燃气轮机联合循环配套余热锅炉
燃气-蒸汽联合循环余热锅炉吹管方法及标准比较分析
燃气-蒸汽联合循环余热锅炉吹管方法及标准比较分析 发表时间：2019-06-04T11:17:14.777Z 来源：《电力设备》2019年第2期作者：郭勇何宽[导读] 摘要：介绍了单元制和母管制联合循环机组吹管概况，对国内外余热锅炉冲管的方式、流程、参数及标准要求进行说明．分析了冲管过程中燃机负荷及锅炉关参数的控制，总结说明余热锅炉吹管的方法及标准,提出了联合循环机组三压及两压余热锅炉吹管中采取的一些技术措施及要求,以此为国内外不同项目中同类型机组的调试和运行提供参考。 (中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司陕西省西安市 710000) 摘要：介绍了单元制和母管制联合循环机组吹管概况，对国内外余热锅炉冲管的方式、流程、参数及标准要求进行说明．分析了冲管过程中燃机负荷及锅炉关参数的控制，总结说明余热锅炉吹管的方法及标准,提出了联合循环机组三压及两压余热锅炉吹管中采取的一些技术措施及要求,以此为国内外不同项目中同类型机组的调试和运行提供参考。关键词：燃气-蒸汽联合循环机组；余热锅炉；蒸汽吹洗； 0引言 随着电力市场的发展及环境要求的提高，越来越多的清洁能源被应用到电力市场发展当中，尤其对于城市环境的要求，采用天然气燃烧技术供暖已经逐渐开始取代传统燃煤供热电厂，燃气联合循环机组将被更多的投入到城市供暖工程当中，另外国外尤其中东地区由于资源丰富，随着经济的发展，越来越多的燃气联合循环机组投入建设，余热锅炉是燃气联合循环机组的重要部分，而锅炉吹管作为机组调试期间的重要试运项目，对后期机组的稳定运行有着重要的意义。目前我国《2013火力发电建设工程机组蒸汽吹管导则》中对余热锅炉吹管方式进行了简单描述，并未具体进行说明，本文中重点对约旦萨玛瑞四期燃气联合循环机组余热锅炉吹管进行说明，并总结国内吹管经验，对燃气联合循环机组余热锅炉吹管方式，流程，注意事项及不同标准要求进行详细说明，为国内外不同项目中同类型机组的调试和运行提供参考依据。 1.设备概况 约旦萨玛瑞四期联合循环项目为 70MW 燃气机组联合循环部分扩建项目，机组采用一拖一形式，现有单循环部分为 Alstom GT13 型号燃机；联合循环扩建部分余热锅炉、汽轮机、空冷岛及部分 BOP 系统。余热锅炉为1台Nooter/Eriksen 三压再热、无补燃、整体式除氧器、卧式、自然循环余热锅炉。在燃机燃气模式下锅炉最大负荷相关参数如下：高压蒸汽参数：压力11.62MPa，温度509.3℃，流量43.9kg/s；中压蒸汽参数：压力3.11MPa，温度323.4℃，流量12.42kg/s；再热蒸汽参数：压力2.96MPa，温度509℃，流量52.566kg/s；低压蒸汽参数：压力0.45MPa，温度266.4℃，流量10.52kg/s； 2.吹管标准 《2013火力发电建设工程机组蒸汽吹管导则》中要求，过热器再热器的吹系数应大于1.0；过热器出口和再热器出口应分别装设靶板；靶板宽度应为靶板安装处管道内径的8%且不小于25mm，厚度不小于5mm，长度纵贯管道内径，靶板表面粗超度应达到Ra100；选用铝制材质靶板，应连续两次更换靶板检查，无0.8mm以上的瘢痕，且0.2mm～0.8mm范围的瘢痕不多于8点，采用钢、铜或其它材质的靶板，验收标准应参照制造厂的要求执行。德国《VGB-S-513e》标准要求，余热锅炉吹管需采用稳压的连续吹洗，打靶时必须有效打靶10～20min，靶板验收要求打靶时靶板处蒸汽流速达到200m/s，吹管系数大于1.2，靶板一般选用碳钢板（St 37），要求室温下硬度应为140～140HB之间，靶板宽度为40mm，长度为0.85倍的管道内径，厚度为6mm，每40×40mm的区域内，无大于1mm以上的瘢痕，大于0.5mm的少于4个，大于0.2mm的少于10个，若选用其它材质作靶板时，其硬度按照VGB标准的相关要求执行。 3.吹管方法 国家能源局发布的2013版《火力发电建设工程机组蒸汽吹管导则》中，锅炉蒸汽吹管按照能量形式分为降压吹管和稳压吹管，按照系统吹洗步序可分为一段吹管和两段吹管，其中一段吹管将过热器、主蒸汽管道和再热器冷段管道、再热器、再热器热段管道串联吹扫，一步完成吹扫方式；两段吹管指先吹扫过热器及主蒸汽管道，再将过热器、主蒸汽管道与再热器冷段管道、再热器、再热蒸汽管道串联，分两步完成的蒸汽吹扫方式。目前国内锅炉吹管一般都采用一段吹管方式；直流锅炉宜采用稳压吹管，稳压吹管时应采用一段吹管方式；采用一段吹管时应在再热器前加装集粒器，而采用两段吹管时，应在主蒸汽系统吹扫靶板检验合格后，方可进行第二阶段再热蒸汽系统吹扫。 VGB中锅炉吹洗按照吹洗介质可分为两种方法，分为压缩空气可蒸汽进行吹洗，对于没有补燃的余热锅炉吹管，应该采用连续吹洗的方式，将启动和停止次数减少到最小，对于有补燃的余热锅炉，尽量减少燃机的启动和停止次数；连续吹洗的时间主要取决于除盐水的储存和供应流量，连续吹洗时的最小蒸汽流量应当至少满足吹洗系数的要求,VGB中要求吹管系数1.2 联合循环燃气轮机发电厂简介 联合循环发电：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的 循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的MS9001E然气轮机，其热效率为33.79%,余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。