1、燃氣燃氣-蒸汽聯合循環發電機組知識蒸汽聯合循環發電機組知識張春友2目目 錄錄燃氣燃氣-蒸汽聯合循環發電機組安裝特點蒸汽聯合循環發電機組安裝特點燃氣燃氣-蒸汽聯合循環發電機組余熱鍋爐蒸汽聯合循環發電機組余熱鍋爐燃氣燃氣-蒸汽聯合循環發電機組燃機蒸汽聯合循環發電機組燃機燃機發展及燃機系統燃機發展及燃機系統燃氣燃氣-蒸汽聯合循環發電機組在安裝調試階段注意事項蒸汽聯合循環發電機組在安裝調試階段注意事項燃氣燃氣-蒸汽聯合循環發電機組電氣熱控蒸汽聯合循環發電機組電氣熱控3第一部分第一部分 燃機發展及燃機系統燃機發展及燃機系統45某燃氣電廠布置6789 工業燃氣輪機是在飛機發動機的基礎上發展起來的（燃氣輪機

2、由英國人首先發明，飛機發動機上世紀30年代在德國誕生），從上世紀50年代開始用于工業領域（重型燃氣輪機最早來自瑞士），60年代以后逐步研制出用于發電的聯合循環發電機組。10 目前以歐美、日本為主要生產國家，在我國有裝機的基本是三大廠家的產品：德國西門子（上海電氣）、美國ge（哈爾濱）、日本三菱（哈氣）。當代級的“9f”產品聯合循環機組單機總功率大致在280-400mw左右。 11 燃氣（天然氣、煤氣）-蒸汽聯合循環機組，以燃氣輪機、余熱鍋爐、蒸汽輪機為主力發電設備。設備的布置有單軸、多軸等不同的方式，但都是燃氣輪機點火后的余熱加熱余熱鍋爐，通過換熱蒸發產生蒸汽推動蒸汽輪機轉子分別驅動發電機發電

3、。 gt-燃機發電機；st-蒸汽輪發電機 hrsg-余熱鍋爐； 12 燃氣-蒸汽聯合循環發電機組是當前技術成熟的潔凈型商業發電裝置，目前最先進機組的發電效率已達60%。所謂單軸，所謂單軸，是指燃氣輪機、蒸汽輪機和發電機同在一是指燃氣輪機、蒸汽輪機和發電機同在一根軸上。根軸上。其中，西門子和阿爾斯通（被ge收購）的單軸機組中蒸汽輪機和燃氣輪機及發電機之間設有連軸器，當汽輪機轉速小于發電機轉速時連軸器將自動脫開;通用電氣和三菱的單軸機組則是剛性連接的。13v一拖一 即配置一臺燃機、（一臺燃機發電機）、一臺余熱鍋爐和一臺蒸汽輪發電機機組。單軸或多軸。v二拖一 即配置二臺燃機、二臺燃機發電機、二臺余熱

4、鍋爐和一臺蒸汽輪發電機機組。v單循環 燃機做功，帶動燃機發電機發電，無余熱鍋爐。v聯合循環 燃機及發電機、余熱鍋爐、蒸汽輪發電機組。141516171819 目前，國內最常用的大型單軸燃氣-蒸汽聯合循環機組為f級。所謂“f”級，是美國通用電氣公司200mw級燃氣輪機的系列名稱，但習慣將國際上各制造商的200mw級燃氣輪機統稱為“f”級，其最大的單機容量為270.3mw，燃燒室出口燃氣溫度最高為1320，效率為3538.5%，組成聯合循環后的功率為350mw級而效率為5558%。國內最大單軸燃機功率470mw. 白俄別列佐夫項目為西門子9f燃機(427mw)，雙軸方案，一拖一配置。20vge 7

5、ha.02 燃機是世界上最大、最高效率的燃氣輪機。載滿負荷模式下，發電效率載滿負荷模式下，發電效率超過超過61%，熱電聯供下，效率超過，熱電聯供下，效率超過91%。21第三部分第三部分 燃氣燃氣-蒸汽聯合循環發電機組燃機蒸汽聯合循環發電機組燃機22231、壓氣機、壓氣機 壓氣機的作用，是連續不斷的向燃氣輪機的燃燒室供應高壓空氣。2、燃燒室、燃燒室 利用壓氣機送來的一部分空氣使燃料（天然氣、煤氣和油）燃燒，并將燃燒產物送往燃氣透平 。3、燃氣透平（、燃氣透平（gas turbin) 將來自燃燒室的燃氣中的熱能轉化為機械能，帶動壓氣機并向外部輸出功，帶動燃機發電機.241、燃氣輪機、燃氣輪機燃氣輪

