摘要：燃气—蒸汽联合循环机组运行过程中很容易受到外界多种因素的影响，导致既定的环保目标无法达成，不能保证环保效益难以维护机组的合理运行，因此，在实际管理的过程中需使用先进的技术方式开展管控工作，并明确燃气—蒸汽联合循环机组的运行管理内容与要求，在严格管理的情况下，更好的开展管控工作，制定完善的布置方案，并编制管理计划，保证整体工作效果。
关键词：燃气-蒸汽；联合循环；机组；环保效益
1 燃气—蒸汽联合循环机组案例分析
在某燃气—蒸汽联合循环机组中使用了燃气轮机与汽轮机多轴布置方式进行了处理，并创建轴系串联系统，共同驱动一台发电机设备。其中多轴布置就是燃气机与汽轮机之间形成关联并各自驱动同一台发电机。其中，汽轮机由两台燃气轮机组合在一起形成排气热量的驱动系统，通过余热锅炉供汽方式驱动，结果一定属于多台系统分别驱动发电机。且在工作中可以灵活的进行燃气—蒸汽联合循环机组的总体布置，形成典型的联合循环发电机组布置模式。可以使用辅助方面的设备进行统一布置，例如：冷却水辅助设备，可以简化设备结构，保证布置的紧凑性，并减少厂房的设置面积，降低土建工作成本，减少电站投资。
在系统运行中，无法使用简单的循环燃气轮机等进行前期的管理，在后期建设的时候也需要通过分期建设方案的支持，提升整体系统的适用性，提升汽轮发电机组的运行效果，在提升效率的情况下需要进行技术改造。美国ＧＥ公司在生产制作的时候已经开始使用单轴与多轴机组等开展技术的开发工作，可将再热蒸汽回路的联合循环作为主要的对象，进行单轴机组的合理设计，充分发挥设计工作优势。
单轴类型联合循环发电机组的安装主要划分成为两种系统。其一就是先安装燃气轮机结构，然后安装发电机系统，最后安装汽轮机按照ＧＴ／Ｇ／ＳＴ的顺序进行处理。其二就是先安装燃气轮机系统，然后安装汽轮机系统，最后安装发电机系统，主要安装顺序为ＧＴ／ＳＴ／Ｇ。在第一种顺序应用中，无需在发电机结构与汽轮机结构之间设置离合器，可以节省实际安装与生产的费用，针对电厂进行调节控制，且轴距很短，有利于节省机组所在厂房占用面积。在有蒸汽源的情况下可以使用蒸汽轮机作为燃气轮机起动机。但是，在系统安装的时候无法直接越过蒸汽轮机进行发电机的驱动，所需要支出的发电机驱动费用较高。在出现蒸汽轮机故障问题的时候，燃气轮机无法独立的运行，且机组无法快速启动，导致发生恶化问题；后者在设计的时候发电机与汽轮机之间会设置离合器系统，且在蒸汽轮机发生故障问题的时候，燃气轮机能够独立的运行，可以应用简单的循环方式进行启动，且在23min之内就可以完成启动任务，携带64%左右联合循环负荷执行任务。同时在机械运行中可以使用余热锅炉管系统与蒸汽轮机等实现预热升温等目的，在蒸汽轮机主轴转速与发电机转速运行速度相同的情况下，离合器能够自动的合上，蒸汽轮机也会携带负荷。但是，此类设计方案在使用中，发电机会在燃气轮机与蒸汽轮机之间，未能进行轴向的发电机转子抽取处理工作，导致检修工作出现难点。在检修的时候需要针对发电机组进行吊起处理才能完成任务。而增设ＳＳＳ离合器除了会增加具体投资费用之外，也无法与起动机相互适用，因此，要根据具体的工作内容与要求等进行科学分析与处理。
2 燃气—蒸汽联合循环机组的环保效益
废气、废水、废渣是常规火电厂排放的主要污染物，处理这些污染物要投入大量的资金，但现阶段效果并不理想。最积极的办法是发展低污染或无污染的新型发电技术。燃气—蒸汽联合循环就是一种清洁发电技术，可大大减少污染物的排放，其环保效率主要表现在以下几个方面:
2.1 占地面积小，节约土地资源，减少建设及营运期间对地表及生态环境的破坏