1．燃气轮机 1.1 简介燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机,它的结构与飞机喷气式发动机一致,也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分： 1 、燃气轮机（透平或动力涡轮）； 2、压气机（空气压缩机）； 3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气,压缩后送入燃烧室,同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合,在定压下 进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工,推动动力叶片高速 旋转,乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命 周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机,轻型燃气轮机为航空发动机的转型,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃 气轮机为工业型燃机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产。埕岛电厂采用的 MS9001E燃气轮发电机组是50Hz, 3000转 /分,直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早 于 1987年投入商 业运行，基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW热效率为 33.79%,排气温度539C，排气量1476X103公斤/小时，压比为12.3，燃气初 补充 2004年5月4日，摘自焦树建《燃气－蒸汽联合循环》 1．余热锅炉设计时节点温差和接近点温差的选择 节点温差的选择关系到余热功率的效率和投资费用，要加以权衡。 减小节点温差，锅炉效率提高，可以更多的回收热量。但是，投资费用增加，并且锅炉换热面积的增加还会使燃气轮机排气阻力增加，减少燃气轮机的功率，这就会导致联合循环效率有下降的趋势。因此，必须从整个联合循环的效率和经济性两方面加以全面考虑。 当进入余热锅炉的燃气温度随燃气轮机负荷的减少而降低时，接近点温差将随之减少。如果在设计时接近点温差取得过小或未加考虑，则在部分负荷工况下，省煤器内就会发生部分水的汽化，这将导致省煤器管壁过热和故障。另外，接近点温差的选择也关系到省煤器和蒸发器换热面积的设计。这样，必然存在合理的选择接近点温差的问题。 图12.4和12.5给出了当接近点温差选定后，随着节点温差的变化，余热锅炉相对总换热面积、相对排气温度、相对蒸汽产量、相对总投资和相对单位热回收费用的变化规律。这些相对值都是以节点温差选为10℃时的数值作为比较标准。 图12.6给出了余热锅炉的相对总换热面积随接近点温差的变化关系。 图12.7给出了“单压的汽水发生系统”的余热锅炉的当量热效率与节点温差以及相对总换热面积之间的变化关系。 图12.4 的关系 图12.5 相对总投资费用和相对单位 热回收费用随节点温差的变化关系 不言而喻，倘若有意识地增大余热锅炉内燃气侧的流动速度，必然可以因换热效应的强化而使总换热面积有所减小，但是，这个措施却会导致燃气侧流阻损失的增大。图12.8中给出了相对燃气流阻与相对总换热面积之间的变化关系。 通过对上述图12.4至图12.8的分析，我们可以得到以下一些有益的结论： （1）由图12.4可知：当节点温差减小时，余热锅炉的排气温度会下降，燃气的放热量将加大，蒸汽产量会增加，而总的换热面积要增大。计算表明：传热系数基本上是不变的， 但省煤器与蒸发器的对数平均温差将大幅度地减小，致使余热锅炉的总换热面积会增大。余() x s g t f G T A ?=,,5 1. 从高温热源吸收热量：a-2-3-4-5-b-a； 对外做功：1-2-3-4-5-6-1； 向低温热源放出热量：a-2-3-4-5-b-a； 效率：对外做功：1-2-3-4-5-6-1与从高温热源吸收热量：a-2-3-4-5-b-a的间接比。 2. 可用能 不可用能 1 2 3 4 a b T S 从高温热源吸收热量：a-2-3-b-a； 对外做功：1-2-3-4-1； 向低温热源放出热量：a-1-4-b-a； 效率：对外做功：1-2-3-4-1与从高温热源吸收热量：a-2-3-b-a间接比。 3 和 4、从热力学角度看，汽轮机循环利用了蒸汽可在常温下凝结的特性，达到了较低的工质平均放热温度，但工质平均吸热温度不高。燃气轮机循环的工质平均吸热温度高，但工质平均吸热温度不低。 汽轮机发展方向：开发新材料以便把主蒸汽参数从亚临界水平逐步提高到超超临界水平；采用两次再热等手段改进热力系统及设备的设计。其中，主要方向为提高工质平均吸热温度。燃气轮机发展方向：提高燃气平均吸热温度。 