控制 - 当发电机与网格同步时,其频率由网格控制。涡轮机控制器通过调节够力七星彩流来保持基准。
汽轮机
图4:够力七星彩轮机

组合循环电厂的其他配件

空气冷却冷凝器

空气冷却够力七星彩冷凝器(ACC图5)从涡轮机旁路冷凝涡轮机排气够力七星彩或脱模够力七星彩。收集在够力七星彩/冷凝物倒档中的冷凝物在重力下排水到冷凝水箱,从冷凝水萃取泵泵送到水平控制上的锅炉系统。

涡轮机背压由在ST排气上的压力变送器控制的风扇控制。压力变送器在过压的情况下保护ACC。控制系统将许多风扇调制成操作和风扇速度和够力七星彩隔离阀位置以满足背部压力设定点。

主够力七星彩管道中的温度变送器保护冷凝器免受过热。

空气冷却冷凝器
图5:空气冷却冷凝器

冷凝系统的类型

用于组合循环发电厂的冷凝系统的选择基于环境条件而变化。它们分为以下类别:

  • 水冷表面冷凝器和湿凝固系统
  • 气冷凝器
  • 替代冷凝系统

空气提取系统

  • 必须在够力七星彩之前从冷凝器抽空,在启动(摇动过程)之前,必须从冷凝器抽空,并且应在正常操作期间连续去除(保持过程)
  • 摇动过程 - 对于呼吸过程,要求在30分钟内从大气压(946毫巴(A))至250毫巴(a))尽快降低压力。
  • 持有过程 - 一旦真空建立并且在正常操作期间,卸嘴萃取滑块被关闭,只有一个保持真空套连续去除不可凝聚力。

旁路堆叠和分流器

在某些情况下,当发电是必须的,应该可以在开放的循环中运行燃气轮机并将烟气气排放到大气中而不是将其发送到HRSG,而不管总体的效率如何。这需要旁路堆栈和一个关闭HRSG路径的分流器,并通过旁路堆叠打开到大气中。

分流器在HRSG的发散锥之前连接到GT排气管道,这意味着GT必须满足植物排放限制,因为HRSG中的任何SCR也被绕过。分流器的节流也可用于控制HRSG中的够力七星彩产生。这种配置很少见。

精心设计的转向器的最重要特征是其能够在所有操作条件下将烟道气完全从旁路堆栈切换到HRSG。

联合循环发电厂辅助系统

锅炉供给水泵:

LP滚筒可用于在水平控制上馈送锅炉给水(BFW)泵,如三个元件控制系统中所述。如果有HP和IP部分,则BFW泵可以是多级离心泵,具有IP部分的中间放电。泵的HP放电喷嘴上的自动最小流量旁路,三通雅源阀用于最小的流动保护。

旁路系统:

在启动时,将够力七星彩轮机的过热够力七星彩旁路到冷凝器,St ST关闭和负载排斥。旁路装置包括

  • HP旁路从HP标题到IP标题(如果实施重新加热,则冷再热侧)
  • IP旁路从IP标题(如果在再加热的情况下,则热再加热侧)到冷凝器。
  • LP旁路从LP标头到电容器。

每个旁路需要压力降低和用锅炉给水或冷凝物进行冷热,以满足下游冷凝器条件。

吹坦克:

为了保持所需的够力七星彩纯度,够力七星彩鼓中的小百分比(1-3%)水被排出到连续污水。

对于大型锅炉,HP和IP够力七星彩鼓的压力吹风罐耗尽。此外,还提供了大气吹除罐以从吹气罐接收水,从LP鼓和HP和IP鼓中的吹气。

脱矿质化工厂:

在脱矿质植物中产生了在正常操作期间产生HRSG和作为化妆水所需的水。脱矿质植物通常由其自己的PLC控制,该PLC与DCS接口,但有时由工厂DCS系统直接控制。

脱矿质水储存在罐中,该罐中应大小大幅大,以在生产中破坏时提供水。它还应该储存足够的水来供应管道预先吹动阶段的管道所需的数量,而无需等待新水的生产。这一考虑可以是拆除脱矿储水箱的尺寸的基础

闭路冷却水:

如果使用空气冷凝器,则闭路冷却水系统变得更小,因为植物其余部分所需的水量是水冷凝器所需的相对较少的百分比。 CCCW的用户是涡轮发电机,冷凝水和供给水泵,采样系统等。

