燃氣蒸汽聯合循環發電機組知識燃氣蒸汽聯合循環發電機組知識燃氣蒸汽聯合循環發電機組知識目錄燃氣-蒸汽聯合循環發電機組安裝特點燃氣-蒸汽聯合循環發電機組余熱鍋爐燃氣-蒸汽聯合循環發電機組燃機燃機開展及燃機系統燃氣-蒸汽聯合循環發電機組在安裝調試階段本卷須知燃氣-蒸汽聯合循環發電機組電氣熱控通過閱讀報刊，我們能增長見識，擴大自己的知識面。第一頁，共61頁。目錄燃氣-蒸汽聯合循環發電機組安裝特點燃氣-蒸汽聯合循環發電機組余熱鍋爐燃氣-蒸汽聯合循環發電機組燃機燃機開展及燃機系統燃氣-蒸汽聯合循環發電機組在安裝調試階段本卷須知燃氣-蒸汽聯合循環發電機組電氣熱控第二頁，共61頁。第一局部燃機開展及燃機系統第三頁，共61頁。第四頁，共61頁。某燃氣電廠布置第五頁，共61頁。第六頁，共61頁。第七頁，共61頁。第八頁，共61頁。工業燃氣輪機是在飛機發動機的根底上開展起來的〔燃氣輪機由英國人首先創造，飛機發動機上世紀30年代在德國誕生〕，從上世紀50年代開場用于工業領域〔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。第九頁，共61頁。目前以歐美、日本為主要生產國家，在我國有裝機的根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。

第十頁，共61頁。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。GT-燃機發電機；ST-蒸汽輪發電機HRSG-余熱鍋爐；

第十一頁，共61頁。燃氣-蒸汽聯合循環發電機組是當前技術成熟的干凈型商業發電裝置，目前最先進機組的發電效率已達60%。所謂單軸，是指燃氣輪機、蒸汽輪機和發電機同在一根軸上。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。第十二頁，共61頁。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。二拖一即配置二臺燃機、二臺燃機發電機、二臺余熱鍋爐和一臺蒸汽輪發電機機組。單循環燃機做功，帶動燃機發電機發電，無余熱鍋爐。聯合循環燃機及發電機、余熱鍋爐、蒸汽輪發電機組。第十三頁，共61頁。第十四頁，共61頁。第十五頁，共61頁。第十六頁，共61頁。第十七頁，共61頁。第十八頁，共61頁。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，燃燒室出口燃氣溫度最高為1320℃，效率為35～38.5%，組成聯合循環后的功率為350MW級而效率為55～58%。國內最大單軸燃機功率470MW.白俄別列佐夫工程為西門子9F燃機(427MW)，雙軸方案，一拖一配置。第十九頁，共61頁。GE7HA.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，發電效率超過61%，熱電聯供下，效率超過91%。第二十頁，共61頁。第三局部燃氣-蒸汽聯合循環發電機組燃機第二十一頁，共61頁。第二十二頁，共61頁。1、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給高壓空氣。2、燃燒室利用壓氣機送來的一局部空氣使燃料〔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〔GasTurbin)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.第二十三頁，共61頁。1、燃氣輪機燃氣輪機熱力循環：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℃。第二十四頁，共61頁。2、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；外表熱障涂層等。第二十五頁，共61頁。3、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。〔環保表達在：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〕。第二十六頁，共61頁。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。第二十七頁，共61頁。第二十八頁，共61頁。第二局部燃氣-蒸汽聯合循環發電機組余熱鍋爐第二十九頁，共61頁。第三十頁，共61頁。第三十一頁，共61頁。第三十二頁，共61頁。第三十三頁，共61頁。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〕，模塊化設計構造，布置合理緊湊，高效節能，自動化程度高。第三十四頁，共61頁。且具有運行操作簡潔，便于調峰啟動的優點。其構造占地面積小，便于安裝，一般從模塊吊裝開場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9E\9F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。第三十五頁，共61頁。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求較大的模塊。第三十六頁，共61頁。輔機如給水泵、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。就鍋爐側而言根本沒有其它輔機了，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，仍要進展水壓試驗和化學清洗及蒸汽吹管，這些與火電鍋爐無異。第三十七頁，共61頁。余熱鍋爐模塊的吊裝模塊最重件一般120-150t，一般針對9F型燃機配套的余熱鍋爐模塊，配置450t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。第三十八頁，共61頁。第三十九頁，共61頁。第四十頁，共61頁。小結通過以上學習，我們對燃機和余熱鍋爐有了根本了解。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。第四十一頁，共61頁。第四局部聯合循環發電機組電氣熱控第四十二頁，共61頁。第一節電氣設備及裝置1、聯合循環機組電氣安裝的特點假設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展兩套發電機/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。第四十三頁，共61頁。SFC啟動方式。聯合循環電廠的起動是從燃氣輪機開場，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。在起動程序開場之前，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。當燃氣輪機到達10%額定轉速時(此時稱為點火轉速)，供入燃料氣并開場點火，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〕。第四十四頁，共61頁。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，透平的排氣便開場加熱余熱鍋爐。余熱鍋爐沒有燃氣輪機的排氣旁通煙囪，也不供給輔助蒸汽，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〕第四十五頁，共61頁。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。第四十六頁，共61頁。第二節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。燃機供給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展操作控制。余熱鍋爐、汽輪機、電氣裝置、附屬系統由DCS完成控制。局部輔機由供給商提供的PLC控制并與DCS實施通訊。DCS是全廠控制管理的核心。第四十七頁，共61頁。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。

第四十八頁，共61頁。熱控安裝和單體調試應本卷須知1、做好屏蔽和接地，這一點和重要，直接影響啟動試運。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歷的施工、調試人員配備到燃機工程。第四十九頁，共61頁。

第五局部燃氣-蒸汽聯合循環發電機組安裝特點

第五十頁，共61頁。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〕。第五十一頁，共61頁。4、化學水處理、冷卻水塔、燃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展超壓試驗，最后整體打壓，以保證平安可靠。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標準做好，否則會影響啟動試運。第五十二頁，共61頁。8、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平安。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、現場確保干凈化施工。第五十三頁，共61頁。

第六局部聯合循環機組安裝調試階段本卷須知第五十四頁，共61頁。1、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、做好與供給商現場代表的交流、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