5、燃气轮机是工作于高温区的一种热机，易于利用高品位的热量； 汽轮机是工作于低温区的一种热机，易于利用低品位的热量； 而联合循环按照热量梯级利用的原则将燃气轮机和汽轮机结合起来，可以将高品位和低品位的热量同时利用起来。由于联合循环同时利用了燃气轮机循环平均吸热温度高和汽轮机 循环平均放热温度低的优点，又同时克服了两者的缺点，所以可以达到较高的循环效率。 6、ISO 基本功率是指在国际标准化委员会所规定的ISO 环境条件下燃汽轮机连续运行所能达到的功率。ISO 环境条件：温度15℃，压力0.01013MPa 相对湿度60%。 7、燃气轮机与汽轮机同轴，共同驱动一台发电机的联合循环机组称为单轴机组； 燃气轮机与汽轮机不同轴，各驱动一台发电机的联合循环机组成为多轴机组。 8、前置循环是工作于高温区，输入大部分热量的循环，它会产生大量的余热； 后置循环是工作于低温区以前置循环的余热为主要热源的循环。 两者通常用换热设备耦合在一起，最广泛的应用是燃气——蒸汽联合循环。 9、最基本的三种联合循环形式：余热锅炉型、补燃余热锅炉型和增压锅炉型。 余热锅炉型： 2 1C GT B 燃料 3 G 4 G 5 6 HRSG 7811 P CC 10 ST 9 燃气轮机可用能2T s 4 3 1 611 7 5 8 9 10b d c a 汽轮机可用能 燃气轮机子循环：从高温热源吸收热量：a-2-3-c-a ； 对外做功：1-2-3-4-1； 通过余热锅炉传向谁的热量：b-5-4-c-b ； 向外界放出了热量：a-1-5-b-a ； 汽轮机子循环：从余热锅炉吸收的热量：b-6-7-8-9-d-b ，与面积b-5-4-c-b 相等； 对外做功：6-7-8-9-10-11-6；通过凝汽器向外界放出的热量:b-11-10-d-b ； 补燃余热锅炉型： P C G 12 B 燃料 84 HRSG GT 3 6 7 911 ST 5 CC 10G 燃料a 1 2b 11 65 7 T c d s 10 8 4 9 3 12 汽轮机可用能 燃气轮机可用能 增压锅炉型： P C G 12燃料 84 PCB GT 367 9 11ST 5 CC 10G 12 ECO 汽轮机可用能 1 a 211 b 65 7T 燃 机可用能 3 10 c d s 8 412 9 13 ( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 联合循环燃气轮机发电厂简介 (通用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process 联合循环燃气轮机发电厂简介(通用版) 联合循环发电：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的MS9001E燃气轮机,其热效率为33.79%，余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。 1．燃气轮机 1.1简介 燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机，它的结构与飞机喷气式发动机一致，也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分：1、燃气轮机（透平或动力涡轮）；2、压气机（空气压缩机）； 3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后 送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工，推动动力叶片高速旋转，乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机，轻型燃气轮机为航空发动机的转型，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高，主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机，其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、热电联产。 埕岛电厂采用的MS9001E燃气轮发电机组是50Hz，3000转/分，直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早于1987年投入商业运行，基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW，热效率为33.79%，排气温度539℃，排气量1476×103公斤/小时，压比为12.3，燃气初温为1124℃，机组为全自动化及遥控，从启动到满载正常时间为约20分钟，机组使用MARKⅤ控制和保护系统. 2. 锅炉概述及规范 2.1 锅炉概述 2.1.1 本锅炉是带烟气旁路系统、带凝结水加热器、自除氧、无补燃、自然循环、三压燃气轮机余热锅炉，与M251S型燃气轮机相匹配，为燃气--—蒸汽联合循环电站的配套主机。 2.1.2 本锅炉露天单层布置，锅炉本体和旁通系统均按七度地震烈度设防，锅炉正常运行时，各区段烟道均能承受燃机正常运行时的排气压力及冲击。 