燃气—蒸汽联合循环机组变工况建模及其特性分析

燃气—蒸汽联合循环的优势在于对燃料中的化学能实现能的梯级利用,因具有良好的节能环保和投资效益而得到越来越广泛的发展和应用。目前我国的燃气—蒸汽联合循环机组基本上都是进口机组,生产厂家所提供的机组参数均是在设计工况下运行时的额定参数,但是在实际运行过程中,由于受到各种因素的影响,机组经常在变工况条件下运行,所以,为了全面了解和掌握燃气—蒸汽联合循环机组的性能,除了了解其设计工况下的性能外,还需要对机组变工况特性进行计算与分析。 本文的重点和目的就是对联合循环机组的变工况特性进行分析研究,本论文以单轴燃气轮机和无补燃的余热锅炉所组成的燃气—蒸汽联合循环机组为研究对象进行分析计算。 本文首先介绍了论文研究的背景,对我国发展燃气—蒸汽联合循环机组的前景进行了分析,简述了国内外燃气—蒸汽联合循环发电技术发展现状,并指出了研究燃气—蒸汽联合循环机组变工况特性的意义,论文以此为基础而全面展开。 文中对燃气—蒸汽联合循环机组的工作原理、燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机的运行方式进行了简要的介绍,之后分析研究了影响联合循环机组变工况特性的主要因素,包括机组负荷、大气温度、大气压力、大气湿度、机组燃料、蒸汽循环方式、进排气压损等条件变化对机组性能的影响。 利用模块化建模思想,将燃气—蒸汽联合循环分解成三大模块:燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机,对各部件的变工况特性做出了详细的分析和研究,并且分别建立了各部件的变工况数学模型。根据每个模块的输入与输出将所分解的模块组成燃气—蒸汽联合循环系统。 利用所建立的变工况数学模型进行编程计算,计算时根据所研究的影响变工况的因素不同对所建立的数学模型做出合理的假设和简化,分别对机组负荷变化后、大气温度变化后和机组燃料变化后机组的性能参数进行了计算,并研究了当通入余热锅炉的燃气参数变化后蒸汽参数的变化情况,并对计算的结果进行了分析,证明了所建模型的正确性。