是什么使联合循环发电厂如此高效?

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最近的黑色和veatch的报告显示,在下一十年中,涉及联合循环技术的项目数量将大幅增加3.1%。这个预测只有一个原因:联合循环电厂的高效率。在这篇文章中,我们将试图破解这种效率背后的秘密。

什么是组合循环电厂?

正如名称组合周期所表明,这种类型的电厂包括天然气和蒸汽动力生产技术的组合。组合的循环发电厂依赖于燃气轮机产生功率和热废气的简单事实。当电力被引导到发电机时,热气体用于产生蒸汽。蒸汽运行蒸汽轮机以产生额外的电源。

图1:组合循环发电厂的示意图

如何合并循环燃气轮机(CCGT)工作?

与A类似简单的循环燃气轮机厂,组合的循环燃气轮机涉及空气入口作为第一阶段。空气通过相当大的部分,根据控制条件,它经历清洁和冷却。该过程的目的是确保入口空气对涡轮压缩机安全。值得注意的是,空气有几种可能损坏压缩机和其他涡轮机部件的杂质。这些杂质通常被分类为固态,液态和气态污染物。

净化后,空气经历压缩,与天然气结合,然后点燃。随后的膨胀会产生旋转涡轮机叶片的压力。此时,发电机旋转并产生电力。正如您所预期的那样,该阶段产生大量的废物热量。与简单的循环工厂不同,CCPP将废热引导到另一个部分。他们称之为热回收蒸汽发生器(HRSG),因为它捕获了废热。该热量而不是去排气堆,而是针对蒸汽轮机,在那里它产生额外的电力。使用此设备,a联合循环发电厂能够利用废气。

CCPP的概念图

CCPP概念图(来源

如前所述,废气形成该过程的副产物的一部分。用一个余热蒸汽发生器(HRSG),组合的循环发电厂能够利用废气。热回收蒸汽发生器如何运行?其过程很简单:热气体热量蒸发管中的水以产生蒸汽。这种蒸汽又转动蒸汽轮机刀片,导致额外的电力生产。

联合循环电厂效率效率效率

燃烧(气体)涡轮机随时间的复杂性增加,但它们仍然包括三个部分,即涡轮机,压缩机和燃烧系统。综合循环厂也可能超过简单的循环植物(根据EIA的估计数为389美元/ kW,而且为389美元/ kW),但它们弥补了高效率的缺点。你了解操作的程度如何组合循环效率电厂吗?

表达效率

2016年,GE制造了一个综合循环发电厂62.22%的效率。这是直接进入吉尼斯世界记录,作为当时最有效的纪录。如急效率所证明的那样,CCGT在涉及到该地区时,CCGT在简单的循环燃气轮机上保持优势。该发电厂的效率以热速率表示(BTU / KWH)。从这里借钱来自美国能源信息管理局的信息,CCGT似乎是最有效的电厂类型。效率的上升简单地从装置的废热回收部分中。正如您可以从GE案例中看到的那样组合循环效率发电厂已经超过了60%的标记。这就是该行业如何计算这种效率:HCC.= H.C1.+ H.C2.- - - - - - hC1.HC2.在哪里;

  • HCC.=组合效率
  • HC1.=循环效率1
  • HC2.=循环效率2

假设第一循环效率为40%,第二循环效率为35%,组合循环的效率达到0.40±0.35-0.40 * 0.35 = 0.61。这使得CC效率远高于各个循环。

可用效率改进空间

组合循环效率达到了令人难以置信的水平,您可能认为这一切都是关于涡轮机的性能。然而,专家认为,甚至有机会更好的效率。将出现高温金属材料和耐温陶瓷。通常,涡轮机技术将继续前进。如果您想了解有关联合循环电厂的效率的更多信息,我们将在这里分享知识和专业知识。

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HRSG无疑是任何CCGT的主要支柱。您还将在许多工业流程中找到这些发电机。当涉及CCPP的电源输出时,大约三分之一来自蒸汽轮机循环。另一部分由燃气轮机循环产生。虽然这种组合通常会增加功率效率,但非常热的区域的高环境温度可能是障碍。为了提高效率,有必要优化组件。实现这种优化的最佳方法是什么?好吧,我会说到目前为止,最可靠的技术是涡轮机入口空气冷却(TIAC),由Araner提供巧妙。足球滚球时投注

足球滚球时投注涡轮机入口空气冷却,用于增强组合循环

联合循环发电由于效率高,是目前发电的首选技术之一。然而,它们有很大的缺点:当环境温度较高时,联合循环的性能会降低。这种对性能的降低和对环境条件的依赖是一个临界点,因为电力峰值需求期通常与环境温度高的时期相一致。这意味着当最需要组合循环时,其性能是最低的。这个问题可以解决涡轮进口空气冷却系统。足球滚球时投注

Tiac如何进入?

由于燃气轮机呼吸大量空气,因此其效率受到改变到压缩机的空气的质量(质量流量或密度)的任何东西的影响。燃气轮机的标准环境条件为15˚C温度和1.013bar压力。这些天气条件的变化是大多数发电厂脸部最明显的变化和挑战Tiac可以帮助位于热区域的组合循环发电厂以最佳地执行全年。沙特阿拉伯的许多工厂所有者,卡塔尔和其他普遍的热门国家都发现了这种革命性技术的好处。Araner在改造或新工厂设计阶段具有技术能力来实现这一技术并非秘密。由于发电厂不一定在相同的环境条件下操作,不可能拥有标准的电源增强解决方案。这就是Araner采用基于不同因素的定制方法的原因。

蒸汽涡轮机的影响

在组合周期中,由于它可以防止电力输出损失,引发了辅助燃气轮机用于标准15˚C的环境空气温度。正如本文前面提到的,环境空气温度的升高会降低燃烧涡轮的功率输出。通过安装TIAC系统,燃气轮机功率输出增加高达30%还增加了排气流量。然而,由于冷却,排气温度将减小。气体温度的降低部分补偿了排气流量的增加,最终效果是蒸汽轮机功率输出的增加2-5%。因此组合周期的典型全局数字是:

  • 燃气轮机功率增加:20 - 30%
  • 汽轮机功率增加:2 - 5%

这种方法的好处

在热电联产系统中,TIAC可以防止环境空气温度超过标准15˚C时蒸汽涡轮机的功率输出损失。正如本文前面提到的,环境空气温度的升高会降低燃烧涡轮的功率输出。由于流量也减少了,因此产生的废气也减少了,这反过来又影响了余热锅炉的蒸汽产量。随着余热锅炉蒸汽输出的减少,只能意味着功率输出的减少。ARANER的TIAC解决方案绝对是对中东和海湾地区自然挑战的回答。

结论

随着全球能源需求持续增长,组合循环发电厂变得更加相关。因此,工厂所有者和管理人员必须特别注意这些系统中的电力生产。我们都知道它;没有单一的燃气轮机可以具有100%的性能。我们将进行无数的可行性研究,并进行复杂的计算,所有人都以获取此事的根源。即使你做过所有这些东西,你也不应该忘记环境天气条件始终具有轴承的性能联合循环发电厂。阿兰纳,通过其广泛赞誉的TIAC技术,是现代解决方案的可信任提供商,以提高表现联合循环发电厂s。联系我们获取更多信息。