6、機熱力循環：壓縮-加熱-膨脹-冷卻燃氣輪機三大部件：壓氣機、燃燒室、透平壓氣機一般為多級軸流式；燃燒室多為筒形、多管、環形；透平一般為多級軸流式。其它：控制系統、輔機（空氣過濾、冷卻系統、潤滑系統、電氣設備等）。燃機有一個關鍵的指標：t3-燃氣的初溫。它代表著燃機的技術檔次。影響t3的關鍵因素：高溫材料、冷卻技術。50年來年均上升12，目前可達1450。252、當代級重型燃氣輪機技術的主要特征、當代級重型燃氣輪機技術的主要特征多級軸流壓氣機：設計技術先進（3d）；高效率；高穩定性。燃燒室：以天然氣和輕油為主要燃料；環保的低nox燃燒技術；nox小于25ppm；空氣冷卻。透平：多級軸流透平；綜合

7、空氣冷卻技術（氣膜、沖擊、蛇形通道、帶肋、繞流柱、尾緣噴射等）；鎳鈷基超級合金；表面熱障涂層等。263、燃機目前的應用現狀 燃機與火電機組相比較具有以下特點和優點：1、平均熱效率高，單循環效率38-40%，聯合循環58-60%。2、對環境造成的負面形象小，環保效益突出。（環保體現在：無塵、少二氧化硫排放、低nox燃燒等）。3、啟動速度快，便于調峰。（配置相當可實現黑島啟動）。27燃機及燃機發電機吊裝方案燃機及燃機發電機吊裝方案由于燃機整體到貨，重量較大（重達300t),根據現場情況可以采用如下方案：1、450t履帶吊直接吊裝就位。2、液壓提升裝置。2829第二部分第二部分 燃氣燃氣-蒸汽聯合循

8、環發電機組余熱鍋爐蒸汽聯合循環發電機組余熱鍋爐3031323334 燃氣輪機經點火加熱推動燃機透平轉動，被加熱的空氣排放冷卻就產生大量的余熱。為更高提升熱效率聯合循環機組都配套一臺余熱鍋爐。 采用優化的標準設計，對流換熱形式而不是輻射換熱，無燃料系統，無傳統風機（煙氣的流動是靠燃機的排氣壓力完成的），模塊化設計結構，布置合理緊湊，高效節能，自動化程度高。35 且具有運行操作簡潔，便于調峰啟動的優點。其結構占地面積小，便于安裝，一般從模塊吊裝開始至鍋爐水壓試驗完成大約需要90天左右工期。因為燃機排氣溫度（550-610）所限制，余熱鍋爐的蒸汽參數不太高。目前國內杭州鍋爐廠、武漢鍋爐廠等都生產與9

9、e9f配套的余熱鍋爐。根據機組的不同功能要求可設計為：多壓、雙壓，再熱或無再熱等各種形式的自然循環鍋爐，并可配備脫硝風機以減少nox排放。余熱鍋爐有汽包爐和直流爐各種形式。36余熱鍋爐施工余熱鍋爐施工 相對于大型火電廠鍋爐，余熱鍋爐的安裝過程較為簡單，其主要工作即為大規模的其主要工作即為大規模的模塊吊裝。模塊吊裝。從總體上來講模塊越大對起吊設備的要求越高，吊裝方案也要求更嚴細，但是工廠化完成的工作也更多，減少了施工現場的安裝工作量。模塊的大小取決于合同的約定和工廠的生產水平，對于電建隊伍來講吊裝不是大的難題，應在訂貨合同中盡量要應在訂貨合同中盡量要求較大的模塊。求較大的模塊。37 輔機如給水泵

10、、熱水循環泵、脫硝風機、定排連排容器等與火電鍋爐輔機安裝相近；由于鍋爐參數低，對于汽水管路和本體焊接而言壓力相對減少；鍋爐本體和汽包上的熱工測點也與火電鍋爐相近。就鍋爐側而言基本沒有其它輔機了，同時沒有了燃料和燃燒系統，工作量大大的減輕了。 鍋爐吊裝、就位、找正、密封完成后，仍要進行水壓試驗和化學清洗及蒸汽吹管，這些與火電鍋爐無異。38余熱鍋爐模塊的吊裝余熱鍋爐模塊的吊裝 模塊最重件 一般120-150 t，一般針對 9f型燃機配套的余熱鍋爐模塊， 配置 450 t 級的主力吊機就能滿足吊裝需要。同時配置150t或250t吊車配合。394041 小 結 通過以上學習，我們對燃機和余熱鍋爐有了基

11、本了解。大家知道，燃煤機組鍋爐安裝是施工主線，但是燃氣-蒸汽聯合循環機組卻不同，燃機是施工的主線。42第四部分第四部分 聯合循環發電機組電氣熱控聯合循環發電機組電氣熱控43 第一節第一節 電氣設備及裝置電氣設備及裝置1、聯合循環機組電氣安裝的特點、聯合循環機組電氣安裝的特點 若聯合循環機組采用多軸布置，則燃機和汽輪機分別配置一臺發電機。也就是說在一套聯合循環機組中要進行兩套發電機/變壓器的安裝、兩套pt/ct的安裝、兩套出線和封閉母線安裝、兩套發變組保護的安裝和調試。相對應的發電機附屬設備和消防設施等都是雙倍的，安裝工作量遠大于同樣容量的常規火電機組。44 sfc啟動方式。啟動方式。聯合循環電

