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燃气―蒸汽联合循环蒸汽系统节能优化探讨

[摘 要]燃气-蒸汽联合循环发电机组凭借循环热效率高、经济环保等优点，获得了行业的普遍认可。联合循环系统热效率的提高主要是通过蒸汽系统对低品位热能的利用实现的，蒸汽系统的运行性能直接影响整个燃气-蒸汽联合循环系统的运行安全和生产效率。本文主要就燃气-蒸汽联合循环中蒸汽系统的节能优化和机组的日常维护进行探讨。

[关键词]燃气―蒸汽联合循环；余热锅炉；燃气轮机；优化；维护

中图分类号：TM603 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01 一、联合循环系统

燃气-蒸汽联合循环发电机组由燃气系统和蒸汽循环系统两部分组成。其燃气循环系统由燃气-蒸汽联合循环发电机组中的燃气轮机和燃气轮机辅助设备组成；蒸汽循环系统由燃气-蒸汽联合循环发电机组中的蒸汽轮机、循环泵、余热锅炉及相关辅助设备组成。联合循环系统发电流程如图1所示：

燃气-蒸汽联合循环发电系统的工作原理是根据

能量的梯级利用原则，首先将高品位的热能用于燃气循环系统发电，然后由燃气轮机排出的高温烟气进入余热锅炉产生高温蒸汽用于蒸汽循环发电。由此看出，蒸汽循环系统由燃气-蒸汽联合循环发电系统充分利用了高、低品位的能量，具有很高的能量利用效率。另外，燃气-蒸汽联合循环发电机组还具有建设周期较短、占地面积小、清洁环保、启动运行快等优点。 二、燃气-蒸汽联合循环系统效率分析 燃气-蒸汽联合循环发电机组的功率由燃气系统的发电功率和蒸汽循环系统的发电功率两部分组成。 假设燃气系统的发电功率为，有

通过对燃气-蒸汽联合循环效率分析知，燃气轮机发电机组所提供的功率大约占联合循环发电总功率的2/3，而蒸汽循环发电机组提供的功率也占到了联合循环发电总功率1/3。因此，在联合循环电厂建设时不能只注重考虑燃气轮机的高效率，还要着重考虑蒸汽循环系统中蒸汽轮机的效率和余热锅炉的效率问题。 三、余热锅炉热力参数优化

余热锅炉作为联合循环蒸汽系统中的一个关键设备，它吸收上级设备燃气轮机排出气体所携带的热量，并将这部分热量通过水蒸气传递给下级设备蒸汽轮机用于做功，是联合循环系统中的连接枢纽。因此，对

余热锅炉的性能优化是蒸汽系统优化的关键。 首先，从影响余热锅炉热效率的热力参数进行分析。蒸汽循环过程中汽水参数是余热锅炉的主要热力参数，包括锅炉入口烟气的、流量、温度和压力，使之稳定在一定范围内对整个燃气-蒸汽联合循环的循环效率至关重要。理论上，自然循环的无再热、三压余热锅炉，其高压蒸汽的流量和压力，随着排气温度的升高而升高；其低压蒸汽的流量和压力随着上级燃气轮机的排气量的增大而增大，随着排气温度的升高没有明显变化。

实际生产中经常出现这样的情况，尽管燃气轮机的排气流量、温度都比设计值高，而余热锅炉高压蒸汽流量、温度和压力却低于设计值，严重影响整个联合循环系统的循环热效率。造成这种现象的原因有多种：

i.节点温差（蒸发器入口与蒸发器中饱和水温度的差值）设计不当。减小节点温差可以提高余热锅炉的废热回收率，降低烟气排空温度，达到提高整体循环效率提高的目的。因此，可以通过合理选择循环水压力以获得适当的节点温差，提高燃气-蒸汽联合循环的循环效率。

ii.接近点温差（省煤器出口水温与相应饱和水温