2.1.3 本锅炉严格按照中华人民共和国劳动人事部96年颁发的《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和我国现行的锅炉专业制造标准及技术条件进行设计和制造，确保产品的安全可靠性。 2.1.4 本锅炉适用于以高炉煤气+焦炉煤气为燃料的燃气轮机排气条件，亦可作为含尘量低的大流量中低温烟气余热回收设备。 2.1.5 本锅炉整体布置及各部件关键结构参照国际上同类型先进产品，结构设计合理，能适应燃气轮机快速启停的特性，确保联合循环发电机组长期、安全、可靠、高效、经济运行。 2.1.6 本锅炉为三压无补燃自然循环型燃机余热锅炉，带烟气旁通系统，由一台M251S型燃气轮机配一台锅炉。该锅炉主要由进口烟道、烟气调节门、旁通烟囱、过渡烟道、水平烟道、锅炉本体、出口烟道、主烟囱及烟道膨胀节、钢架、平台扶梯等部件组成。 2.1.7 系统单循环时，烟气经进口烟道、烟气调节门及烟气消音器后，从旁通烟囱排出；系统联合循环时，旁通烟囱由调节门关闭，烟气从调节门后依次流经过渡烟道、水平烟道，然后进入锅炉本体的烟道，进入锅炉本体的烟气依次水平横向冲刷高压过热器、高压蒸发器、高压高温省煤器、低压过热器、低压蒸发器、高压低温省煤器与低压省煤器、除氧蒸发器、凝结水加热器，最后经出口烟道由主烟囱排出。 2.1.8 锅炉本体由三个不同压力参数的独立系统组成。受热面采用标准单元模块 9E燃气轮机联合循环发电厂必须知道 1.有差无差系统 (1) 2.除氧装置 (1) 3.燃机转速代号和对应转速比例 (2) 4.省煤器的再循环管的主要作用有二点： (2) 5.电缆先放电验电再装设接地线 (3) 6.主变接线方式 (3) 7. 电机缺相运行的现象与原因 (3) 8. 9E燃机开停机过程中FSR的变化 (4) 9. 操作过电压 (5) 10. 发电机中性点0PT的作用，出现异常有何现象 (5) 11. 发电机运行过程中机端电压升高和降低有哪些危害 (6) 12. 发电机转子接地 (7) 13. 进相运行: (8) 14. 励磁控制系统的限制器的分类 (9) 15. 无功 (11) 16. 主励磁机为什么是100赫兹 (13) 1.有差无差系统 简单而言就是看是否能求稳态误差，如果能求则是有差系统，否则是无差系统。 2.除氧装置 本锅炉配置的除氧装置由除氧器、给水箱和汽水分离器三大部件组成。其中除氧器和水箱对给水起到了除氧和蓄水的作用，汽水分离器主要是负责对除氧蒸发器来的汽水混合物进行分离供除氧器除氧使用。 除氧器立式布置在除氧水箱之上，除氧器顶部设有配水管和14只喷嘴，凝结水经喷头雾化成水雾后与蒸汽充分接触后加热变成饱和水。此时水中绝大部分氧气及其他不凝气体由于再也无法溶解于饱和水中而被逸出，最后由除氧器顶部排气管排出，以此达到一次除氧效果。经一次除氧的水由布水盘均匀地淋洒到乱堆的鲍尔环填料表面，使其表面积再一次增大，与除氧器下部进来蒸汽充分接触以达到深度除氧的效果。 3.燃机转速代号和对应转速比例 4.省煤器的再循环管的主要作用有二点： 第一点，启动时省煤器内的水是不流动的，而热烟气不断流过省煤器，将热量传给省煤器内的水，这样就有可能使省煤器内水局部汽化。 第二点，某些运行条件下，当省煤器内水温太低，容易引起管外壁结露，特别是烟气中含有氧化硫或氧气都会腐蚀管子。提供温度高的循环水，可以提高省煤器内水温，防止腐蚀。 下载可编辑 .专业.整理. 型号：NG-M701F-R 锅炉设计说明书 编号：03569BSM/03570SM 版本：A版 杭州锅炉集团有限公司 （杭州锅炉厂） 20022005年52月 下载可编辑 一. 前言 二. 锅炉规范 1.燃机排气烟气参数（设计工况） 2.余热锅炉设计参数 3.锅炉给水和补给水品质要求 4.锅炉炉水和蒸汽品质 三. 锅炉结构 1.总体概述 2.锅筒及内部装置 3.过热器、再热器与减温器 4.蒸发器及下降管、上升管 5.省煤器 6.钢架和护板及平台扶梯 7.锅炉岛范围内管道及附件 8.进口烟道、出口烟道及主烟囱 9.膨胀节 10.保温、内护板和护板 11.检查门及测量孔 12.配套辅机 13.附表－受热面数据表 .专业.整理. 下载可编辑 一. 前言 燃气---蒸汽联合循环电站是目前国际上发展最快的发电形式，它具有发电效率高，建设周期短，操作运行方便，调峰能力强等优点，对我国的电力供应具有重大意义。这类发电机组有利于改善电网结构，特别适合用于地区调峰发电。 杭州锅炉集团公司为配合“西气东输”工程及广东液化天然气（LNG）引进工程，在多年自身开发研究制造燃气轮机余热锅炉的基础上，引进美国NOOTER/ERIKSEN公司全套燃气轮机余热锅炉设计技术，设计制造本套燃气轮机余热锅炉。 本余热锅炉为三压、再热、卧式、无补燃、自然循环燃机余热锅炉，它与PG9341FAM701F 型燃气轮机相匹配,是燃气---蒸汽联合循环电站的主机之一。本锅炉适用于以液化天然气等清洁燃料为设计燃料的燃气轮机排气条件，其主要优点有： 1．采用优化的标准设计，模块化结构，布置合理，性能先进，高效节能。 2．适应燃机频繁起停要求，调峰能力强，启动快捷。 3．采用自然循环方式，水循环经过程序计算，安全可靠，系统简洁，运行操作方便可靠。 4．采用高效传热元件——开齿螺旋鳍片管，解决了燃机排气与工质间小温差、大流量、低阻力传热困难的问题。 5．采用全疏水结构，锅炉疏排水方便，彻底。 6．锅炉采用单排框架结构，全悬吊形式，受力均匀，热膨胀自由，密封性能好。 