摘要：近些年，随着我国经济的快速发展，社会上对于电力的需求量大大的增强。为更有效地利用宝贵的能源资源，同时满足今后日益严格的环保要求，应在抓好开源节流的同时，采用新技术和新设备，通过能源多级而合理地利用，大幅度提高能源的有效利用，以解决电力短缺的局面。为此，必须着手开发效率高、污染少的，能提高能源有效利用的既有发展前途又有实用价值的嫩气一蒸气联合循环发电技术。为此，本文首先对影响联合循环机组热经济性的因素进行了简要概述，并提出了相应的建议，旨在满足人们基本的电网用电负荷和日益严格的环保要求。
关键词：燃气－蒸汽联合循环；问题；探讨
改革开放以来，我国电力行业迅猛发展，但是电网峰谷差的趋势日益增大，燃气轮机技术的发电技术得到了极大的重视和快速的发展。近几年我国相继建成了一批具有国际先进发电技术的机组，不仅可以有效的缓解电力的紧缺，而且还能充分发挥其增强电网调峰能力的作用。进入 21 世纪以来，随着科技的迅猛发展，我国对能源的政策进行了大幅的调整，如何高效、洁净的利用相关能源已经成为电力行业发展的一大趋势。
1 影响联合循环机组热经济性的因素
1.1燃机负荷率对热经济性的影响
由于燃机经常要参与调峰运行，频繁大范围的负荷波动导致燃气轮机排气参数经常发生改变，进而影响底循环系统的性能，最终对联合循环机姐的热经济性产生影响。为定量分析燃机负荷率对联合循环机组经济性的影响，根据设汁厂商提供的热平衡图，基于MATLAB仿真平台模拟计算IS 0工况下燃机100%负荷
（100% G T）、燃机80%负荷（80% G T）、燃机75%负荷（75% GT）、燃机50%负荷（50% GT）的运行参数。随着燃气轮机负荷降低，燃气轮机热耗率显著上升，汽轮机热耗率略微下降，联合循环热耗率上升幅度较小，联合循环机组的经济性变差。当燃机负荷从100% G T降到50% G T时，燃机热耗率上升约31.5%，汽机热耗率下降约1.49%，联合循环热耗率上升约11.8%。这是由于随着燃机负荷降低，燃料量减少，为保证燃气透平初温基本不变，IG V（进口导流叶片）角度关小，空气流量减少，此时燃气透平排气温度上升，进而提高了底循环系统的热经济性，汽机热耗率降低，从而减缓了联合循环热耗率的上升幅度。
1.2环境温度对热经济性的影响
环境温度对联合循环机组热经济性的影响主要体现在影响压气机的进口空气质量和流量，由于压气机是旋转一定容积的空气压缩装置，空气密度随着环境温度的上升而下降，导致进入压气机的空气质量流量减少，压气机运行工况点将发生偏移，导致等嫡压缩效率下降，压气机出口温度提高。为保证燃气轮机输出功率不变，天然气进气流量将势必增加，使得燃气透平排气温度上升，燃气透平排气流量下降。燃气轮机排气参数作为余热锅炉的入口边界条件，其变化将传递到余热锅炉及蒸汽轮机底循环系统，使得蒸汽轮机输出功率改变，从而对机组整体热经济性产生影响。
1.3大气压力对热经济性的影响
大气压力提高，空气密度上升，压气机进气流量增大。尽管由于压气机运行工况点因入口边界条件改变而偏离设计工况点，导致压比略微下降，但压气机出
口空气压力将提离，压气机出口空气温度随压比下降而降低。所以随着大气压力的提高，燃机效率将上升。通过计算得出，大气压力变化对联合循环热耗率的影响近似呈线性关系；与大气压力对燃机热耗率的影响不同，联合循环热耗率随大气压力的提高而上升，这是由于随着大气压力的提高，燃气透平排气流量减少，进入余热锅炉的烟气热量减少，导致汽机功率下降，进而使得联合循环热效率下降；不同燃机负荷工况下，大气压力对联合循环热耗率的影响程度不同，负荷越低，大气压力变化引起的联合循环热耗率变化越大，这是由于随着燃机负荷的降低，压气机IG V角度将关小，导致压气机实际压缩过程的流动损失增大；大气压力对联合循环热耗率的影响总体较小，在100%燃气轮机负荷工况下，大气压力每增加1 kPa，联合循环热耗率仅约上升1.238 kJ/（kwh）。
1.4大气湿度影响
空气比热容会受到燃气轮机吸入空气的水蒸气含量的影响。而空气比热容对燃气轮机的影响是多方面的：不仅影响压气机功耗，还影响燃气透平的做功量及燃气轮机的燃料量。燃气轮机的效率及功率都受空气比热容的影响，也就是受大气湿度的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆燃机出力、热耗率都受到大气湿度的影响，其中燃机出力受大气湿度的影响更明显。热耗率在大气湿度40%-60%范围内几乎保持不变，仅在大气湿度大于60%后才缓慢下降，而燃气出力随着大气湿度的升高而不断升高，而且升高的幅度也较大。
