【正文】 用戶內(nèi)布置，為緊湊結(jié)構(gòu)，由燃氣輪機、負荷齒輪箱和發(fā)電機組成。LM6000 Spint 系列燃氣輪機是由航空發(fā)動機改裝而成，屬于輕型燃氣輪機，效率較高，啟動速度快，適合于調(diào)峰；但運行噪聲較大，維修不方便，尤其機組大修須到生產(chǎn)地美國修斯頓，不確定的高風(fēng)險因素較大。PG6561B 燃氣輪機發(fā)電機組屬于重型機組，應(yīng)用較多，雖然效率較低，但運行噪聲較小，維修較方便，尤其機組大修無須到生產(chǎn)地，不確定的高風(fēng)險因素較小。該機組從冷態(tài)到額定負荷的起動時間約 20分鐘，快速起動時間為 10～15 分鐘。機組在滿載甩負荷時不會引起危及機組安全的超速和熄火。聯(lián)合循環(huán)運行時，為改善機組的變工況性能，壓氣機進口導(dǎo)葉可調(diào)，以使燃氣輪機在部分負荷工況時，仍能保證空氣燃料比，維持較高的排氣溫度，使聯(lián)合循環(huán)的熱效率不至于下降。xliv兩種燃氣輪機機組對余熱鍋爐—供熱蒸汽輪機的選擇：(1) 蒸汽參數(shù)在聯(lián)合循環(huán)中，蒸汽初參數(shù)受燃氣輪機排氣溫度的制約?？紤]到熱端溫差（指換熱過程中過熱器入口煙氣與過熱器出口過熱蒸汽之間的溫差）△TS=30～50 或更高，一般地，當(dāng)燃氣輪機排氣溫度T4*=450～550℃時，蒸汽采用 或 的中壓或次高壓的初參數(shù)。根據(jù)我國有關(guān)電站蒸汽輪機和電站鍋爐系列化的標準規(guī)定，本項目燃氣輪機對應(yīng)的蒸汽參數(shù)為：PG6561B 燃氣輪機對應(yīng)的蒸汽參數(shù)為：余熱鍋爐 MPa/450℃，汽輪機 MPa/435℃；LM6000PCSprint 燃氣輪機對應(yīng)的蒸汽參數(shù)為：余熱鍋爐 MPa/400℃，汽輪機 MPa/390℃；(2) 蒸汽產(chǎn)量余熱鍋爐出口的排煙溫度影響余熱鍋爐的產(chǎn)汽量、即影響余熱鍋爐的熱效率，它與所選的蒸汽循環(huán)型式、節(jié)點溫差以及燃料中的硫含量等有密切關(guān)系。降低排煙溫度要受到露點溫度（排煙中水蒸汽開始凝結(jié)的溫度）的制約，當(dāng)燃氣輪機燃用含硫較高的燃料時，排氣中含有較多 SO2，水蒸汽凝結(jié)時它就變?yōu)閬喠蛩岫g金屬壁面，所以余熱鍋爐的排煙溫度應(yīng)高于露點，此時余熱鍋爐的排煙溫度一般不宜低于 150℃。另外，余熱鍋爐出口的排煙溫度不低于余熱鍋爐給水溫度。余熱鍋爐—汽輪機的產(chǎn)汽量、發(fā)電量、供熱量初步計算如下：燃機PG6561BLM6000PCSprintxlv型號余熱鍋爐蒸汽壓力 MPa MPa余熱鍋爐蒸汽溫度 450℃ 400℃余熱鍋爐蒸發(fā)量 74t/h 61 t/h余熱鍋爐給水溫度 104℃ 104℃余熱鍋爐排煙溫度 160℃ 160℃汽輪機蒸汽壓力 MPa 汽輪機蒸汽溫度 435℃ 390℃汽輪機容量 11MW汽輪機可外供蒸汽量 40 t/h 30 t/h供熱時發(fā)電量 一套機組聯(lián)合循環(huán)可供熱面積 36104㎡ 24104㎡一套機組聯(lián)合循環(huán)不供熱時發(fā)電量 一套機組聯(lián)合循環(huán)供熱時發(fā)電量 由此可知，從供熱的角度來看，PG6561B 在聯(lián)合循環(huán)時可滿足孝義市 70104m2 的供熱。而 LM6000PCSprint 燃氣輪機組由于其排氣溫度較低，余熱鍋爐—蒸汽輪機的蒸汽參數(shù)按有關(guān)電站蒸汽輪機和電站鍋爐系列化的標準規(guī)定只能定在次中壓等級，致使余熱鍋爐—蒸汽輪機的熱效率較低，影響了聯(lián)合循環(huán)熱效率的提高，且滿足不了孝義市70104m2 的供熱。