7．采用内保温的冷护板形式，散热小，热膨胀量小。 8．锅炉受热面及烟道、护板在考虑现场安装条件的基础上，尽量加大模块化程度，工艺精良，安装方便，周期短。 9．锅炉受热面采用顺列布置，可以在规定的压降范围内提供最优化的热交换，并提供了有效的清理空间。 10．优化选择各受热面内工质压降，使工质侧阻力降低且沿锅炉宽度方向流速均匀。 本锅炉按室外布置设计，锅炉和烟气通道均按地震烈度七度设防。锅炉为正压运行，各区段烟通道系统均能承受燃机正常运行的排气压力及冲击力。 .专业.整理. 燃气、蒸汽联合循环 余热锅炉 使用说明 南京南锅动力设备有限公司 目录 前言 (2) 1锅炉设备安装总论 (3) 2安装程序 (3) 3模块钢架和平台扶梯等钢构件的安装 (4) 4锅筒和管道的安装 (5) 5水压试验 (7) 6热工仪表及附属设备的安装 (8) 7保温 (9) 8烘炉 (9) 9煮炉和蒸汽试验 (10) 前言 锅炉是把热能传递给水，使水变成一定参数下的高品位能量的水或蒸汽的一种动力设备。它是由锅和炉以及附属设备组成，其结构庞大，笨重和复杂，锅炉又是承受高温的受压容器，所以锅炉的安装和使用都有一定的技术要求和规定，以保证锅炉的长期安全稳妥运行。安装和使用上的不当，都会降低效率，影响性能，甚至造成严重后果。 本手册是为燃机余热锅炉及其辅助设备的一个安装操作指导。它不包含设备中的所有可能变化和使用中出现的特殊问题。建议所有的工作人员都能认真阅读本手册，以便能及时掌握信息，熟练操作锅炉及其辅助设备。 本手册不能代替经验和判断能力。对于锅炉的操作须严格按照国家法规。辅助设备及控制若不是由本公司提供的，则产生的责任由使用方承担。 使用单位应根据本手册及有关规程和技术文件，在锅炉安装和使用时制定现场操作规程并严格执行。 本手册详细说明了安装和使用上的技术要求和操作规定，供用户参考。 1.本手册如与国家颁布的有关规程相抵触，或低于有关规程的要求时，以国家规程为准。 2.对未定购辅机及部件的安装和使用由用户自行处理（可参阅本说明）。 3.工业锅炉产品执行标准: ●《热水锅炉安全技术监察规程》或《蒸汽锅炉安全技术监察规程》 ●JB/T10094《工业锅炉通用技术条件》 ●GB50273《工业锅炉安装工程施工及验收规范》 ●GB1576《工业锅炉水质标准》 4.发电锅炉产品执行标准: ●《蒸汽锅炉安全技术监察规程》 ●JB/T6696《电站锅炉技术条件》 ●DL/T5047《电力建设施工及验收规范[锅炉机组篇]》 ●GB12145《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》 5.本手册如有更改恕不另行通知。 第一章 3和4、从热力学角度看，汽轮机循环利用了蒸汽可在常温下凝结的特性，达到了较低的工质平均放热温度，但工质平均吸热温度不高。燃气轮机循环的工质平均吸热温度高，但工质平均吸热温度不低。 汽轮机发展方向：开发新材料以便把主蒸汽参数从亚临界水平逐步提高到超超临界水平；采用两次再热等手段改进热力系统及设备的设计。其中，主要方向为提高工质平均吸热温度。燃气轮机发展方向：提高燃气平均吸热温度。 5、燃气轮机是工作于高温区的一种热机，易于利用高品位的热量；汽轮机是工作于低温区的一种热机，易于利用低品位的热量；而联合循环按照热量梯级利用的原则将燃气轮机和汽轮机结合起来，可以将高品位和低品位的热量同时利用起来。由于联合循环同时利用了燃气轮机循环平均吸热温度高和汽轮机循环平均放热温度低的优点，又同时克服了两者的缺点，所以可以达到较高的循环效率。 6、ISO基本功率是指在国际标准化委员会所规定的ISO环境条件下燃汽轮机连续运行所能达到的功率。ISO环境条件：温度15℃，压力0.01013MPa，相对湿度60%。 7、燃气轮机与汽轮机同轴，共同驱动一台发电机的联合循环机组称为单轴机组；燃气轮机与汽轮机不同轴，各驱动一台发电机的联合循环机组成为多轴机组。 8、前置循环是工作于高温区，输入大部分热量的循环，它会产生大量的余热；后置循环是工作于低温区以前置循环的余热为主要热源的循环。两者通常用换热设备耦合在一起，最广泛的应用是燃气——蒸汽联合循环。 9、最基本的三种联合循环形式：余热锅炉型、补燃余热锅炉型和增压锅炉型。 10、余热型：优点是技术成熟。系统简单、造价低、启停速度快。缺点是余热锅炉效率低、汽轮机的功率和效率也低，所以不仅机组功率不大，而且效率也不高。 补燃型：优点是在燃气轮机排气温度较低的情况下，可使蒸汽参数及流量大幅度提高，从而使机组的容量增大、效率提高；同时机组的变工况性能也可得到改善。缺点是它并不是纯粹能量梯级利用意义上的联合循环，其中或多或少有一部分热量参与了汽轮机循环。所以，他只是在因蒸汽参数受限而无法采用高参数大功率汽轮机的条件下才可能优越于纯粹能量梯级利用意义上的余热锅炉型联合循环。 增压型：优点是在燃气轮机排气温度较低的情况下，可使蒸汽参数及流量不受限制，从而可达到较大的机组容量和较高的机组效率；同时由于燃烧是在较高的压力下进行的，且烟气的质量流速较高，所以锅炉的传热效率高，所需的传热面积小，锅炉尺寸紧凑。缺点是系统复杂、制造技术要求高、燃气轮机不能单独运行，同时兼有和补燃型类似的缺点。 综上可知，余热锅炉型联合循环将是今后的发展方向。 11、增压流化床联合循环PFBCC和整体煤气化联合循环IGCC是最有发展前途的两种燃煤型联合循环。 