2 优化燃气－蒸汽联合循环效率的几点建议
2.1优化设计循环系统
对于联合循环的设计而言，燃气轮机的效率不是越高越好。技术人员在选择燃气轮机的过程中，应尽量选择设计良好的燃气轮机。对于不补燃的联合循环而言，山于蒸汽循环的参数会受到排气温度的限制，蒸汽循环的效率与燃气循环具有密切的联系。对于燃气轮机的效率而言，在提高的状态下，蒸汽循环效率具有很多优势，该方式属于积极影响的联合循环系统。在联合循环过程中，最合理的联合循环效率并不意味着选择燃气轮机的效率最大值，当燃气初温确定后，值得技术人员注意的是，山于燃气轮机的效率虽然高，余热锅炉的循环效率、蒸汽参数处于低状态。同时，低压比的燃气轮机排气温度高，正气循环通过采用再热技术并且发挥其优势，能获取较佳的蒸汽部分效率。
对于联合循环而言，将燃气轮机排出的“废气”直接引入余热锅炉，随后加热水会产生出高温高压的蒸汽，最终推动汽轮机做功。因此，汽轮机的朗肯循环与燃气轮机的布雷顿循环通过结合，能有效形成能源梯级的利用总能系统，实现较高的热效率，该方式属于联合循环，大多数联合循环系统应用于发电行业。
优化设计过程中，技术人员在实际系统分析的基础上，需要加强理论的分析工作。对于理论分析而言，技术人员通过重视燃气一蒸汽联合循环的理论环节，在设计出一系列燃气一蒸汽联合循环发电系统的基础上，不断优化方案，并且依据热力系统实际情况，建立好模块化动态系统，同时技术人员通过改变燃气轮机负载工况，保障热力数据的稳定性，技术人员通过全面分析影响系统运行的效率，能够得出相应的数据信息。
2.2 提高技术人员的综合专业水平
对于加装余热锅炉的技术里，技术人员在研究燃气透平尾气的余热过程中，通过不断发挥给水的作用，能够充分保障高压蒸汽快速推动，从而不断提高汽轮机的效率，使发电机发电的质量不断提高，在提升燃料化学能的过程中，技术人员需要落实好机械能的转化工作，保障余热锅炉型的燃气能够正常运行。通常情况下，燃气一蒸汽联合循环发电系统涉及多个能量循环，能量属于相对平衡的状态。根据相关数据调查显不，很多因素会影响整个燃气一蒸汽联合循环机组的效率，例如余热锅炉的效率、蒸汽轮机的效率、燃烧室的效率、燃气轮机的效率，从而保障联合循环充分发挥作用，技术人员根据实际情况，选择科学合理的高效率的燃气轮机，尽可能落实好排气温度等工作，充分发挥燃气循环的效率的优势，获取最大的联合循环效率。燃气一蒸汽联合循环发电系统具有很多种类，依据燃气轮机的容量，包含以下类型：微型、小型、中型、大型；依据余热锅炉的类型，包含以下类型：助燃锅炉联合循环、正压锅炉联合循环、余热锅炉联合循环、补燃余热锅炉联合循环；依据发电机的位置，主要包含以下类型：多轴配置系统等。山于单轴配置是汽轮机与气轮机联合运行下发挥作用的，因此多轴配置能够为汽轮机拖动不同发电机，从而进行正常的发电工作。
2.3 政府加大扶持力度
我国对大型燃气轮机的研究时间短，因此必须积极引入西方发达国家的先进设备，同时加大研究力度，尽快朝全套发电设备国产化目标前进。企业必须充分重视国家的执行内容、政策法规。通过相应国家环保鼓励的号召，不断提高企业自身建设燃气一蒸汽联合循环发电系统的力度。企业必须重视燃气的种类等条件。同时，燃气一蒸汽联合循环发电系统必须运行情况，从而选择较为科学的补给燃料，有效实现气源的本地化、多元化。
3.结束语
综上所述，综上所述，随着当代能源危机不断凸显之后，燃气发电技术越来越成熟。为了不断提高我国的综合国力，我国必须重视燃气-蒸汽联合循环发电系统的优势并克服其发展中存在的问题，实现企业的可持续发展，从而促进社会的进步。
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论文作者:祁哲
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/17
标签：燃气轮机论文; 燃气论文; 蒸汽论文; 效率论文; 大气论文; 余热论文; 负荷论文; 《电力设备》2017年第33期论文;