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燃气轮机的排烟能量是影响联合循环效率不可忽略的重要因素。当联合循环电厂业主对燃气轮机进行招标的时候,业主需要对燃气轮机的排烟能量进行评估,以确保最终获得较高的联合循环效率。那么,仅评估燃气轮机的排烟能量是否就足够了呢?答案是否定的。
2014年,华能国际电力股份有限公司桂林世界旅游城项目最终采用了GE的3台6F.01燃气轮机。既有了实际案例并获得客户的认可和信任,在此仍以6F.01机组为例加以说明。在ISO工况下GE 6F.01的排烟能量约为294GJ/h, 排烟温度约600℃。假设总的排烟能量不变,降低排烟温度进行联合循环的性能计算。在计算过程中,蒸汽轮机的主蒸汽参数、效率、背压、余热锅炉的节点温差以及省煤器接近点温差在不同的燃机排烟温度下都取相同值。变化燃气轮机的排烟温度,比较各排烟温度下的蒸汽轮机出力和联合循环效率,可得到曲线1和曲线2如下。
曲线1
曲线2
由曲线1和曲线2可见,保持相同的燃气轮机排烟能量,当燃气轮机排烟温度从600℃下降到560℃时,蒸汽轮机的出力下降了1100kW, 联合循环的效率下降了0.74个百分点。当然,当燃机排烟温度进一步下降,汽机的主蒸汽温度也需要随之下降,汽机出力和联合循环效率的下降值就更大了。
由于燃气轮机排烟温度下降,导致余热锅炉高压过热器和蒸发器的传热温差下降,余热锅炉的高压过热器和蒸发器的换热面积就需要增加,从而导致余热锅炉造价的增加。下图曲线3是在相同燃机排烟能量的条件下,HRSG高压过热器和蒸发器的换热面积和燃气轮机排烟温度的关系曲线。
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