12、最基本的优点：高效率、低污染、低水耗。 13、 14、配置旁通烟道的好处： A、启停时，不必对燃气轮机、余热锅炉和汽轮机的工作状态进行严格协调； B、增加运行调节的灵活性，并方便临时性的检修及事故处理； C、必要时，可使燃气轮机维持单循环运行； D、可对整个工程分段建设、分期投运，从而可合理注入资金，更快地获得回报。 但配置旁通烟道需要增加投资，并且即使在正常运行的情况下，旁通挡板处也往往存在烟气泄漏损失，所以不再配置。 附录A 生活垃圾焚烧锅炉 A.1一般规定 A.1.1本附录适用于机械炉排焚烧电站锅炉的施工。 A.1.2本附录中未涉及热解焚烧和旋转窑焚烧设备，施工参照厂家、设计技术文件或接近的验收标准。 A.1.3本附录中编制了生活垃圾焚烧电站锅炉安装中特有的施工内容，其他部分的施工应按本部分相关章节执行。 A.2生活垃圾焚烧锅炉 A.2.1链条炉排安装应符合下列要求： 1 链条炉排安装前的检查允许偏差应符合表A.2.1-1的规定（图A.2.1-1和图A.2.1-2）。 表A.2.1-1链条炉排安装前的检查允许偏差（mm） 检验项目允许偏差 L≤5m ±2 型钢构件的长度 L＞5m ±4 直线度 1/1000，全长≤5 型钢构件 旁弯度 挠度 各链轮与轴线中点间的距离a、N±2 横梁式 2 同一轴上的任意两链轮，其 齿尖前后错位鳞片式 4 图A.2.1-1 链轮与轴线中间点间的距离 1—链轮；2—轴线中心点；3—主动轴 图A.2.1-2 链轮的齿尖错位 2 链条炉排安装允许偏差应符合表A.2.1-2的规定。 表A.2.1-2 链条炉排安装允许偏差（mm ） 检 验 项 目 允 许 偏 差 炉排中心位置 2 左右支架墙板对应点高度差 ±5 墙板的垂直度，全高 3 跨距≤5m ＋3 0 墙板间的距离 跨距＞5m ＋5 0 ≤5m 4 墙板间对角线的长度之差 ＞5m 8 墙板框的纵向位置 5 墙板顶面的纵向水平度 长度的1/1000，且不大于5 两墙板的顶面应在同一平面上，其相对高度差 5 前轴、后轴的水平度 长度的1/1000，且不大于5 各道轨应在同一平面上，其平面度 5 相邻两道轨间的距离 ±2 相邻 2 任意 两导轨间上表面相对高度差 3 鳞片式炉排 相邻导轨间距 ±2 链带式炉排支架上摩擦板工作面应在同一平面上，其平面度 3 前、后、中间梁之间高度 ≤2 横梁式炉排 上下导轨中心线位置 ≤1 注：墙板的检测点宜选在靠近前后轴或其他易测部位的相应墙板顶部，打冲眼测量。 3 对鳞片或横梁式链条炉排在拉紧状态下测量，各链条的相对长度差不得大于8mm 。 4 炉排片组装不可过紧或过松，装好后应用手扳动，转动宜灵活。 5 边部炉条与墙板之间，应有膨胀间隙。 A.2.2往复炉排安装允许偏差应符合表A.2.2的规定。 表A.2.2 往复炉排安装允许偏差（mm ） 项 目 允 许 偏 差 两侧板的相对标高 3 1.压气机在燃气轮机中的作用是什么？ 连续不断地从周围环境吸取空气并将其压缩后供给燃气轮机的燃烧室。 2.燃气轮机所使用的压气机有哪两种类型？它们各有什么特点？ 轴流式：流量大、效率高但级的增压能力低，多应用于大功率燃机。 离心式：级的增压能力高但流量小、效率低，多应用于中小功率燃机。 3.轴流式压气机由那两个组成部分？ 由转子、静子组成。 转子：动（工作）叶片、叶轮(转鼓)、主轴。静子：静(导)叶、气缸 4.何谓扭速？何谓理论功？理论功是否可全部转换为气体的压力能？ 扭速：气流经过叶栅内的流动发生了转折，气流转折所引起的相对速度圆周分量的变化 成为扭速。 理论功：基元级的动叶栅加给单位质量气体的机械功成为理论功或加功量。 不能。理论功的一部分用于气流的动能升高，也有一部分用于气流压力升高，还有一部分在气流流动过程中因摩擦等因素而转换成了热量。 5.压气机级的理论功为什么会受到限制？ u 的增加要受到材料许用应力的限制，u 过大时，叶片根部截面处的离心拉应力会超过叶片材料的许用应力。 的增大要受到叶栅气动性能的限制 ， 过大时，在叶栅中气流的转折角过大，叶栅 表面上的气流边界层容易分离并形成漩涡，导致流动损失大幅度增加。所以压气机级的理论 功会受到限制。 6.压气机的压比特性曲线有哪些主要特点？ （1）每一转速下，压比有一最大值 （2）转速不变，流量降至一定值时→不稳定→喘振 （3）转速不变，流量增至一定值后→压比急剧下降→阻塞 （4）转速越高，特性线越陡 （5）效率的流量特性与压比类同 7. 8.试绘图说明压气机级在转速一定、体积流量增大和减小时，速度三 角形的变化情况 转速一定时，级的扭速与体积流量之间有什么关系？ 随着体积流量的增大，扭速必然减小，理论功也相应减小 u w ?w u w C u =?u w ?u w ?w u w C u = ? 燃气轮机余热锅炉技术 燃气轮机余热锅炉技术 燃气一蒸汽联合循环发电是当今世界上发展极为迅速的一种高效、低污染发电技术，它己成为发达国家新建热力发电厂的首选系统。 经过近三十年的研究和不断改进，联合循环发电不仅在效率上超过蒸汽发电效率（后者 <=42％），而且在众多方面均体现出明显的优势。它己成为全世界公认的具有发电效率高，调峰能力强，单位功率投资少，建设周期短。占地面积小，污染程度低的新一代发电设备。 1．1原理及应用 燃气一蒸汽联合循环发电系统是由燃气轮机发电系统和锅炉蒸汽轮机发电系统所组成。