1、天然氣發(fā)電技術報告,發(fā)電原理介紹,發(fā)電的實質能量轉換,燃燒產生的內能工質的機械能發(fā)電機轉子的機械能電能,天然氣發(fā)電和煤發(fā)電的比較,燃煤電廠生產工藝流程：,天然氣發(fā)電原理介紹,天然氣發(fā)電的流程和使用的設備與燃煤電廠不同，天然氣發(fā)電生產流程為:,燃氣輪機排氣溫度可高達430，通過廢熱鍋爐產生的蒸汽既進一步用來發(fā)電，也可用來供熱。 燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠的熱效率則高達60%。,天然氣發(fā)電原理介紹,蒸汽輪機,蒸汽輪機是以水蒸氣為工質，將熱能轉變?yōu)闄C械能的外燃高速旋轉式原動機。,使用壽命長,運轉平穩(wěn),單機功率大,汽輪機的特點：,天然氣發(fā)電原理介紹,汽輪機本體 調節(jié)保安油系統(tǒng) 輔助設備及熱力系統(tǒng),汽輪機本體

2、,汽輪機轉動部分,汽輪機靜止部分,汽輪機設備及系統(tǒng)包括：,汽輪機構成,天然氣發(fā)電原理介紹,調節(jié)保安油系統(tǒng)主要包括：,調節(jié)汽閥 調速器 調速傳動機構 主油泵 油箱 安全保護裝置,天然氣發(fā)電原理介紹,輔助設備主要包括：,凝汽器 抽氣器 高低壓加熱器 除氧器 給水泵 凝結水泵 凝升泵 循環(huán)水泵,天然氣發(fā)電原理介紹,天然氣發(fā)電原理介紹,汽輪機的分類,（一）按工作原理分類,沖動式汽輪機：主要由沖動級組成，蒸汽主要在噴 嘴葉柵中膨脹，在動葉柵中只有少 量膨脹。,反動式汽輪機：主要由反動級組成，蒸汽在噴嘴葉 柵和動葉柵中都進行膨脹，且膨脹 程度相同。,天然氣發(fā)電原理介紹,（二）按熱力特性分類,凝汽式汽輪機：

3、蒸汽在汽輪機中膨脹作功 后，進入高度真空狀態(tài)下 的凝汽器，凝結成水。,背壓式汽輪機：排汽壓力高于大氣壓力， 直接用于供熱，無凝汽器。,天然氣發(fā)電原理介紹,調整抽汽式汽輪機：從汽輪機中間某幾級后抽出 一定參數一定流量的蒸汽對 外供熱，其排汽仍排入凝汽 器。,中間再熱式汽輪機：蒸汽在汽輪機內膨脹作功過 程中被引出，再次加熱后返 回汽輪機繼續(xù)膨脹作功。,天然氣發(fā)電原理介紹,（三）按主蒸汽參數分類,低壓汽輪機：主蒸汽壓力小于1.47MPa 中壓汽輪機：主蒸汽壓力為1.963.92MPa 高壓汽輪機：主蒸汽壓力為5.889.8MPa 超高壓汽輪機：主蒸汽壓力為11.7713.93MPa 亞臨界壓力汽輪機

4、：主蒸汽壓力為15.6917.65MPa 超臨界壓力汽輪機：主蒸汽壓力大于22.15MP 超超臨界壓力汽輪機：主蒸汽壓力大于32MP,汽輪機在電廠中的作用,蒸汽輪機的作用,蒸汽輪機,蒸汽輪機是用來驅動發(fā)電機生產電能的，蒸汽輪機與發(fā)電機的組合稱為蒸汽輪發(fā)電機組。,汽輪機車間,蒸汽輪機發(fā)電機組,蒸汽輪機發(fā)電機組,我國蒸汽輪機發(fā)電機組的技術參數表,效率低,燃氣輪機發(fā)電機組,燃氣輪機,燃氣輪機是以連續(xù)流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉為有用功的內燃式動力機械。,主體構成,壓氣機,燃燒室,燃氣透平,燃氣輪機工作原理,四個工作過程,1、壓氣機的壓縮過程。 2、燃燒室中的燃燒加熱過程。 3、透

5、平中的膨脹做功過程。 4、大氣中的自然放熱過程。,天然氣發(fā)電原理介紹,發(fā)電用燃氣輪機的分類,按結構形式分： 工業(yè)型，也稱為重型燃氣輪機； 航機改裝型，也稱為輕型燃氣輪機。,工業(yè)型,航改型,燃氣輪機,燃氣輪機的特點,與內燃機相比： 優(yōu)點 單機功率較大 重量輕、體積??； 啟動快； 排氣污染小。 缺點 制造成本高；,與汽輪機相比： 優(yōu)點 裝置簡單、緊楱、重量輕、體積?。?啟動快，帶負荷快； 不需大量冷卻水。 缺點 單機功率較??； 運行壽命短。,某些典型的燃氣輪機發(fā)電機組的性能參數,調峰機組,電網負荷,天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,蒸汽輪機和燃氣輪機發(fā)電機組的供電效率都已達到40%。,如何進一步提高發(fā)電機組的效

