内容发布更新时间 : 2024/12/23 6:26:01星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

对外界的散热而把透平中工质的膨胀作功过程当作绝热过程。在这一过程中，工质与外界只有机械功的传递而没有热量的交换。在没有摩擦等不可逆现象的情况下，透平中的膨胀可以看作是理想绝热过程。

燃气轮机排气经排气管道和烟囱排入大气，在大气中自然放热，温度降低到环境温度，也就是压气机进口空气的温度，当忽略排气系统压力损失时，在这一自然放热过程中，压力不变，因而是一个定压放热过程。

以上四个过程，即压气机中的理想绝热过程，燃烧室中的定压加热过程，透平中的理想绝热过程和排气系统中的定压放热过程，就组成了燃气轮机理想开式简单循环，我们把压气机进口处空气的状态参数等一律以下标\”表示，压气机出口即燃烧室进口状态以下标\表示，燃烧室出口即透平进口状态以下标\表示，而透平的排气状态用下标\表示。将该循环表示在压容图和温墒图上，见下图：

（压容图） 温（焓）熵图

第三节 燃气——蒸汽联合循环 如前所述，采用简单循环热效率为

30％左右，主要原因是燃机排气热量的

损失。通常燃气轮机排气温度相当高，一般在470℃~580℃左右，而中压汽轮机所用新蒸汽的温度在360℃~450℃，因此，完全可以利用透平排气余热在余热锅炉中将水加热变为中温中压的过热蒸汽，将此蒸汽引入汽轮机膨胀做功。冷凝式汽轮机的排汽温度很低，一般在30℃~40℃，因此，将燃气轮机和汽轮机联合起来工作，这就相当于一台在T3很高而T4很低热源之间工作的热机，其循环效率必定较高。因此，这是提高燃气轮机热能利用率的一个重要途径。基于这个思想，产生了不同形式的燃气-蒸汽联合循环。 一、蒸汽轮机循环

为了介绍燃气-蒸汽联合循环，我们需先介绍一下汽轮机循环。最简单的汽轮机循环如下图所示：

整个系统由锅炉，汽轮机，冷凝器和给水泵组成。给水泵将水供入锅炉中，加入燃料燃烧，把水加热成过热蒸汽。在理想情况下，水变成过热蒸汽是定压加热过程。高温高压蒸汽由锅炉出来进入汽轮机，在汽轮机中膨胀作功，在理想情况下为等熵膨胀过程。从汽轮机出的蒸汽其压力和温度部大大降低了，迸入冷凝器后，冷却变成凝结水。在理想情况下这是一个定压放热过程。凝结水经给水泵增压后进入锅沪，这是个绝热增压过程。这就是蒸汽轮机循环，循环的温墒图如上图右边。这种简单的蒸汽动力装置的理想循环叫朗肯循环。 二、燃气-蒸汽联合循环

联合循环燃气轮机的方案有多种，·找们介绍最常用的一种燃气轮机配合余热锅炉的联合循环方案。这是以燃气轮机为主的联合循环方案。它把燃气轮机排气直接送入余热锅炉，产生蒸汽，驱动汽轮机作功。余热锅炉是一种气水、气汽两种热交换器的组合件。炉内一般不再喷入燃料燃烧。水在锅炉内由燃气轮机排气加热变为饱和蒸汽，再进入过热器变成过热蒸汽。因此，蒸汽参数及蒸汽轮机的容量取决于燃气透平的排气参数和流量，通常汽轮机的容量约为燃气轮机容量的

30%~50%，粗略考虑可当作三分之一～二分之一。在通常燃气轮机排气参数下，得到的是中温中压的蒸汽，其压力约10~40bar，蒸汽温度为300℃~480℃。

如上左边给出了这类联合循环方案的示意图，右边为联合循环装置理想循环的温熵图。从图中可以看出，透平排放给大气的热量可用面积14SS4S11表示。当采用燃气－蒸气联合循环后，排放给大气的热量就减少了相当于汽抡机过程所包围的那一块面积abcdea所表示的热量。毫无疑问，联合循坏的效率将显著提高。燃气轮机排气引入余热锅炉，会使透平后的排气压力力略有增加，与直接排入大气相比，燃气轮机功率会略有下降，但下降得很少。而从蒸气动力循环中可以得到相当于燃气轮机容量1/3~1/2左右的功率，这一部分功率是联合循环的收益。 出于燃气-蒸汽联合循环在不增加燃料供给量的情况下可以增加出力1/3甚至更高，所以被广泛采用。近年来得到很快的发展。GE公司刮\型燃机的出现，是该公司多年强大的科研工作结下的硕果。1987年研制成的PG7201F燃气轮机发电机组，6OHz,输出功率159MW,单机热效率达35.9％，随后将7F系列的燃气轮机模块放大而成的PG9281F型,5OHz，功率增加到212.2MW,热效率34.1％，由他们组成的F型联合循环S107F的热效率高达55.4％，而S109FA其热效率也可达49％。

远高于先进的汽轮机电厂的热效率。由于联合循环电厂的初期投资、占地面积，建没周期等比同等功率的汽轮机电厂少的多，因而，联合循环机组已经成为燃油