众所周知，锅炉一蒸汽轮机发电是利用高中压过热蒸汽（通常参数为3.82～16.7MPa， 450～550℃）在汽轮机中作功转换成机械能，完成朗肯循环过程；燃气轮机发电系统是燃气在燃气涡轮机中经绝热膨胀作功的过程，这种热力循环又称布雷顿循环，它是由压气机将空气加压进入燃烧室，燃料燃烧后燃气在透平中膨胀作功，燃机将高温高压燃气的能量（通常参数约0．5～1Mpa 1000～1300℃）转换成机械能。在烟气温度降至500℃左右时排放，人们充分利用这两种热力循环的特点，把它们结合在一起，组成“联合循环”，使其具有较高的吸热平均温度和较低的放热平均温度，为提高电站热效率开辟了一条新途径，这是人类发电事业上继发明蒸汽轮机发电后技术上的又一突破。 目前燃气轮机发电在世界上已广为应用，其发电容量占世界总发电容量的11％。近些年来，世界上发达国家常规联合循环发电得到快速发展；每年新增的联合循环机组总装机容量约占火电总新增容量的的40％～50％。据报道，1981～1990年，世界各燃机制造公司共售出1661台燃机，总容量为54900MW，其中用于联合循环的占37．9％,1992年，这个比例上升为44．7％。美国在1992～1996年中，新增火力发电厂总装机容量的38．5％是采用燃机联合循环的。当今世界上单台燃机最大功率己达250MM，联合循环总功率达350MW。能生产300MW等级联合循环厂家有GE、SIEMENS、ABB和ALSTOM等著名公司，联合循环电站效率高达58％以上。现在燃气轮机正向着大功率、高燃烧温度发展。联合循环采用三压再热循环机组，具有更高的机组效率和可*性。燃气一蒸汽联合循环已经成为世界上火电建设的重要组成部分。 我国早在六十年代就己开始关注这项技术的发展，由于工业技术、经济能力及能源政策等诸多因素的影响，这种高难度的大型设备在我国一直停留在研究状态。近些年来，特别是改革开放以来，随着国民经济的发展和电力供应的需要。燃气轮机发电机组在我国己开始 联合循环燃气轮机发电 厂简介 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289- 联合循环燃气轮机发电厂简介联合循环发电：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的 MS9001E燃气轮机,其热效率为33.79%，余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。 1．燃气轮机 1.1简介 燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机，它的结构与飞机喷气式发动机一致，也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分：1、燃气轮机（透平或动力涡轮）；2、压气机（空气压缩机）；3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工，推动动力叶片高速旋转，乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机，轻型燃气轮机为航空发动机的转型，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高，主要用于电力调峰、船 舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机，其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、热电联产。 埕岛电厂采用的MS9001E燃气轮发电机组是50Hz，3000转/分，直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早于1987年投入商业运行，基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW，热效率为33.79%，排气温度539℃，排气量1476×103公斤/小时，压比为12.3，燃气初温为1124℃，机组为全自动化及遥控，从启动到满载正常时间为约20分钟，机组使用MARKⅤ控制和保护系统. MS9001E型机组为户外快装机组，因此不需要专用的厂房建筑，而是用多块吸声板构成的长方形箱体，机组即放置在其内，箱体既起隔声作用，又能代替厂房使机组在各种气候条件下都能正常工作，每台机组连同发电机及控制室等均分别放置在长方体状的箱体内，在其周围还有空气进气系统，燃料供应单元和机组的冲洗装置等附属设备，组成整套燃气轮机动力装置。1.2辅机部分 主要有主润滑油泵,辅助润滑油泵,事故油泵.,油雾抽取装置 燃气轮机在正常运行时，透平功率的三分之二用来拖动压气机，其余三分之一功率为输出功率。显然，在燃机起动过程中，必须由外部动力来 燃气轮机余热锅炉 2004年5月 目录 1、概述 2、国内外燃机余热锅炉现状 3、不同类型燃机余热锅炉的比较 4、重要热工特性的确定 5、重要结构特性的确定 6、燃机余热锅炉热平衡方程 7、螺旋翅片管的设计 8、受热面管组的设计 9、典型燃机余热锅炉规范 10、本公司燃机余热锅炉特点 11、锅炉的重量构成与价格构成 12、主要的设计标准 13、提供审查的主要设计文件 1. 