浅谈燃气-蒸汽联合循环系统影响余热炉热效率的因素

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摘　要：在当今越来越紧缺的能源影响下，人们越来越注重效率的改进和提高，国内逐渐开始出现燃气-蒸汽联合循环发电系统。本文主要针对我公司的燃气蒸汽联合循环系统来讨论的。公司主要使用美国索拉公司的TITAN130燃气轮机组和杭州锅炉集团有限公司的104/600-20(2.6)-3.92(0.2)/450型双压补燃型自然循环余热锅炉的了联合循环系统。通过实际工作中遇到和解决了的一些问题进行分析，讨论影响余热炉效率的一些主要因素和采取相应措施，确保了公司燃气蒸汽联合循环系统发电机组长期安全可靠，高效清洁经济运行

关键词：燃气-蒸汽联合循环　余热炉　TITAN130 　热效率　双压补燃型

一、锅炉介绍

本锅炉为双压、双锅筒补燃型自然循环燃汽轮机余热锅炉，主要由进口烟道、烟气挡板们、中间烟道、烟道式补燃装置、过渡烟道、锅炉本体、出口烟道、主烟囱、烟道膨胀节、钢架及护板、平台扶梯等部件组成。锅炉本体受热面采用标准单位模块式结构，由垂直布置的错列开齿螺旋鳍片管和上下集箱组成，以获得最佳的传热效果和最低的烟气压降。

二、影响余热炉的因素

1.燃气轮机的影响

在燃气—蒸汽联合循环系统中，燃气轮机是整个系统的热量来源，燃机的各项参数变化直接影响余热炉的各项参数。由于余热炉受燃机排气温度和烟气量直接影响，因此机组所带负荷发生变化时，余热炉的各项参数会受到影响发生变化。当燃汽轮机所带负荷越高时，燃机排烟温度和烟气流量也越大，当负荷达到满负荷是锅炉烟气温度和流量也趋近于最大。因此，为保障余热炉的最大效率最好使燃机满负荷运行。

2.余热炉自身的影响

除了燃机的影响之外最主要的还是来自于余热炉自身的一些情况。

2.1补燃系统带来的影响

由于余热炉投入补燃系统运行使得单耗远远增加，严重影响了系统效率，因此公司根据自身情况对余热炉系统和汽轮机系统参数进行了改善。可以再不用投入补燃的情况也满足运行要求。

2.2锅炉水温、水质的影响

未处理过的水中含有杂质和结垢物质。如果水质不处理或者处理不好容易使锅炉结垢，而水垢的导热系数很低，所以一旦受热面结垢，由于热阻增大，锅炉出力降低。经测定锅炉受热面上结1mm的水垢，燃烧损失率达到2%-3%，因此结垢越厚损失越大。实际上过路由于是处理不好或者未进行水处理的，会使受热面垢层厚度大于2mm或者更大，有的甚至达到10mm。这样不但降低了热效率，而且是锅炉管壁温度升高，需用应力下降，容易导致锅炉爆炸，影响安全经济运行。实践证明，锅炉给水温度每提高6℃，就能节省1%的燃料。

2.3热量散失的影响

由于锅炉炉墙、汽水热力管道系统的温度总是比锅炉内的空气温度高，所以部分热量会以辐射和对流的方式向周围空气散失掉。再加上锅炉输送到汽轮机的过程中管线较长且暴露在外面，由于我公司所在地区早晚温差大，冬季气温很低，导致蒸汽在输送工程中大量损失。

2.4排烟温度的影响

燃用含硫量很低的轻油或几乎不含硫的天然气时，因燃料成本相对较高$需要进一步降低排烟温度，力求尽可能地利用燃气余热，提高余热锅炉效率。

三、提高余热炉的热效率

1.提高给水质量

通过加装一台10吨反渗透装置和两台30吨反渗透水处理装置，主要由精密过滤器、多级高压泵、高低压保护系统、反渗透膜组件、不锈钢管路阀门及PLC电控系统组成。具有在线监测纯水电导率的功能,此外还配备了就地清洗系统(CIP)。该系统是以软化水为水源制备纯水的设备.软化水经过供给泵送至精密过滤器过滤,除去5μm以上机械杂质,再经高压泵推动下进入反渗透膜元件实现纯水和浓水的分离,纯水送至使用点,浓水一部分反馈,另一部分直接排放。反渗透装置的产水量≥30吨/小时(水200C)，脱盐率≥97%，回收率≥70%。

2.提高给水温度提高凝结水回收率，防止凝结水损失是锅炉节能的重要环节。凝结水的回收不但减少锅炉软化补水量，减轻水处理系统的负担，而且由于凝结水温度比正常会问高出很多，从而提高锅炉给水温度。另外，双压锅筒的存在给加热给水温度带来方便。低压锅筒的饱和蒸汽温度132.80C，将其饱和蒸汽引进除氧器来给水加温和除氧，最终达到104℃的额定给水温度。

3.装加保温层

由于本地区海拔高，相对温度较低，昼夜温差大影响蒸汽产出和输送过程中不必要的热量损失。因此，可以给余热炉墙体、锅炉本体和蒸汽输送管线、阀门等加装石棉网、硅酸铝材料等保温材料来减少热量的辐射和对流作用，从而减少散热损失。

4.降低排烟温度在设计余热锅炉时可采用双压或三压蒸汽系统， 即在余热锅炉中除了

产生高压过热蒸汽外，还产生中压或低压过热蒸汽，补入汽轮机的中、低压缸中做功。由于增加了产生低压蒸汽的系统，回收了更多的热量，同时也把烟囱排烟温度降至更低，双压余热锅炉的排烟温度可降低到110 ~130℃。

四、总结

热效率是衡量过路能量利用的技术水平和经济性技术指标。在燃气—蒸汽联合循环系统中，余热炉的效率和燃机运行情况和锅炉本身设计施工等都分不开的，但是还可以通过防止结垢，提高给水温度和防止热损失等方法来改善余热炉的热效率。参考文献[1]徐惠峰 李春平

燃机电站操作规程

青海油田供水供电公司 Q/CNPC QH1600—2005.[2]如何提高锅炉热效率值提高锅炉毛效率.[3]何语平 大型天然气联合循环电厂对余热炉蒸汽系统的选择 中国电力 2004年2月 第37卷 第2期.