燃气-蒸汽联合循环发电装置的特点及应用探究

燃气-蒸汽联合循环发电装置的特点及应用探究

中山嘉明电力有限公司

摘要:燃气-蒸汽联合循环用燃气和蒸汽分别作为高温和低温工质,其蒸汽轮机装置循环是由燃气轮机的排气实现加热源。而燃气-蒸汽联合循环发电装置能有效提高火力发电的热效率,所以以高效和节能的特点广受好评,被大量运用于我国电力事业的发展,是当前电力事业发展的重要技术力量。本文将围绕燃气-蒸汽联合循环发电装置,从而探究其突出的优势特点以及在实际中的应用。

关键词:燃气-蒸汽联合循环发电装置;特点;应用

引言

随着经济和社会的发展,能源问题的形式也越来越严峻,其中,在电力资源开发生产的过程中,由于燃烧煤炭而造成的环境污染一直是全球所头疼的问题。而在中国,煤炭燃烧发电方式占据了电力资源开发方式的70%,同时又因为发电技术以及发电方式造成燃煤发电厂的污染排放量位居全国前几,其中二氧化碳占了全国排放总值的30%,而氮氧化合物和粉尘超过了全国排放总值的50%。所以,在这个背景下,“煤的洁净燃烧”技术成为社会重点的发展对象,也是社会亟待发展的电能开发技术。因此,燃气-蒸汽联合循环发电装置就在这个背景下诞生,且以其较高的热效率应用于各大火力发电厂之中,有效缓解了我国燃烧煤炭所产生的污染问题,具有非常广阔的发展前景。

一、燃气-蒸汽联合循环发电装置的概论

燃气-蒸汽联合循环发电装置主要由热锅炉、发电机、蒸汽机和燃气轮机等组成装置系统,又以热锅炉、发电机、蒸汽机和燃气轮机组成的装置系统完成热能的循环。[1]首先,系统吸收且压缩外界空气,完成空气吸收压缩的工序之后形成高温高压的烟气,高温高压的烟气在燃气轮机中转变成高温燃气,而又在蒸汽机中形成低温蒸汽,高温燃气转变成发电机械能之后剩余的烟气也可以在蒸汽机中形成低温蒸汽,从而传输到热锅炉之中继续吸收过后,最终会形成高效发电的热能循环装置。燃气-蒸汽联合发电装置与传统的发电装置相比,能够充分利用热能,极大地提高了发电的热效率,同时又降低污染物质的排放,在一定程度上环节了火力发电的环境污染问题。

二、燃气-蒸汽联合循环发电装置的突出特点

1.污染排放少

我国社会生活与生产都离不开电力资源,而中国恰恰是以火力发电为主,在给社会提供更多电力资源的同时也造成了更大的环境负担。燃气-蒸汽联合循环发电装置的发电原料主要使用的是燃油、燃气或油气混燃,与传统的火电发电装置相比,其燃烧过程中所排放的污染物较少,能够有效保证其的环境效应。此外,燃气-蒸汽联合循环发电装置在有些时候也会采用煤炭作为燃烧原料,然而结合发电装置高热效率以及后期的脱氮脱氨工艺,其污染排放量也会大幅减少。

2.投资费用低

我国电网已经建成了一个较为完善的系统,而燃气-蒸汽联合循环发电装置可以在原来的电网设备上进行改造翻新,并不需要对原先电网做出很大的改变,所以燃气-蒸汽联合循环发电装置的安装并不需要很高的投资费用就可以完成。另外,由于建设装置的工序较为简单,所以将工期控制在4-5个月,也在一定程度上降低了投资成本。

3.经济效益高

燃气-蒸汽联合循环发电装置是将外界的空气吸收至系统内部,然后经过热锅炉、发电机、蒸汽机和燃气轮机等作用,实现热量的循环利用,很大程度上提高了发电的热效率,以此升高了发电的输出功率,保证了较高的发电经济效益;另外,燃气-蒸汽联合循环发电装置可以将燃料燃烧产生的热量充分利用到发电过程之中,从而转变为发电的机械能,实现燃料的高燃烧程度,提高了燃料利用效率,避免热量和燃料的浪费,降低了发电的成本。

4.运行灵活

燃气-蒸汽联合循环发电装置启动速度快,大型燃气轮机发电机组从发启动令到并网时间不超过30分钟,中小型的只需要20分钟左右[2]就能完成,速度快的时候可以在10-15分钟启动,可以降低因为过长启动时间而导致的电能浪费以及较高的发电效率;此外,燃气-蒸汽联合循环发电装置可以脱离电网系统而单独运行,突出体现了传统机组所没有的灵活性,能够应付一些突发的电力时间,比如停电以及线路故障等,被很多城市高度采用为备用机组。

5.冷却水需求少

燃气-蒸汽联合循环发电装置对冷却水的需求较少,与传统发电装置相比,可以减少一半的用水量,在一定程度上解决了发电厂的选址问题。因为传统发电设备对冷却水的要求高,所以发电厂的建设受到了水源环境的制约作用。

三、燃气-蒸汽联合循环发电装置的应用

我国在20世纪50年代就开始了燃气-蒸汽联合循环发电装置的研发,与世界发达国家的研究水平基本同步,且于上世纪80年代,燃气-政企联合循环发电装置的发展已经达到了一定的技术水准,已经可以投入到一定范围的电力系统之中,实现了一定的成就。随着经济和社会的发展,环境问题越来越严峻,因此燃气-蒸汽联合循环发电装置以其突出优势被投入更广泛的现实应用,以下是应用到国家电网中的具体表现:

1.改造传统发电厂

在上文所阐述的投资费用低部分中,提到燃气-蒸汽联合循环发电装置作为单独发电装置,可以在原先的电网上的电力设备进行改造,不需要深入电网系统之中。所以,对电力设备进行改造也就是对传统发电厂中的电力设备进行改造,将燃气-蒸汽联合发电装置的循环系统安装到电力设备中,从而取代传统的电力机组,实现传统发电厂设备的改造。

2.建设坑口电站

坑口电站指的是在煤炭的生产地建设大型的发电基站,从而实现就地方点,不需要煤炭的运输,将运送煤炭的投入转变为电力的输出。建设坑口电站可以有效降低煤炭运输的成本,实现更高的发电经济效益。然而,坑口电站因为冷却水的原因,其建设难度较大。燃气-蒸汽联合循环发电装置对冷却水的需求少,可以适应缺水环境,可以解决因为冷却水而造成的坑口电站建设困难的问题。

四、结束语

燃气-蒸汽循环发电装置以其污染排放少、投资费用低、经济效益高等突出优势,被广泛应用到我国电网系统以及发电厂之中,缓解了资源枯竭、环境污染等社会问题。除此之外,燃气-蒸汽循环发电装置还被应用到石油化工、冶金等行业[3],且在未来的社会发展中,一定会投入到越来越多的生产行业之中,加速我国经济的可持续健康发展。

参考文献:

[1]李昂镝.燃气-蒸汽联合循环发电装置的特点及应用[J].技术与市场,2017(04):79+81.

[2]袁奥,李嘉鹏.论燃气——蒸汽联合循环发电技术的应用[J].机电工程技术,2017(10):109-111.

[3]顾本可.燃气蒸汽联合循环发电技术探讨[J].贵州电力技术,2017,20(1):8-10.

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