概述 1.1 联合循环分为两大类 a. 蒸汽－燃气联合循环 ●以蒸汽作功为主的联合循环。 ●以增压锅炉、蒸汽轮机为主，燃气轮机作为废气透平使用，不对外作功或提供一定的剩余功。 b. 燃气－蒸汽联合循环 ●以燃气轮机为主的联合循环 ●燃气轮机为其主机，余热锅炉和蒸汽轮机作功约占燃气轮机的50％。 1.2 燃气－蒸汽联合循环发电机组与常规火电机组比较 ●循环效率高 ●可靠性好 ●重量尺寸小 ●启动速度快 ●耗水量少 ●建设周期短 ●投资费用省 ●环保指标优异 由于上述优点，发展迅速，大有后来居上，取代常规火电机组之势。世界各主要工业国家，均已将燃气－蒸汽联合循环确立为电工工业发展方向。日本更宣布新建电厂必须采用联合循环。据报导，1998年世界新建电站中，联合循环与常规火电总功率之比为1:1，2000年则达到3.7:1。我国正在大力发展。 1.3 燃机余热锅炉是联合循环电站不可或缺的设备。在联合循环电站中，其地位仅次于燃机轮机，高于蒸汽轮机。 1.4 余热锅炉与废热锅炉的区别 ●燃机余热锅炉不称为废热锅炉。 ●余热锅炉属烟道式锅炉范畴，划归锅炉专业，按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》设计，一般是水管锅炉。 ●废热锅炉划归压力容器专业，按《压力容器安全技术监察规程》设计，一般 第二章 1、热力参数：压缩比π=p2*/p1*，温度比τ=T3*/T1*; 性能指标：比功ωn=ωt-ωc ； 燃气机循环热效率ηgt=ωn/（f*Hu ） 2、燃气轮机的比功大，说明在同样工质流量和同样的装置尺寸下，燃气轮机的功率大；在 同样的功率下，工质的流量下，燃气轮机的尺寸小。 3、1*11111k k n p k k c T ωτππ--???????? ?=--- ??? ??? ??????? 4、 1 11st k k ηπ-=- 5、 膨胀比πt=p3*/p4* 6、在一定的压比下，温比越高，比功越大；在一定的温比下，存在一个特定的压比πωmax ，使比功ωn 取得最大值；在一定的压比下，温比越高，效率越高，在一定的温比下，存在一 个特定的压比πηmax ，使效率ηgt 取得最大值。通常，πηmax>πωmax 。 7、联合循环中最佳压比都比简单循环要降低。简单循环燃气轮机的效率对燃气初温不很敏 感，而对压比较敏感；联合循环的效率对燃气初温较敏感而对压比不很敏感。 8 、 简单循环的效率只与压比有关，压比越大，效率越高。 联合循环时效率对压比不敏感。 9、如上图：简单循环的效率只与压比有关。联合循环效率随温度变化很大。 10、采用再热循环时，燃气轮机的最佳压比都将有所提高。 计算题 1. * 1*31 1.3861 * * 1.38621**21288,10, 1.386, 1.315,0.8,0.85 1.03/, 1.20/,125028810546.9546.9288258.9258.9323.60.8 1.03323.6a a a g c t pa pg k k s cs s cs c c c pa c K k k C KJ Kg C KJ Kg T K T T K T T T K T T K w c T T πηηπη--===========?==-=-======?** 34 1.3151 1 1.315**34333.3/10 1250 7201012507205300.85530450.51.20450.5540.6/540.6333.3207.3/g g t s k k t ts s t t ts t pg t n t c KJ Kg T T K T T T K T T K w c T KJ Kg w w w KJ Kg πππη--=======-=-===?===?==-=-= 2. ***134**34**43 1.315*1 1.31513*4288,1600,860,0.85,0.881.386, 1.315 1600860740740840.90.881600840.9759.1160022.48759.1g g c t a g t t ts t s ts k k t s t T K T K T K k k T T T K T T K T T T K T T ηηηππ--========-=-=== ==-=-=????=== ? ????? =1 1.3861** 1.38621**21**2122.48 28822.48685.3685.3288397.3 397.3467.40.85 288467.4755.4a a k k s cs s cs c c c T T K T T T T T K T T T K ππη--===?==-=-=====+=+=联合循环燃气轮机发电厂简介
配联合循环的余热锅炉性能特点
燃气轮机与联合循环-姚秀平-课后题答案-第一单元
联合循环燃气轮机发电厂简介(通用版)
余热锅炉设备概述和规范
9E燃气轮机联合循环问题总结
余热锅炉锅炉设计说明书
燃气蒸汽联合循环余热锅炉使用说明
燃气轮机及其联合循环课后题答案(姚秀平主编版)上海电力学院
生活垃圾焚烧锅炉 、燃气-蒸汽联合循环电站余热锅炉
燃气轮机与联合循环-姚秀平-课后题答案-第三单元
燃气轮机余热锅炉技术
联合循环燃气轮机发电厂简介
燃气轮机余热锅炉
燃气轮机与联合循环-姚秀平-课后题答案-第二单元