綜上所述，考慮到運行維修、不確定的高風(fēng)險因素以及供熱等，推薦 PG6561B 燃氣輪發(fā)電機組為本可研設(shè)計選擇機組。2. 余熱鍋爐(1) 余熱鍋爐形式的選擇余熱鍋爐有立式強制循環(huán)、立式自然循環(huán)和臥式自然循環(huán)三種類xlvi型。自然循環(huán)余熱鍋爐與強制循環(huán)余熱鍋爐的比較自然循環(huán)方式強制循環(huán)方式傳熱面積 相同 相同可用率 在燃氣輪機運行范圍內(nèi)的使用性 廣 窄水循環(huán)的自然平衡性 有 有限循環(huán)泵的設(shè)置 無 有外部耗功 無 有泵的耗功占地面積 較多 較少鋼結(jié)構(gòu)與管道 輕而多 重而少基礎(chǔ)和撐腳 輕而多 重而少安裝所需設(shè)備 輕 重運行及維護 較易 較難從自然循環(huán)與強制循環(huán)這兩種循環(huán)方式對于余熱鍋爐的性能、價格和維護等方面的影響可以看出兩大類的余熱鍋爐各有其優(yōu)缺點和局限性。但從聯(lián)合循環(huán)中余熱鍋爐的應(yīng)用發(fā)展看，大多傾向于臥式的自然循環(huán)技術(shù)，主要原因有：①自然循環(huán)操作容易且較安全。因為臥式自然循環(huán)汽包等面積較大，當(dāng)功率變化時燃氣輪機排氣熱力波動的適應(yīng)性和自平衡能力都強，熱流量不易超過臨界值。②強制循環(huán)中的水平管束容易發(fā)生汽水分層現(xiàn)象，而且沉結(jié)在水平管子底部的結(jié)垢要比含有蒸汽的管子頂部要少，這種沿管子周圍結(jié)垢的差異會造成溫度梯度、不同程度的傳熱和膨脹，其結(jié)果將是強制循環(huán)的余熱鍋爐容易發(fā)生腐蝕、燒壞、塑性變形等事故。自然循環(huán)中的垂直管束結(jié)垢情況比強制循環(huán)中的水平管束均勻，不易造成塑性形變和故障，同時也減緩了結(jié)垢量高而使余熱鍋爐性能下降的問題。③自然循環(huán)的可用性高xlvii（為 ％） 。在強制循環(huán)中，為了避免余熱鍋爐發(fā)生腐蝕、燒壞、塑性變形等事故，就需要采用大循環(huán)倍率的循環(huán)泵，這就要額外的消耗能量，而且會由于循環(huán)泵發(fā)生故障，致使強制循環(huán)余熱鍋爐的運行可用率要比自然循環(huán)低 2 個百分點左右。④強制循環(huán)沒有減少換熱面積的作用。因為鍋爐的換熱系數(shù)主要取決于煙氣側(cè)對管壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，強制循環(huán)只加速了管束內(nèi)水流速度，對改善水側(cè)的換熱系數(shù)是有利的，而對整個鍋爐的換熱系數(shù)影響不大。本工程推薦采用臥式自然循環(huán)余熱鍋爐。主要原因有以下幾點：A. 對運行方式的適應(yīng)性臥式布置余熱鍋爐的支吊一般采用支撐結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在美國早期的聯(lián)合循環(huán)電廠中較多采用，這種電廠一般承擔(dān)基本負荷；而立式布置余熱鍋爐的支吊采用吊掛結(jié)構(gòu)，比較能適應(yīng)熱膨脹，可較好地適應(yīng)電廠二班制運行，而臥式布置余熱鍋爐在電廠擔(dān)負二班制運行時，鍋爐的爐殼容易引發(fā)裂紋。B. 對啟動性能的適應(yīng)如果采用強制循環(huán)方式，余熱鍋爐的受熱面管子的管徑可以減少，而整個鍋爐的水容積就減少，也就意味著余熱鍋爐啟動時的熱慣性就減少，可以加快啟動速度，但必須裝設(shè)強制循環(huán)泵，增加了廠用電及故障點；而采用自然循環(huán)方式，可不設(shè)強制循環(huán)泵，減少了廠用電率及故障發(fā)生的機率，雖然余熱鍋爐的熱慣性相對強制循環(huán)方式大一點，啟動時間相對較長一點。