6、率,思路：,熱力循環(huán)的熱效率只取決于其吸熱平均溫度T1和放熱平均溫度T2。,利用簡單燃氣輪機循環(huán)吸熱平均溫度高和純蒸汽輪機循環(huán)放熱平均溫度低的特點。,燃氣輪機的燃氣初溫高達12001500，排氣溫度高達500 。先進的蒸汽輪機，排汽溫度只有幾十度，鍋爐的排煙溫度一般只有110200。,天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,天然氣聯(lián)合循環(huán),形式 ： 單軸聯(lián)合循環(huán) 多軸聯(lián)合循環(huán) 組成：燃氣輪機及發(fā)電機與余熱鍋爐、蒸汽輪機共同組成的循環(huán)系統(tǒng)，它利用余熱鍋爐回收燃機排氣的部分熱能，產生蒸汽以推動蒸汽輪機發(fā)電，或將部分發(fā)電作功后的乏氣再用于供熱。 最高效率：58.5% 用途：發(fā)電或熱電聯(lián)產。,某些聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的性能參

7、數,效率高,天然氣發(fā)電原理介紹,天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工藝流程圖,天然氣聯(lián)合循環(huán)的分類,天 然 氣 聯(lián) 合 循 環(huán) 系 統(tǒng),燒液（氣） 體燃料,無補燃型余熱鍋爐系統(tǒng)方案,有補燃的余熱鍋爐系統(tǒng)方案,增壓鍋爐型系統(tǒng)方案,燒煤,整體煤氣化聯(lián)合循環(huán) （IGCC）,增壓流化床燃燒型的聯(lián)合系統(tǒng)（PFBC）,常壓流化床燃燒型的聯(lián)合系統(tǒng)（PFBC）,燒油或燒天然氣,燃煤的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng),由于燒煤型聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)受投資及技術的限制，目前尚不能被廣泛的應用。,IGCC發(fā)電系統(tǒng)示意圖,燃液（氣）聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng),B,G,G,天然氣,空氣,燃氣輪機,蒸汽輪機,余熱鍋爐型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán),余熱鍋爐,無補燃型方案,有補燃型

8、方案,補燃,余熱鍋爐,1. 高壓煙氣入口及不銹鋼煙道 2. 高壓過熱器 3. 再熱器 4. 天然氣及柴油補燃器和過濾裝置 5. 高壓鍋爐區(qū)及降水線 6. 高壓汽包 7. 一氧化碳轉換器及催化劑減量裝置 8. 中壓過熱器 9. 高壓降壓區(qū) 10.中壓鍋爐區(qū)及降水管 11.中壓降壓區(qū) 12.低壓鍋爐部分及降水管,13.煙氣冷凝器(給水預熱器) 14.中壓汽包 15.低壓汽包(內設與集水器相連裝置) 16.集水器 17.煙囪 18.操作平臺及樓梯,燃液（氣）聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng),熱功轉換效率高。 基本投資費用低，結構簡單，鍋爐和廠房都很?。?運行可靠性高，現(xiàn)已能做到90%98%的運行可用率； 起動快，大約在

9、1820min內便能使聯(lián)合循環(huán)發(fā)出2/3的功率，80min內發(fā)出全部功率。,無補燃型天然氣聯(lián)合循環(huán)的主要優(yōu)點：,燃液（氣）聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng),裝置的尺寸小、占地少、投資低。 運行機動性好。 部分負荷工況下裝置熱效率比較高。 在余熱鍋爐中可以燒煤或其他劣質燃料。 蒸汽參數不受燃氣輪機排氣溫度的限制，可以采用效率較高的蒸汽輪機底循環(huán)與之匹配，機組的總功率較大。,有補燃型聯(lián)合循環(huán)的主要優(yōu)點是：,燃液（氣）聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng),增壓燃燒鍋爐聯(lián)合循環(huán),燃液（氣）聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng),優(yōu)點 由于在增壓條件下，鍋爐內的傳熱系數提高得很多，因而增壓鍋爐的體積要比常壓爐小很多。 可以采用效率很高的蒸汽輪機底循環(huán)與之匹配。,增壓燃燒鍋

10、爐聯(lián)合循環(huán),缺點 增壓鍋爐本身就是一個很大的耐壓容器，造價很昂貴。,理論研究表明：當燃氣輪機初溫低于1250時，增壓鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的熱效率總是大于無補燃的余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的效率?？墒怯捎谠鰤哄仩t很昂貴，目前很少應用。,天然氣發(fā)電的優(yōu)點,效率高、污染輕、耗水量少。 起停時間短，便于調峰運行：冷態(tài)（36h以上）啟動時間不超過180min；溫態(tài)（1036h）不超過140min；熱態(tài)（110h）不超過80min，20min可并網；極熱態(tài)（1h以下）不超過60min。 占地面積?。阂慌_60MW燃煤機組占地相當于3臺35MW等級的燃氣機組用地，單位功率用地可減少40%。 比投資費用低：為燃煤機的4070