燃气轮机结构紧凑，体积较小，燃机和余热锅炉均可露天布置，汽轮机布置在室内，汽机房面积40m×20m左右。没有庞大的锅炉及其附属建筑。据报道，我国常规火电厂2×300MW机组厂区占地30～33hm2，2000MW以上的火电厂厂区占地一般为0.22～0.27m2/kW。同样容量的联合循环电厂厂区占地只有1/2甚至更少。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国某燃用天然气的联合循环电厂，装机容量3×339.6MW，厂区占地仅0.112m2/kW，建筑系数35.1%，场地利用系数为71.93%。
2.2 热效率高，减少污染排放及环境破坏
提高能源利用率是环境保护研究的重要课题之一。目前，我国的能源利用率平均只有28%左右，而发达国家一般可达到42%～57%。因此，提高能源利用率是我国节能和减少环境污染的重要环节。目前，大容量、高参数的常规火力发电机组热效率可达40%，而联合循环机组由于采用了能源的阶梯利用，提高了能源利用率，热效率已达57%左右。也就是说，在得到同样多的电能的同时，联合循环机组要比常规火电机组节约燃料17%左右，从而减少了污染物的排放。同时，因降低了燃料消耗，可减少能源开采、加工、运输过程中对环境的破坏。
2.3 耗水量、污废水的排放量低，减少了对地下及地表水资源的破坏
常规火电厂用水主要是大量的冷却水，从目前运行的机组情况看，耗水量一般在0.8～1m3/s之间。在联合循环机组中，燃气轮机不需要大量的冷却水，虽然汽轮机排汽需要冷却水冷凝，但其功率只占总功率的1/3左右，可大大减少补充水量，与常规火电机组相比，一般可节水40%～50%。郑州天然气工程2×300MW级燃气—蒸汽联合循环电站安装的2×132.1MW蒸汽轮机机组，采用带冷却塔的循环供水系统，机组循环水量夏季为43300m3/h，冬季为26980m3/h，补充水量为960m3/h，只相当于2台125MW常规火电机组的耗水量，大大节约了水资源。
2.4 显著减少大气污染物的排放
常规火电厂排放的大气污染物主要是烟尘、SO2、NOx、CO2和CO等。燃气—蒸汽联合循环机组由于采用洁净的气态燃料或燃油，燃料中没有灰分，燃烧后不会产生烟尘、灰、渣等固态颗粒物，因而不需要除尘设备，不用建贮灰场，也无烟尘、灰、渣对环境的污染问题。
燃气—蒸汽联合循环机组所使用的燃料主要有轻柴油、煤气和天然气等，这些燃料在制取过程中能够比较容易地除去硫分，属于清洁燃料。根据规范要求，供燃气轮机使用的轻柴油中硫的质量分数为0.2%～0.3%，重油的S≤1%。煤气在制取过程中可除去H2S，脱硫效率大于97%；供电厂用的天然气中S≤20mg/m3(本文烟气量均为标准状态值)。使用这些燃料的联合循环机组SO2排放量为0.0049t/h，排放质量浓度为1.39mg/m3。燃用轻柴油时，SO2排放量约为0.2t/h。
结束语
总而言之，燃气—蒸汽联合循环机组在实际使用中与常规机组相较具有较高的环保效益，主要因为在建设中的占地面积很小，耗费的资源很低，可预防水污染与耗水量高的问题，在一定程度上能够提升环保工作效果。因此，应针对燃气—蒸汽循环机组进行合理的研究与开发，建立现代化的技术系统，在综合化研究中总结丰富经验，更好的开展管控工作，且在实际管理工作中还需建设高素质人才队伍，加大整体技术的管理工作力度，形成现代化与先进性的管理体系，加大技术的开发工作效果，形成现代化的火电厂机组管理模式，达到预期的工作目的。
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论文作者:刘嗣进
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
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