12、廠的起動是從燃氣輪機開始，燃氣輪機是將發電機用作電動機起動的，電網的供電經變頻器轉變成變頻電源，用來驅動發電機。在起動程序開始之前，循環水系統、冷卻塔、閉路冷卻水系統和壓縮空氣系統等輔機系統先投入運行。當燃氣輪機達到10%額定轉速時(此時稱為點火轉速)，供入燃料氣并開始點火，使燃氣輪機加速直到燃機可以維持的轉速（此時稱為自持轉速）。45 這時，關斷供向發電機的變頻電源，燃氣輪機繼續加速，直至額定轉速。燃氣輪機起動后不久，透平的排氣便開始加熱余熱鍋爐。余熱鍋爐沒有燃氣輪機的排氣旁通煙囪，也不供應輔助蒸汽，所以，整個系統必須同時起動。這就是燃機的sfc啟動，也就是利用發電機作為啟動馬達，為此，電氣

13、在勵磁系統中需要配備一套大功率的變頻裝置。（在啟動和發電過程要完成恒流/恒壓轉換）46聯合循環機組電氣安裝應注意的事項聯合循環機組電氣安裝應注意的事項 鑒于發變組和封閉母線安裝工作量相對大，在施工組織階段要預先考慮加強這方面的人員、機具的配置。做好封閉母線檢漏，保證微正壓正常投入。 做好接地網的施工和管理，燃機的接地要求很嚴格，天然氣輸送管道很長，設備閥門較多，都要求良好接地。管理好電纜施工，高、低壓動力電纜和控制電纜必須按設計要求嚴格分層敷設，電纜牌標識要清楚清晰。47 第二節第二節 熱控設備及裝置熱控設備及裝置 燃機聯合循環機組熱工控制一般是以dcs為主要控制手段，結合燃機廠家的燃機專用控

14、制系統和輔機配套的plc來實現對全廠熱力系統的全方位控制。燃機供應商將會提供一套燃機專門的控制裝置（包括硬件和軟件），用以實現對燃機本體進行操作控制。余熱鍋爐、汽輪機、電氣裝置、附屬系統由dcs完成控制。部分輔機由供應商提供的plc控制并與dcs實施通訊。dcs是全廠控制管理的核心。48燃機聯合循環機組熱控安裝的特點燃機聯合循環機組熱控安裝的特點1、das測點相對減少，電磁閥數量增加（也就是模擬量減少，開關量增加）2、廠供的熱工元件增加，配套的減少。3、熱工控制和信號電纜，根數增加，單根長度減少。 49熱控安裝和單體調試應注意事項熱控安裝和單體調試應注意事項1、做好屏蔽和接地，這一點和重要，直

15、接影響啟動試運。2、廠供已經安裝在設備上的熱工元件，要逐一及時拆回校驗。3、施工組織設計階段，提前考慮對機本體和電磁閥安裝調試比較有經驗的施工、調試人員配備到燃機項目。50第五部分第五部分 燃氣燃氣-蒸汽聯合循環發電機組安裝特點蒸汽聯合循環發電機組安裝特點51 作為燃機聯合循環機組與常規火電機組安裝相比較，存在一些特點和特殊性。1、燃機安裝調試是制約工程的關鍵和主線。而不同于火電施工鍋爐常常是主線。2、施工現場比較緊湊，現場組合件較少，組合場地要合理安排。3、全廠力能布置要考慮場地條件和大件吊裝（燃機本體大約300噸、燃機發電機和汽輪機發電機、余熱鍋爐汽包等）。524、化學水處理、冷卻水塔、燃

16、氣增壓站等附屬系統要統一安排，不要影響總工期。5、空氣進氣過濾裝置工作量較大應引起重視。6、燃氣輸送管道要逐段進行超壓試驗，最后整體打壓，以保證安全可靠。7、封閉鋁母線焊接量較大，考慮焊工配備。接地和屏蔽要嚴格按設計和規范做好，否則會影響啟動試運。538、廠用帶電、水壓、酸洗、吹管的作業指導書要認真編制實事求是的去落實，尤其是吹管場地比較擁擠切實選好排放口位置確保安全。9、廠房a列外將布置多臺變壓器和出線，要安排好施工順序和銜接。 10、及時安排廠供熱工元件的拆回校驗。 11、現場確保潔凈化施工。54第六部分第六部分 聯合循環機組安裝調試階段注意事項聯合循環機組安裝調試階段注意事項551、首先要細致做好施工組織設計。燃機供貨商提供的技術手冊要認真仔細了解掌握，不折不扣的按照手冊的要求實施。手冊中的表格和簽證要按照要求按時認真全面填寫。2、做好與供應商現場代表的交流、溝通，爭取最大限度的支持，尋求更加全面的現場合作。這樣能爭取主動。3、在合同范圍內，搞好與業主、監理（咨詢監理（咨詢公司）公司）、調試單位等的關系。按合同要求及時認真完成各類驗收、簽證、監檢等工作。564、做好設備和物資的管理，設備的底數要清楚，開箱、檢驗、保管、出庫、回收各個環節都要清楚清晰可