11、%。 建設周期短：大型機組1824個月。 管理費用低；運行人員少。 運行性能高于燃煤機組：可靠性達99%以上，運行利用率達8590%。,總 結,主廠房機組布置形式,簡單循環(huán)燃機電廠的主廠房布置,簡單循環(huán)主廠房布置,平行布置,直線對稱,順向布置,聯(lián)合循環(huán)燃機電廠的主廠房布置,軸系配置,聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組多軸配置布置,軸向排氣的燃機機組布置示意圖如右圖所示，組與組之間宜平行布置，此時余熱鍋爐與燃氣輪機組以同軸線連續(xù)布置較妥 。,軸向排汽燃機機組布置,聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組多軸配置布置,聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組多軸配置布置,右圖為兩臺燃氣輪機布置在同一軸線上，發(fā)電機對稱布置，兩臺發(fā)電機之間留有抽轉子的距離。發(fā)電機也

12、可順列布置。兩臺余熱鍋爐的中心線分別與燃氣輪機中心線垂直。汽輪機房和集中控制樓位于一臺余熱鍋爐外側，平行于余熱鍋爐布置。,側向排汽燃機機組布置(一),聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組多軸配置布置,右圖和多軸配置的燃機側向排氣時機組縱向布置(一) 不同的是是拉開了兩臺燃氣輪機之間的距離，將汽輪機房布置于兩臺余熱鍋爐之間，集中控制樓位于汽輪機房的頂端。,側向排汽燃機機組布置(二),聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組多軸配置布置,右圖為兩臺側向排氣的燃氣輪機平行對稱布置。兩臺余熱鍋爐處于同一軸線并分別與燃氣輪機軸線垂直。在兩臺燃氣輪機與兩臺余熱鍋爐構成的H形空間，靠近燃氣輪機發(fā)電機端布置汽輪機房。,側向排汽燃機機組布置(三),聯(lián)合循

13、環(huán)發(fā)電機組單軸配置布置,布置形式：余熱鍋爐燃機發(fā)電 機汽輪機。 優(yōu) 點：機組安裝位置低，汽輪機 發(fā)生故障時不影響燃機簡 單循環(huán)繼續(xù)發(fā)電。 缺 點：發(fā)電機置于燃氣輪機與汽 輪機間, 當發(fā)電機檢修需 要抽轉子時必須橫向平移 發(fā)電機。,發(fā)電機中置布置,聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組單軸配置布置,布置形式：余熱鍋爐燃機汽輪機發(fā) 電機。 優(yōu) 點：發(fā)電機位于機組端部, 檢修時 抽轉子比較方便。 缺 點：(1) 機組必須布置在較高的運 轉層上。(2) 蒸汽系統(tǒng)出現(xiàn)故 障時, 汽輪機不能停機檢修。,發(fā)電機尾置,聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組單軸配置布置,多軸、單軸布置的比較,可輪流檢修系統(tǒng)內的燃機，但檢修汽輪機時，整套機組都要停運或者只

14、能維持簡單循環(huán)運行。,采用增減運行燃機臺數的方法來滿足調峰需求，汽輪機始終處于正常工作狀態(tài)，所以機組可更加快速地增減負合，調峰性能好。,運行靈活性,額定工況效率,調峰 性能,運行 維護,若配置旁通煙囪，燃機可單獨運行。,因所配汽輪機容量大，故效率較高。,多軸配 置布置,多軸、單軸布置的比較,需按單元進行檢修。,采用增減運行單元數的方法來滿足調峰需求，汽輪機需時常停機和再起動，所以大幅度調峰性能不太好。,運行靈活性,額定工況效率,調峰 性能,運行 維護,需單元運行，燃機不可單獨運行。,因所配汽輪機容量小，效率稍低，但對大功率機組，這一缺點并不明顯。,單軸配 置布置,聯(lián)合循環(huán)單軸和多軸的選擇,聯(lián)合循環(huán)單軸和多軸的選擇應結合具體工程實際, 綜合考慮資金的籌措、電負荷的性質、現(xiàn)場條件等因素, 經過技術經濟比較確定。,主廠房布置規(guī)定,燃機電廠的主廠房布置應適應電力生產的工藝流程要求及按設備型式確定，并做到設備布局和空間利用合理，管線連接短捷、整齊，廠房內部設施布置緊湊、恰當，巡回檢查的通道暢通，為燃機電廠的安全運行、檢修維護創(chuàng)造良好的條件。 主廠房內的空氣質量、通風、采光、照明和噪聲等應符合現(xiàn)行有關標準的規(guī)定；設備布置應采取相應的防護措施，符合防火、防爆、防塵、防潮、防腐、防凍、防噪聲等有關要求。,主廠房布置規(guī)定,主廠房布置應根據燃機電廠總體規(guī)劃要求