理论教育 高效燃气轮机排气全燃型联合循环技术

高效燃气轮机排气全燃型联合循环技术

时间:2023-06-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:由式可知,对于确定的汽轮机,只要功率比Rgs确定,排气全燃型联合循环的效率收益就基本确定了。锅炉中供氧量的平衡是决定排气全燃型联合循环的功比的主要原因。所以,当选定燃气轮机并且知道蒸汽侧的燃料和效率后,原则上就可以通过式估定功率比Rgs,并进一步由式预估该排气全燃型联合循环的效率增益。

高效燃气轮机排气全燃型联合循环技术

排气全燃型联合循环是一个利用燃气轮机排气作为锅炉热风、以蒸汽循环为主串联集成的热力循环。它充分回收顶部循环的中低温排气余热,以节省送风机高品位电功和锅炉空气加热能耗,即通过蒸汽循环和燃气循环的联合途径来实现部分输入燃料的能量梯级利用。若蒸汽循环的输入能量为1个单位,则排气全燃型联合循环蒸汽侧与燃气侧的输出功各为ηstRgsηst,总输入能量为1+Rgsηst,不难推导基于蒸汽循环的联合循环的相对性能表达为

式中,Rgs为燃气轮机与汽轮机功率比(功比),RgsWgt/Wstηst为汽轮机效率ηcc为联合循环效率;Hus为蒸汽循环燃料热值;βg为燃气循环燃料系数;Ls为蒸汽循环理论空气量;Lg为燃气循环理论空气量;αs为蒸汽循环过量空气系数;ηgt为燃气轮机热效率

由式(3.14)可知,对于确定的汽轮机,只要功率比Rgs确定,排气全燃型联合循环的效率收益就基本确定了。下面将给出Rgs的简明示式。锅炉中供氧量的平衡是决定排气全燃型联合循环的功比的主要原因。其中ηstLg取决于燃气轮机燃料品种及其热力方案与参数,Ls/Hus一般变化不大。所以,当选定燃气轮机并且知道蒸汽侧的燃料和效率后,原则上就可以通过式(3.15)估定功率比Rgs,并进一步由式(3.14)预估该排气全燃型联合循环的效率增益。相比于燃料全部在燃气侧燃烧的联合循环,排气全燃型联合循环燃烧后加入循环热能的平均品位(A3)较小,因而这种系统增益也较小。从式(3.14)和式(3.12)等还可以得出其系统收益增量为(www.daowen.com)

排气全燃型联合循环是在朗肯循环基础上,顶置串联布雷顿循环,以便部分改变前者对高品位热能不作为的状况,使其更好体现热能梯级利用原则。从上面公式分析表明,增大Rgs也就是增大输入循环热能的平均品位,使得联合循环总体上能量梯级利用状况得以改善,从而使系统的功率增益和效率增益都得以提高。但是,实际应用时,排气全燃型联合循环的Rgs常常比较小,能的梯级利用原则没有充分体现,循环性能改善相对小些,效率增值也只有2%~5%。

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