进气温度对燃气-蒸汽联合循环机组性能的影响

发布时间：2021-01-02 01:18

　　选取某200MW级燃气-蒸汽联合循环（GSCC）机组为研究对象,在环境温度与联合循环满负荷和部分负荷工况性能变化规律分析的基础上,本文提出了燃机进气温度控制技术。通过建模仿真和试验等方法研究了燃机进气温度变化对联合循环全工况性能的影响。结果表明,对于联合循环满负荷工况,通过进气冷却技术将燃机进气温度由32℃降低至12℃时,可增加联合循环功率14.2MW,同时提高热耗率2.3%;对联合循环80MW、120MW和160MW部分负荷工况,通过进气加热技术将燃机进气温度由12.5℃升高到40℃时,联合循环燃气耗量逐渐降低,联合循环效率分别提升0.86%、1.26%和1.11%。燃机进气温度控制技术建立了联合循环中底循环与顶循环间的耦合,在一定负荷和进气温度范围内调节燃机进气温度可有效改善联合循环性能,具有较高的研究和应用价值。 

【文章来源】：化工进展. 2020年11期 北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

燃气-蒸汽联合循环机组进气温度控制系统原理图

在联合循环满负荷工况下，燃机和联合循环功率及热耗率随环境温度的变化规律如图2所示。分别以进气温度12.5℃时的功率和热耗率为参考值，图2中功率及热耗率相对值定义为不同环境温度下机组功率和热耗率与相应参考值的比值。可知当环境温度升高时，燃机功率和联合循环功率均无法保持原满负荷功率，温度由12.5℃上升至32℃时，其功率分别相对降低12.2%和11.9%；燃机热耗率和联合循环热耗率分别相对增加3.1%和2.8%。模拟数据与表1中工况1和工况2所示的联合循环满负荷工况运行数据趋势一致。分析其原因主要在于环境温度升高时空气密度降低，而燃机是以空气为主要工质的定容设备，在满负荷工况下燃机进气可转导叶开度保持最大值不变，进气质量流量减少，压气机压缩相同工质的耗功相对增加，故燃机功率和效率均降低。另外，环境温度升高时汽机背压升高，进一步降低了汽机功率[3]。2.2 燃机进气冷却对联合循环性能的影响

对联合循环采用燃机进气冷却技术的性能变化情况进行模拟分析。空气参数的初始值设置为研究对象所在地6月至8月日间平均温度32℃和相对湿度55%，以5℃间隔温度及空气露点附近温度作为典型温降点，分别考察进气温度为32℃、27℃、22℃、19.5℃、17℃和12℃时，燃机、汽机及联合循环功率、燃机进气流量及汽机抽蒸汽量的变化规律，如图3所示。由图3可知，在32℃至12℃的温降区间内，燃机进气流量随着温度降低而逐渐增加，相对应的燃机功率由112MW大幅度增加至128MW。随着空气降温幅度增大，汽机抽蒸汽量逐渐增加，对应的制冷负荷需求量逐渐增大，且当温度低于19.5℃后，降低空气温度所需冷负荷相对显著增加。这是因为在低于露点温度时，空气中气态水凝结吸收相变潜热的冷量约为显热的2倍，空气深度冷却所需的冷量大幅度增加[19-20]。汽机功率在32℃至22℃降温区间内有较小幅度增加，低于19.5℃后由于抽蒸汽量大幅度增加的原因，汽机功率有所降低。

【参考文献】：
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本文编号：2952362