[发明专利]一种中档功率燃机蒸汽联合循环机组性能优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃机领域，具体涉及一种中档功率燃机蒸汽联合循环机组性能优化方法。

背景技术

目前国外厂家在新型燃机设计或投运后，都要对联合循环蒸汽系统进行优化计算，在具有先进燃机技术和产品的同时，也提供综合性能高的联合循环机组，大大提升了产品信誉及市场竞争性。

燃机排气温度476℃、烟气流量59.42kg/s。根据燃机的排气温度和流量，初步核算余热锅炉一次蒸汽流量约为30t/h，汽轮机的功率在6.0MW级。目前，国内汽轮机行业6.0MW级功率的汽轮机基本为中压参数2.35MPa/390℃，如偏离此参数较多，机组将重新设计，成本增加，对于目前燃机试验项目所需的单台机组而言会增加很大投资，因此宜选用现有的成熟机组进行参数核算。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种中档功率燃机蒸汽联合循环机组性能优化方法，通过系统优化设计，选用一台燃机带一套蒸汽机组组成一拖一联合循环,确定了燃机联合循环技术参数，为该燃机联合循环机组进行科学的配套，确定了经济性高的组成方案，使机组运行达到较好的经济效益，也为用户进行燃机订货提供了技术方向。

具体技术方案如下：

一种中档功率燃机蒸汽联合循环机组性能优化方法，采用余热锅炉型联合循环，所述联合循环都采用余热锅炉型联合循环及机组分轴布置形式。

所述联合循环可以为一台燃机带一套蒸汽机组组成一拖一联合循环或两台燃机带一套蒸汽机组二拖一联合循环。

本方法的优点是：

目前开发的中档功率燃机已完成台架试验，正在对燃机进行工程试验工作，在工程试验完成后将推入燃机发电市场。而在联合循环机组的配套中，蒸汽系统的优化计算不仅可以帮助完成配套的余热锅炉、汽轮发电机组等关键设备的选型提供技术依据和要求，还可以确定联合循环机组具有最佳的热效率，既能充分合理利用能源，又能提高产品的市场竞争力，扩大产品市场销售。因此，通过机组优化设计来实现燃机联合循环机组最佳技术匹配方案。通过系统优化计算，确定了燃机联合循环技术参数，为该燃机联合循环机组进行科学的配套，确定了经济性高的组成方案，使机组运行达到较好的经济效益，也为用户进行燃机订货提供了技术方向。

附图说明

图1为一拖一分轴布置燃机联合循环示意图；

图2为二拖一分轴布置燃机联合循环示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围不受附图所限。

燃机排气温度476℃、烟气流量59.42kg/s。按照联合循环的设计规范，蒸汽初温取决于燃机排气温度，二者一般相差25～60℃。

在余热锅炉计算中，窄点温度取9℃，接近点温差大于5℃，过热蒸汽温度与过热器入口烟气温差大于15℃。按此对余热锅炉的蒸汽蒸发量进行计算，并在蒸汽压力改变时，蒸发量也随之相应改变，得到一组蒸发量与蒸汽压力的变化关系。在汽轮机计算中，考虑了机械效率和流动损失，背压取为0.08Mpa。按照汽轮机的通流计算方法，根据余热锅炉计算得出的蒸汽参数，计算汽轮机出力，得到不同蒸汽参数和流量情况下的出力曲线，该曲线存在着最大出力值。计算中还考虑了其它有关因素，如排烟阻力、进气阻力、大气条件、天然气条件等。

余热锅炉回收燃机排气热量的多少对机组的效率影响很大，如过分追求余热回收，势必使锅炉受热面增大、系统复杂，致使设计制造成本增加，维修费用加大。对于蒸汽轮机也有系统的考虑和对燃机排气系统的要求。另外，烟气从锅炉烟囱排出的温度也有限制，不能太低等。

在余热锅炉计算时，蒸汽温度根据排气温度进行经验确定，蒸汽压力决定出力，需要由设计优化进行确定，其它参数按经验进行选择，并确定设计模型。

汽轮机计算按照蒸汽进气参数和流量，计算通流效率，排气背压、末级叶片高度等按经验和结合国内现有机型和产品进行选择，并确定设计模型。

按上面确定的条件，对联合循环进行优化计算，提出了合理的配套容量和参数，计算结果见表1和表2。

表1燃机联合循环机组优化计算结果.

表2燃机联合循环机组优化计算结果