燃气轮机的其他辅助部件可以是

  • 齿轮箱
  • 中间冷却器热交换器
  • 再生热交换器
  • 补充烧制系统

启动 联合循环发电厂哲学

启动组合循环发电厂的主要关注是避免对缩短其生命的机器的热应力并产生不安全的条件。这一考虑延长了启动的时间,而经济学要求在最低可能的时间和最低燃料消耗中进行启动。

每个主要工厂设备的制造商都为其机器设定了要求。该过程设计工程师应将这些要求与自己的要求结合起来,以达到启动程序,以最大限度地减少整体启动时间。

燃气轮机是组合循环发电厂中最快的起始分量。达到同步速度需要大约不到10分钟。

合并的循环发电厂的HRSG具有热惯性,快速加热可能导致高热应力,这会影响HRSG的寿命。在HRSG中,如果加热快速完成,HP够力七星彩滚筒最容易受到热应力的积聚。为了避免这种可能性,滚筒以受控的方式加热。热应力显影的幅度取决于温度差,这又取决于材料,操作压力,材料的厚度。

通过控制滚筒内的压力,可以有效地控制温度差。如果一定的温差接近设计限制,则可以通过保持压力常数在该水平上控制。这由恒定压力/温度线表示。

通过在减少负载下操作GT来控制热输入。一种气体侧旁路系统,其将部分热的GT气体转移到大气中也用于控制到锅炉的热量。

HRSG启动,没有气体旁路阻尼器:

如果要最大化,则组合循环发电厂的GT和HRSG直接连接,如果要最大限度地,则不会绕过旁路阻尼器,并且没有简单的循环操作。在某些情况下,可以在GT运行时运行HRSG'干燥'或不会产生够力七星彩。通常,这需要在GT排气温度的设计和限制方面需要额外的限制。

HRSG启动燃气旁路阻尼器:

阻尼器可以控制气流到HRSG,部分气体在工作温度通过HRSG。因此,通过允许通过HRSG所需的气体,可以在所需的水平处保持够力七星彩产生和鼓压的量

大多数阻尼系统具有有限的调节能力。因此,仍需要排气或绕过够力七星彩,但所需的容量和时间可能较少。当需要在简单的循环中运行工厂时,必须使用旁路阻尼器。

IP和LP滚筒的加热和这些鼓中的够力七星彩产生并不有多关注,因为它们在低压下操作并具有低容量。

汽轮机热身:

组合循环发电厂的够力七星彩轮机具有最多质量的质量,并且具有更厚的横截面的部件。因此,它需要最长的温暖正常运行时间。热身通常需要三到五个小时。由于够力七星彩涡轮机启动需要更长时间,如果提供够力七星彩以获得预热,则需要在低负荷操作处保持更长的时间。

启动情景的各种组合对于电厂来说是可行的。这些主要由启动时间中每个组件的温度决定。例如

  • “冷”状态意味着该部件在室温下,一直处于相当长的时间,通常是几天。
  • 当单位下降几个小时时,“温暖”开始结果,大部分热量都不会丢失。
  • 当单位在满载时为相当长的时间进行操作时,当单位关闭时,会发生“热”开始。

组合循环发电厂的燃料

结合循环发电厂可以使用以下方式燃料:

  • 天然气
  • 原油
  • 燃料燃料
  • 馏分馏分
  • 剩余油

然而,燃料制造了原油或剩余油,要求燃料处理设备额外的资本支出。此外,由于添加剂抵消存在的污染物的添加剂的额外运营成本,该操作会受到困扰。燃料类型和操作模式决定了维护间隔和所需的维护工作量。

组合循环发电厂的优点

组合循环电厂的主要优点是:

  • 增加整体植物效率: 植物效率增加了50%或更多
  • 降低投资成本: 与传统的够力七星彩发电厂相比,投资成本降低了30%。
  • 降低水需求。
  • 分阶段安装是可能的。
  • 全自动操作,所以需要更少的员工。
  • 较低的环境影响。
  • 高度可靠灵活
  • 可以快速启动并关闭。
  • 降低维护和安装成本。
  • 最低的全球变暖效果
  • 较低的建筑时间。

联合循环发电厂的缺点

组合循环发电厂的少量缺点是:

  • 技术复杂且昂贵,增加了初始投资。
  • 部分负荷需求的效率差。
  • 为了在高温和压力下操作,需要特殊金属。
  • 有限的燃油切换能力。
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Anup Kumar Dey

我是一名机械工程师转向管道工程师。目前,我在一名高级管道压力工程师中工作。我对博客非常激烈,总是试图做独特的事情。本网站是我对博客世界的第一个冒险,目的是与世界各地的其他管道工程联系起来。

3 thoughts on “联合循环发电厂(带PDF)

  1. 感谢您分享电厂中排气沉默器的许多优势。我从来不知道消音器用于确保电厂有效地运行。这是一个有趣的点,我可以与他人开始对话。

  2. 谢谢你解释 -
    组合循环发电系统的组件,
    三种控制模式的汽轮机操作,
    基于环境条件等的冷凝系统
    喜欢你的写作技巧!

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