但本工程考慮帶基本負荷，因此，采用自然循環(huán)方式較為符合實際情況。C. 現(xiàn)有國內(nèi)設(shè)計制造技術(shù)的現(xiàn)狀xlviii國內(nèi)余熱鍋爐制造廠商供貨的余熱鍋爐大多采用臥式自然循環(huán)和立式強制循環(huán)，且業(yè)績較多，對于立式自然循環(huán)，國內(nèi)的余熱鍋爐制造廠商則都業(yè)績較少。(2) 蒸汽循環(huán)方式的選擇蒸汽循環(huán)方式有很多種方案供選擇，有單壓、雙壓、雙壓再熱、三壓、三壓再熱等方式，循環(huán)方式越復(fù)雜其效率越高，但是投資也相應(yīng)地增加，采用哪種循環(huán)方式主要取決于電站的投資成本費用、燃料價格和質(zhì)量、電站的負荷性質(zhì)以及運行維護費用等。本項目燃氣輪機容量相對較小、余熱鍋爐—蒸汽輪機的蒸汽參數(shù)相對較低、且采用抽汽式汽輪機，選用單壓相對要優(yōu)越，而如果選用雙壓、雙壓再熱、三壓或三壓再熱，其配套系統(tǒng)會更加復(fù)雜，投資增加。因此，本工程擬采用單壓蒸汽循環(huán)方式。(3) 余熱鍋爐的參數(shù)因此，本工程考慮配置兩臺單壓、無補燃、自然循環(huán)型余熱鍋爐，單臺余熱鍋爐的主要性能參數(shù)如下：項 目 單 位 數(shù) 量型號 額定蒸發(fā)量 t/h 74額定過熱蒸汽壓力 MPa 額定過熱蒸汽溫度 ℃ 450中壓汽包工作壓力 MPa 給水溫度 ℃ 104燃機排煙溫度 ℃ 518鍋爐排煙溫度 ℃ 160鍋爐煙氣阻力 mmH2O 250煙氣流量 Nm3/h 4263173. 蒸汽輪發(fā)電機組xlix本工程采用單軸、單缸、抽凝式蒸汽輪機。煤氣凈化回收系統(tǒng)用汽及全廠采暖用汽量見表 72。兩套燃氣輪發(fā)電機組配兩套蒸汽輪發(fā)電機組，其性能參數(shù)如下：蒸汽輪機型號 銘牌功率（MW） 純凝汽時額定蒸汽流量（t/h） ～74額定進汽壓力（MPa） 額定進氣溫度（℃） 435抽氣壓力（MPa） (~)抽汽量（t/h） 0～40純凝汽時凝汽量（t/h） ～74發(fā)電機型號 額定功率（MW） 額定轉(zhuǎn)速（rpm） 3000額定電壓（KV） 功率因子 4. 聯(lián)合循環(huán)機組聯(lián)合循環(huán)機組的主要性能參數(shù)和經(jīng)濟指針見下表：項 目 ISO 工況兩臺燃機出力（MW） 2=l汽輪機出力（MW） 2=37聯(lián)合循環(huán)出力（MW） 聯(lián)合循環(huán)熱耗率（KJ/） 7724循環(huán)氣耗率（NM3/ KWh） 聯(lián)合循環(huán)效率（%） 折合發(fā)電標準煤耗（㎏/ KWh） 熱力系統(tǒng) 煙道三通門及旁通煙囪一般設(shè)置煙道三通門有兩種考慮：（1）燃氣輪機先到貨，施工安裝進度很快，先讓燃氣輪機投產(chǎn)發(fā)電；（2）聯(lián)合循環(huán)啟動時，利用三通門的開度，先讓燃氣輪機帶滿負荷，再通過三通門開度的改變，配合余熱鍋爐和蒸汽輪機帶負荷。由于本工程總工期較短，則第（1）項中的考慮意義不太大，而對于第（2）項，由于余熱鍋爐采用了自然循環(huán)鍋爐，啟動速度不能與燃氣輪機完全相匹配。因此本工程擬設(shè)煙氣三通門及旁通煙囪。 原則性熱力系統(tǒng)本項目為兩臺燃氣輪機配兩臺余熱爐拖動兩臺蒸汽輪機。1. 主蒸汽系統(tǒng)主蒸汽采用母管制。2. 凝結(jié)水系統(tǒng)為適應(yīng)一拖一的運行方式，每臺汽輪機設(shè)有三臺容量為 50%的凝結(jié)水泵，兩用一備。凝結(jié)水泵型號 4N6 型，流量 30～50m 3/h，揚程～，電動機功率 22KW。3. 給水加熱、除氧系統(tǒng)li每臺機組設(shè)有一臺軸封加熱器。