钢铁企业余能回收 （CCPP） 大唐时代节能科技有限公司 主要内容 一、燃气轮机 二、汽轮机 三、燃气轮和汽轮机的比较 四、燃气轮机与汽轮机联合循环发电 五、CCPP技术要求 六、高炉煤气高效利用技术 七、焦炉煤气CCPP 八、燃气轮机热电冷联产（CCHP） 九、整体煤气化燃气蒸汽联合循环发电技术（IGCC） 十、社会效益 一、燃气轮机 燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转 式热力发动机，它的结构与飞机喷气式发动机 一致，也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分： 1、燃气轮机（透平或动力涡轮）； 2、压气机（空气压缩机）； 3、燃烧室。 其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气 ，压缩后送入燃烧室，同时燃料（气体或液体 燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在 定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃 气轮机膨胀作工，推动动力叶片高速旋转，乏 气排入大气中或再加利用。燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机，轻型燃气轮机为航空发动机的转型，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高，主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机，其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、热电联产。 布雷顿循环（ Brayton Cycle ） T-S图 燃气轮机电站示意图 布雷顿循环计算 三、汽轮机 汽轮机的主要元件是由喷嘴（也称静叶）与动叶（也称叶片）两个部件组成。喷嘴固定在机壳或隔板上，动叶固定在轮盘上。 蒸汽通过喷嘴时，压力下降，体积膨胀形成高速汽流，推动叶轮旋转而作功。如果蒸汽在叶片中压力不再降低，也就是蒸汽在叶片通道中的流速（即相对速度）不变化，只是依靠汽流对叶片的冲击力量而推动转子转动，这类汽轮机称为冲动式，也称压力级，在工业中应用广泛。如果蒸汽在叶片中继续膨胀（简称相对速度）比进口时要大，这种汽轮机的作功不仅由于蒸汽对叶片的冲击力，而且还有由于蒸汽相对速度的变化而产生的巨大的反作用力，因此这类汽轮机称为反动式汽轮机。 朗肯循环（Rankine cycle） 汽轮机发电装置示意图 汽轮机输出功和循环效率 通过水蒸气的h-s图查取。 状态1：根据t1，p1，查得h1，s1； 状态2：根据p2及s2= s1，查得h2、t2 及x2； 汽轮机输出功： w= h1-h2 (kJ/kg)。 循环效率： ηt=（h1-h2)／(h1-120)。 其中： h—焓； s—熵； t1—汽轮机进口温度； p1 —汽 轮机进口压力； p2 —汽轮机出 口压力； t2 —汽轮机出口温度； X —蒸 汽干度。 三、燃气轮和汽轮机的比较 蒸汽轮机发电以超临界或超超临界提高蒸汽初参数来提高热效率，但是毕竟不及燃气轮机采用燃气的布雷顿循环更有效，且随着蒸汽参数的提高，技术上的困难性以及造价和可靠性都受限制；此外，燃气轮机发电技术在对有害气体排放污染上的有效控制同样优于常规火力发电。 由于燃气轮机排放污染小的优点，在经济发达地区或人口密集地等特定地区不宜再装燃煤机组，而主要以燃气轮机发电。由于燃气轮机起动快，快速反应性能好，在电网中发挥调峰、调节或应急备用的作用。 燃气轮机占地面积小，耗水少或不耗水，是海上平台或沙漠地区的发电动力，此外油气田直接使用油、气为燃料，当然应用燃气轮机发电。 四、燃气轮机与汽轮机联合循环发电 CCPP（ Combined Cycle Power Plant ） 燃气—蒸汽联合循环发电机组是由燃气轮机组的布雷顿循环以及汽轮机的朗肯循环所组成 （1）透平前燃气的进口温度都已超过1100℃，有些燃气进口温度达到1288℃，高的甚至达1430℃。 （2）燃气轮机简单循环的热效率已提高到36％以上，高的达38％～39.5％。 （3）燃气轮机高温部件（涡轮喷咀，动叶）的材料，已发展到合金金相结构控制的材料，出现了同向结晶或定向结晶的GTDII1，DS GTD111，最新材料已使用单晶工艺。金属材料的进步还表现在涂层的应用上。涂层减轻了腐蚀和氧化，使用寿命增长了10～20倍，早期有铂铝（Pt Al）涂层，后来又发展等离子保护GT-29和CT-29IN-PLUS TM等。先进材料和涂层的应用使透平前燃气进口温度提高150～200℃左右。 （4）改进冷却技术。现已广泛采用气膜冷却、发散冷却。最新蒸汽闭式循环冷却技术可使透平前燃气进口温度再提高500～800℃。 （5）燃气轮机简单循环单机功率已发展到100 MW以上等级的大机组，近年来250～300 MW的机组也已投入商业运营。 （6）燃气轮机发电已广泛实现能量的综合利用，循环方式多样化，特别是燃气一蒸汽联合循环发电技术更为完善，装置净效率已提高到58％-60％，出现了燃气、蒸汽集于一体的单轴机组。 采用两段分部燃烧可看作是一种革命性的突破由于两次燃烧，压气机采用30：1的高压比航空型压气机后，排气温度仍能达到640 ℃ （比GE9351FA高48℃），联合循环效率可达58.96％（比GE9351FA约高1.49％）