联合循环电站变工况计算的实例应用.pdf

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1、联合循环电站变工况计算的实例应用林颂翰。赵标(深圳能源集团股份有限公司，广东深圳518054)摘要：根据燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机等关键部件的理论计算模型，以Corex煤气匹配的联合循环为例，对该联合循环进行额定工况及变工况计算，得出燃用Corex煤气选用的9E联合循环发电机组方式是合理、高效的，并指出燃机因燃料热值变化而导致机组变工况运行的调整和优化方法。关键词：联合循环；变工况；运行；优化中图分类号：TM611．3文献标识码：B文章编号：1004—3950(2013)01—0074—04Variableconditioncalculationpracticeapp

2、licationofcombinedcyclepowerplantLINSong．han，ZHA0Biao(ShenzhenEnergyGroupCompanyLimited，Shenzhen518001，China)Abstract：Accordingtogasturbine，HRSG(HeatRecoverSteamGenerator)andsteamturbinekeycomponentstheo-reticalcalculationmodel，ratedandvariableconditionparametersofCorexgasificationcombin

3、edcyclewerecalculated．Henceitwasindicatedthatusingof9EcombinedcycleofCorexwasreasonableandefficient．Adjustmentandopfimi-zationtogasturbinevariableconditionoperationmodelwhichwascausedbyvariationofgasthermalvaluewererecom-mended．Keywords：combinedcycle；variablecondition；operation；optimizat

4、iondesign0引言国内燃气一蒸汽联合循环机组在实际运行过程中，有极少情况是在设计工况下运行的。由于电网所需的负载随着外界需求的变化而变化，使得燃气轮机一联合循环发电机组的输出功率也随之而改变；大气温度和大气压力的变化也使得燃气轮机在变工况下运行；此外，当燃气轮机部件性能变化后机组也会在变工况下运行；还有其他的一些原因，如燃料的热值发生变化等都会使机组在变工况下运行。燃气轮机的变工况运行导致了余热锅炉一汽轮机跟随发生工况变化。目前燃机制造厂提供的燃气轮机特性都是使用标准燃料(天然气或轻柴油)时的特性，当然用低热值的煤气时，除燃烧室需做一定的改动以适应燃料变化外，联合

5、循环的参数必将发生变化u。1。本文中以某钢铁厂的Corex熔融还原炼铁工艺过程中产生的煤气(简称Corex煤气)为例，利用联合循环电站变工况计算理论，得出合理、高效利用Corex煤气的发电机组，同时为燃机因燃料热值变化导致的机组变工况运行的调整作指导。1系统工艺及配置某钢铁厂在Corex熔融还原炼铁工艺中产生的煤气中含有多种可燃气体(即Corex煤气)，Corex煤气的体积组分如表1所示。裹1Corex煤气的体积组分组分H2COC02CH．N2H20摩尔分数17．747．730．631．05I．5I．42为了高效利用Corex煤气的热值，将可燃的Corex煤气用于燃气轮

6、机发电，该钢铁厂拟选用两收稿日期：2012—09—04作奢简介：林颂翰(1982一)，男，广东惠州人，工程师，从事燃气一蒸汽联合循环发电机组的研究工作。一74—台燃气一蒸汽联合循环发电机组，以实现节能减排。单台机组系统的装置流程如图1所示。循环水泵凝结水泵田1Corex联合循环发电流程该发电装置与一般的联合循环相比较，多了一台煤气压缩机，原因是Corex输出的煤气压力仅略高于大气压力。而燃气轮机燃烧室中空气经压缩后一般在1MPa以上，故必须将煤气压缩至高于燃烧室中空气的压力。同时为便于煤气的调节控制，煤气压缩机出口煤气压力要高于燃烧室压力0．2MPa。由于煤气压缩机的效

7、率低于燃气轮机中压气机的效率，以及煤气的增压比高，煤气压缩机耗功较大，因此降低了联合循环发电效率，比用天然气为燃料时的效率低数个百分点。尽管如此，这时联合循环的发电效率仍可达45％以上，远高于传统的蒸汽电站。2关键部件的计算模型2．1压气机压气机的性能一般以性能曲线来描述，图2是利用基元叶栅法计算得到的压气机通用特性曲线H】。计算时，将压气机通用特性曲线拟合成以下公式：占=以m，，1)；'7，=g(m，n)(1)式中：占、叼。分别为压气机的压比和等熵效率；／／7,、n分别为压气机归一化的修正流量和修正转速。2．2燃机透平燃机透平的等熵效率