摘要：通过查阅大量燃气轮机、联合循环及余热锅炉等相关资料，分析介绍了配套汽轮机的结构及特点，余热锅炉的配置状况，以及联合循环汽轮机与传统汽轮机系统的异同点，并对国内、国际标准的融合进行了阐述。
关键词：联合循环 余热锅炉 汽轮机热力系统 验收结论
我公司中标的尼日利亚二期EPC项目为天然气联合循环，建设规模为4台GE公司9E燃气轮机配套4台余热锅炉和两台126MW汽轮机，主要设备特点是：余热锅炉采用简化的双压无再热力循环设计；采用多轴配置等。
1、汽轮机配置
在大型联合循环发电系统中，燃气轮机与汽轮机的容量配合比，一般为2：1、3：1或4：1等，本期工程采用2台9E燃机配一台126MW的汽轮机组的方案。联合循环配套汽轮机受到燃机负荷的制约处于从属地位，因此机组调峰是由燃气轮机来完成，汽轮机负荷的变化取决于燃气轮机的排烟量，要求机组为全周进汽、动静部件差胀小，适合机组滑压运行的需要。
联合循环汽轮机同时具备以下特点：(1)无调节级，配汽方式为节流调节；(2)汽轮机排汽流量较常规等容量的汽轮机大30％； (3)快速启动功能要求汽轮机动静之间间隙比常规汽轮机大；(4)末级叶片特殊设计，结构设计中需要特殊考虑热应力的影响。
2余热锅炉（HRSG）配置
根据合同要求二期余热锅炉为双压无再热、自然循环、卧式（水平布置）无补燃型余热锅炉，并明确要求采用简化的双压无再热蒸汽循环模式。
其主要设备有：高压过热器、高压蒸发器、高压省煤器、低压蒸发器、低压汽包、除氧器、低压循环泵、低压给水泵、高压给水泵、高压汽包、高压循环泵、烟气挡板等组成。
与常规锅炉相比余热锅炉是利用燃气轮机排气作为热源，因此不需要燃烧系统（除非有补燃要求）；无风机设计，通风来自于燃气轮机的排气；并且在多压状态下产生蒸汽提高了热回收效率；余热锅炉为对流热交换而不是辐射热交换；同时不采用膜式水冷壁结构，而是采用翅片管提高传热效率。
3联合循环汽轮机热力系统（双压无再热）与常规燃煤125/135机组的异同点
3.1、凝结水系统：常规135MW机组凝结水系统要经过轴封加热器、三台低压加热器然后进入除氧器进入给水系统；而联合循环凝结水系统仅经过轴封冷却器加热，温度大约为40度就进入了余热锅炉的加热器，经过余热锅炉的尾部烟道加热后，进入除氧器。
3.2、除氧给水系统：传统除氧给水系统是除氧器水箱的水经过低压给水管道，至电动给水泵升压，经过给水操作台进入锅炉省煤器的；而联合循环的除氧给水系统在余热锅炉侧完成，经过尾部烟道加热后的凝结水进入除氧器，由除氧器水箱下来的水分别经过高压给水泵和低压给水泵，经过分别加热后进入高压汽包和低压汽包。
3.3、再热系统：本套机组为双压无再热余热锅炉，不存在再热系统,大大简化了系统。
3.4、旁路系统：常规机组为二级串联旁路系统，且容量为30%BMCR；而联合循环汽轮机旁路系统为100%BMCR大旁路系统；由于其没有再热系统，其再热器不需要保护，其高压汽包产生的主蒸汽经过100%BMCR大旁路减温后直接进入凝汽器。相对常规汽轮机而言系统简单，操作方面。
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3.5、主要设备布置
常规135MW机组的布置方式既有横向布置又有纵向布置，哈汽生产的冲动式汽轮机一般为横向布置，由于其轴系短，采用横向布置，汽机房跨度为26米；上海生产的反动式汽轮机一般采用纵向布置。
本项目尼日利亚二期工程，其配置2GT&HRSG+1STG的联合循环，布置的特点是使两台汽轮机集中布置，便于集中控制，其缺点是：主蒸汽管道布置太长，机组冷却启动暖管时间较长，制约联合循环发电机组快速启动，而且由于主蒸汽管道长，主蒸汽的压损与温降也增大，大大降低了其热经济性能；另外这种类布置方式使汽轮机在汽机房内横向布置，使汽机房的跨度达到33米，增加了行车的跨距，增加了造价。
4验收及标准执行上的探讨
在标准问题上，目前燃气轮机在我国并没有形成系统的标准，国内在燃气轮机安装及性能试验上普遍执行的是美国标准。
而压力容器方面，合同特别提及英国BS5500标准。国外压力容器的标准也有很多，比较著名的分别是ASME规范（amecian Society of mechanical Vessels），英国的标准BS5500，《非直接火焰加热焊接压力容器》（Unfired Fusion Welded Pressure Vessels）、德国标准《AD受压容器规范》、日本标准JIS B 8270 《压力容器（基础标准）》，本期合同特别要求在压力容器方面执行英国的BS5500标准。
在竣工验收方面，不能按照国内的思维模式，可以采用模块化验收，即按照设备制造厂所执行的标准进行验收，燃气轮机采用美国标准（主要是ASME标准）进行验收，汽轮机采用我国标准进行验收，而余热锅炉可根据设备制造厂所引进的技术，参照相关标准进行验收；压力管道及汽轮机辅助设备均可以按照国内的标准进行施工、验收，可以是简单的采用英汉对照模式，因为其毕竟为国产设备，执行相关设备的国家标准符合合同约定。
5结论
在EPC项目中，如何将国内成熟技术与所在国的实际情况融合好，如何将国内技术标准与国际标准、及所在国标准整合好，如何将成本控制与性能的控制达到一个极佳的结合点，设计是关键，其决定着70%的费用，优化设计，在满足合同要求的基础上减少工程量，很大程度上取决于设计是否成功。
参考文献
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作者简介
孙建国（1971），男，电力工程师，主要从事电力建设中的汽轮机，附属设备和系统的安装及调试工作，Email: sunjianguo19711@163.com
论文作者:孙建国
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/22
标签：汽轮机论文; 余热论文; 锅炉论文; 燃气轮机论文; 系统论文; 标准论文; 机组论文; 《电力设备》2018年第15期论文;