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燃气轮机发电厂

/gas turbine power plant/
条目作者电佰

电佰

最后更新 2022-01-20
浏览 1386
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用燃气轮机带动发电机或者用燃气轮机与蒸汽轮机共同带动发电机的火力发电厂。前者称为简单循环发电厂,后者称为燃气-蒸汽联合循环发电厂。

英文名称
gas turbine power plant
所属学科
电气工程

燃气轮机发电厂主要燃用液体燃料(柴油、重油、渣油和原油)或气体燃料(天然气、焦炉煤气、高炉煤气、液化石油气、炼油厂气和煤层气等)。

燃气轮机发电厂主要分为简单循环发电厂和燃气-蒸汽联合循环发电厂两种类型。

①简单循环发电厂。单纯用燃气轮机驱动发电机的火电厂。鉴于简单循环发电厂的热效率较低,所以已很少采用燃气轮机发电厂,而采用热效率更高的燃气-蒸汽联合循环发电厂。

②燃气-蒸汽联合循环发电厂。燃气轮机与蒸汽轮机共同带动发电机的火电厂,是燃气轮机发电厂采用的主要型式,发电热效率可达60%。燃气-蒸汽联合循环发电厂主要用作电网调峰,也可携带中间负荷和基本负荷,年利用小时数2000~6000小时,年启动次数20~100次。

燃气轮机发电厂的主要设备有燃气轮机、余热锅炉、汽轮机、发电机等,系统流程见图。辅助系统有调节控制系统、润滑油系统、液压油系统、雾化空气系统、启动和盘车系统、通流部分的清洗系统、灭火消防系统、水处理系统、冷却水系统和燃料系统等。当燃用原油、重油和渣油时,还应专门设置水洗除盐和添加抗钒盐腐蚀抑制剂的油处理系统;当燃用天然气时,一般在厂内设调压站,经过滤、调压后接入燃气轮机天然气前置模块,厂内不设储存设施。

燃气-蒸汽联合循环发电厂系统流程图燃气-蒸汽联合循环发电厂系统流程图

与燃煤蒸汽动力发电厂及内燃机发电厂相比,燃气轮机发电厂具有设备简单、占地少、启动时间短等特点:

①与燃煤蒸汽动力发电厂相比,燃气轮机发电厂的设备简单,占地少,基建时间短(1~2年内能建成投产,集装箱式燃气轮机发电厂可在4~8个月内建成投产),用水少(仅为同容量燃煤蒸汽动力发电厂的50%~70%),可以实现无外电源的启动,启动时间短(即使是联合循环机组,从热态启动到并网满载也能在20~30分钟内完成),污染物排放少,便于在电网中做调峰机组。

②与内燃机发电厂相比,燃气轮机的结构简单,零配件少;运行平稳;润滑油消耗少;NOx等污染排放物少;单机功率大,在高原地带使用时功率递减较少。

燃气轮机从20世纪50年代开始应用,由于当时机组的单机容量小,热效率较低,因而只能作为紧急备用电源和调峰机组使用。中国于1965年引进第1台GT120燃气轮机发电机组,铭牌功率为5万千瓦。20世纪80年代后,燃气轮机的单机功率和热效率有了很大提高,特别是燃气-蒸汽联合循环技术渐趋成熟,污染物排放量低,CO2的排放量只为等容量燃煤蒸汽动力发电厂的56%,其总的技术经济指标、安全运行指标及污染排放指标都优于装有烟气脱硫装置和烟气脱硝装置的超临界燃煤电厂。

①不断向高参数、高性能、大型化方向发展。由于燃气轮机热力循环的固有特点,其热力性能(热效率、比功)是随着透平初温上升而提高的,不断提高热力参数以提高性能一直是燃气轮机发展的主要趋势。随着大型燃气轮机技术的发展,燃气初温已达1427~1600℃,单机功率已达375兆瓦,净热效率为40%;而燃气-蒸汽联合循环单轴机组容量已达570兆瓦,净热效率可达60%。世界范围内燃气轮机技术发展较快的国家主要有美国、日本和德国。

②重视系统集成,不断向更高的能源综合利用效率方向发展。系统集成技术对提高燃气轮机发电厂整体性能同样重要,也是燃气轮机发电厂发展的趋势之一,热、电、冷三联供技术是其最好的体现,其能源综合利用效率高达70%以上。

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