驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的基本燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行后，新鮮空氣被吸入壓縮機(jī)，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子葉片將空氣壓縮，提高空氣的溫度和壓力。這種熱的壓縮空氣與燃料混合，通常是天然氣，但有時(shí)也會(huì)使用液化石油氣、煤油、垃圾填埋氣體或石油，然后在燃燒室中燃燒。熱廢氣在渦輪中膨脹并釋放到大氣中。壓氣機(jī)和渦輪共用一個(gè)連接軸，因此旋轉(zhuǎn)渦輪產(chǎn)生的一部分旋轉(zhuǎn)能量，通常超過(guò)一半，用于驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)。

燃?xì)廨啓C(jī)長(zhǎng)期以來(lái)一直用于工業(yè)應(yīng)用，因此嚴(yán)格為固定動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這些工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)往往是用沉重、厚實(shí)的材料制成的大型機(jī)器，其高熱電容和慣性矩降低了它們對(duì)變化的負(fù)載進(jìn)行快速調(diào)整的能力。它們的尺寸范圍從數(shù)百千瓦到數(shù)百兆瓦。對(duì)于最小的單位，只有20%左右，但是對(duì)于10兆瓦以上的渦輪機(jī)來(lái)說(shuō)，它們的效率往往在30%左右。

另一種類型的燃?xì)廨啓C(jī)利用了數(shù)十億美元的開(kāi)發(fā)工作，用于設(shè)計(jì)輕型、緊湊的噴氣式飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。這些航空衍生渦輪機(jī)使用的薄、輕、高溫合金材料能夠快速啟動(dòng)和加速，因此它們很容易適應(yīng)快速負(fù)載變化和大量啟動(dòng)/關(guān)閉事件。其體積小，易于在工廠制造完整的設(shè)備，并將其運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，從而減少了現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間和成本。航空衍生渦輪機(jī)的尺寸從幾千瓦到大約50兆瓦不等。在較大的尺寸中，它們的效率超過(guò)40%。

注蒸汽燃?xì)廨啓C(jī)

提高燃?xì)廨啓C(jī)效率的一種方法是增加一個(gè)熱交換器，稱為熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，以捕獲渦輪機(jī)的一些廢熱。如圖3.22所示，通過(guò)余熱鍋爐泵出的水變成蒸汽，蒸汽被注入到來(lái)自壓縮機(jī)的氣流中。注入的蒸汽取代了燃燒室中本來(lái)需要的一部分燃料熱，電力期貨資料。這些裝置被稱為注入蒸汽燃?xì)廨啓C(jī)(STIG)，效率可以接近45%。此外，注入的蒸汽降低了燃燒溫度，有助于控制NOx的排放。它們比簡(jiǎn)單的燃?xì)廨啓C(jī)要貴得多，這是由于余熱回收裝置的額外費(fèi)用，以及凈化進(jìn)料水必須小心謹(jǐn)慎。

聯(lián)合循環(huán)電廠

從我們對(duì)卡諾循環(huán)的分析中，我們知道熱機(jī)的最大可能效率既受低溫阱的限制，也受高溫源的限制。隨著廢氣離開(kāi)燃?xì)廨啓C(jī)在溫度經(jīng)常超過(guò)500◦C，它應(yīng)該不奇怪，總體效率通常是適度的，在30%的范圍，除非一些使用高質(zhì)量的廢熱。熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)可以捕獲一些廢熱用于過(guò)程蒸汽或其他熱用途，但如果目標(biāo)是最大限度地輸出電力，同時(shí)把任何熱效益作為次要的，燃?xì)廨啓C(jī)廢熱可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)二級(jí)蒸汽輪機(jī)。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)以這種方式耦合時(shí)，其結(jié)果稱為聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠。通過(guò)共同努力，這種聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠已經(jīng)取得了過(guò)高的燃料發(fā)電效率的50%。

兩個(gè)渦輪機(jī)是如何連接的：燃?xì)廨啓C(jī)排出的廢氣經(jīng)過(guò)一個(gè)熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，然后被允許排放到大氣中。余熱鍋爐使水沸騰，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，在汽輪機(jī)中膨脹。蒸汽循環(huán)的其余部分是正常的:在冷凝器中產(chǎn)生部分真空，從汽輪機(jī)中抽出蒸汽，產(chǎn)生的冷凝液通過(guò)HSRG泵回，完成這個(gè)循環(huán)。

添加官方認(rèn)證企業(yè)微信 免費(fèi)咨詢

品牌優(yōu)勢(shì)：金口碑 資深期貨客戶經(jīng)理

服務(wù)優(yōu)勢(shì)：專屬顧問(wèn) 新人手把手教學(xué)