燃气蒸汽联合循环发电技术

发电叠加的联合循环发电装置

联合循环发电技术（CCPP）是由燃气轮机发电和蒸汽轮机发电叠加组合起来的联合循环发电装置，与传统的蒸汽发电系统相比，具有发电效率高、成本低、效益好，符合调节范围宽，安全性能好、可靠性高，更加环保等等一系列优势。

发展史

联合循环由于做到了能量的梯级利用从而得到了更高的能源利用率，已以无可怀疑的优势在世界上快速发展。发达国家每年新增的联合循环总装机容量约占火电新增容量的40%～50%，所有世界生产发电设备的大公司至今（如美国的GE公司87年开始）年生产的发电设备总容量中联合循环都占50%以上。

最高的联合循环电站效率（烧天然气）已达55.4%，远远高于常规电站，一些国家（如日本等）已明确规定新建发电厂必须使用联合循环。

由于整体煤气化联合循环发电机组(IGCC)是燃煤发电技术中效率最高最洁净的技术,工业发达国家都十分重视,世界上已建成或在建拟建IGCC电站近20座，一些已进入商业运行阶段。

燃气轮发电机组在我国近几年才有较大发展,装机占火电总容量的3.5%,大部分由国外购进,国产机组只占9.4%,且机组容量小、初温低,机组水平只处于国外80年代水平,且关键部件仍有外商提供,远不能满足大容量、高效率的联和循环机组的需要。

燃气轮机是联合循环包括燃煤联合循环的最关键技术,我公司虽然以前也曾设计制造过燃气轮机，但功率小、，初温低，且某些关键技术如冷却技术、跨音速压气机等项目尚处于研究开发阶段。

有一些公司对燃气轮机的研制始于1960年前后，在船用、机车用、发电用等几条线上同时进行。作为技术水平综合标志的综合技术能力即设计能力是：到七十年代中后期，基本能按自己的科研成果独立设计高原铁路使用的燃气轮机（7000马力）;能按测绘资料设计长输气管线用的燃气轮机（17600kw）;具有品种较全但规模较小检测设备较初级的实验台，进行了相当多的试验，取得了可观的成果。经过不小于十余种型号的整机的自行设计、试验、生产和运行的全过程不但掌握了技术而且培养了一批人。这正是可以也应该利用的宝贵的财富。

在以上基础上产生了高原机车用的燃气轮机方案，尽管燃气轮机本身并未达到国外先进水平，但机车总体可达到热力机车的先进水平，综合经济指标具有竞争力。总体说，当时我国是具有自行设计高原机车用燃气轮机条件与能力的并也开始了设计工作。同样论证也适合于发电用燃气轮机，即同样技术等级的发电机组我们也可设计，当然功率不能太大（如20MW左右），效率只能居当时国际一般水平，由于国外燃气轮机在发电领域应用更广，功率更大，水平更高，我们尚有差距。

一些公司在70年代就生产了3000马力发电用和机车用燃气轮机，又在军舰动力设备生产中引进了乌克兰燃机设计和制造技术，通过消化吸收进一步提高了燃气轮机的设计和制造水平。

研究关键技术

(1)跨音速压气机的研究

(2)冷却技术研究

以上两部分的工作内容包括：

（1）理论分析及初步计算用软件。

（2）引进国外先进的技术，并进行分解，应用自己知识和技术进行复算，进行纸面上的改进工作。

（3）进行校核试验并发展为改型试验。

（4）改型与发展。

(3)母型机冷却系统和初温使用'F'技术（不排斥再热等非简单循环），但机组保留发展为导叶封闭冷却系统的可能性。试验设备必须具备（空气与蒸汽）封闭内冷却系统的试验能力。

(4)压气机母型单台设计点压比15－20(具有若干跨音级)，设计等熵效率不小于88%－89%，具有完善的变转速和变可转导叶下整台和各级的特性曲线。母型模化至3000r/min时流量应满足300MW级燃气轮机的需要。

(5)机组使用高效干式、低NOx排放燃烧室，燃轻油时NOx 排量近期40ppm，远期10ppm以下。应具备燃用天然气、合成气、轻油、重油的能力。可实现两种可能的不同种类燃料间的在线切换。燃烧室能适应系列内不同型号机组的要求。