凝結(jié)水經(jīng)軸封加熱器加熱后，進入余熱鍋爐。4. 抽汽系統(tǒng)留有向煤氣凈化回收系統(tǒng)、全廠采暖系統(tǒng)供氣及將來向孝義市供熱的抽汽口，抽汽壓力 。5. 高壓給水系統(tǒng)設(shè)有三臺電動高壓給水泵，向余熱鍋爐汽包供水，兩用一備。型號 DG465011，流量 46m3/h，揚程 560m，電動機功率 132Kw6. 抽真空系統(tǒng)每臺機組設(shè)有射水抽氣裝置一套。7. 余熱鍋爐排污余熱鍋爐汽包的連排及定排均引入連續(xù)排污擴容器及定期排污擴容器。連續(xù)排污擴容器及定期排污擴容器各設(shè)置一臺。8. 氮氣系統(tǒng)本工程氮氣系統(tǒng)設(shè) 50m3 和 20m3 貯罐各一個，出口壓力177。，氮氣外購。9. 工業(yè)水系統(tǒng)本工程每臺機組擬設(shè) 2 臺工業(yè)水泵，一用一備。工業(yè)水系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)介質(zhì)采用除鹽水。閉式系統(tǒng)設(shè)有兩臺 100%容量的水水交換器，一用一備。10. 冷卻系統(tǒng)本工程汽輪機采用直接空冷冷凝器。 電廠運行l(wèi)ii電廠在非采暖期，蒸汽輪機可作純凝汽運行，也可作抽汽運行，純凝時發(fā)電功率為 ，抽汽 16t/h 時發(fā)電功率為 。在采暖期，電廠蒸汽輪機作抽汽運行，可提供最大 40t/h 的供熱用汽，此時，蒸汽輪機的發(fā)電功率為 。 燃料供應(yīng)系統(tǒng) 煤氣耗量1. 煤氣品質(zhì)燃氣——蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電所用燃料為本項目化產(chǎn)回收凈化系統(tǒng)凈化后的焦爐煤氣。其質(zhì)量標準和成份如下。 煤氣成分分析資料表 （V % ） 項目 H2 CH4 CO CnHm CO2 N2 O2 H2O干煤氣 20℃飽和狀態(tài)下 煤氣壓力：～(表)；煤氣熱值：4100Kcal/Nm 3(16720KJ/Nm3)2. 煤氣消耗量本工程 2 臺燃機的煤氣耗量見下表：小時耗氣量（ Nm3/h） 247582=49516日耗氣量（ Nm3/日）年耗氣量（ Nm3/年） 104 注：1）表中氣耗量是 ISO 工況下的氣耗量。2）年利用小時按 8500 小時計。 煤氣輸送liii煤氣采用管道輸送，管道采用架空方式。由煤氣壓氣機自煤氣柜送至燃機發(fā)電。輸送能力按二組聯(lián)合循環(huán)機組考慮，不設(shè)備用管道。煤氣經(jīng)調(diào)壓站調(diào)壓后，壓力由 MPa 調(diào)節(jié)至燃氣輪機適合的壓力（約 MPa）后供燃機使用。調(diào)壓站設(shè)兩路 100%容量管道至燃機，一路運行，一路備用。 煤氣壓縮機選擇目前，壓縮機使用較多的是活塞式壓縮機、離心式壓縮機、軸流式壓縮機。它們相比各有優(yōu)缺點?；钊綁嚎s機的特點是：氣流速度低，損失小，效率高；壓力范圍廣，從低壓到超高壓范圍都適用；適應(yīng)性強，排氣壓力在較大范圍內(nèi)變動時，排氣量不變；除超高壓壓縮機外，機組的零部件多用普通金屬材料；外型尺寸及重量較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，排氣脈動性大，氣體中?；煊袧櫥?。離心式壓縮機和軸流式壓縮機屬于透平式壓縮機類，它們共同的特點是：氣流速度高，損失大；流量和出口壓力的變化由性能曲線決定。若出口壓力過高，機組進入喘振工況而無法運行；旋轉(zhuǎn)零部件常用高強度合金鋼；外型尺寸及重量較小，結(jié)構(gòu)簡單，易損件少，排氣均勻無脈動，氣體中不含油。但離心式壓縮機和軸流式壓縮機相比各有特點。軸流式壓縮機具有效率高（設(shè)計