杨士超
哈尔滨电气股份有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150028
摘要：如今，随着我国科学技术的不断进步，我国能源工业也取得了长足发展。能源的有效和清洁利用是可持续社会和经济发展的重要动力，由于当今能源结构正在发生根本变化，因此高效燃气轮机发电技术的发展具有很高的战略需求。本文简要介绍了燃气轮机，分析新型燃气轮机再热联合循环发电的特点，并对其新型天然气轮机再热联合循环发电的关键技术进行介绍，以期对相关领域具有借鉴意义。
关键词：新型燃气轮机；再热联合循环发电；关键技术；分析
前言：燃气轮机是一种复杂的动力设备，是许多学术理论研究的共同成果，目前，燃气轮机及其联合循环具有排放低，效率高的特点。基于国家的经济发展战略和国际竞争优势，先进的燃气轮机技术是一个国家经济和技术实力的象征。由于传统的燃气轮机功率低，在工业过程中，组合发电技术是一种组合发电装置，在该组合发电装置上叠加了来自燃气轮机、蒸汽轮机以及动力传递装置，与常规蒸汽系统相比，具有发电效率高、成本低、性能好等优点。
1燃气轮机联合发电技术的概述和特点
1.1概述
燃气轮机主要由压缩机、燃烧室和燃气轮机组成。压缩机从外部空气中吸入空气，然后逐渐冷凝空气，空气温度相应升高，空气被注入燃烧室，涡轮通过负载压缩机和转子，并将气体或液体燃料的化学能转化为电能。传统燃气轮机进出口的产气量较高，容易造成热能的浪费。本次设计的蒸汽系统采用再热联合循环方案，三压主要为低压、中压和高压，可提高联合循环的效率。
1.2特点
燃气轮机的技术是以燃料为基础，可用的燃料包括天然气、煤气化后合成的可燃气体和一些液体燃料。随着燃气轮机生产技术的发展，在不影响经济发展的情况下，联合循环的热效率可以达到60%。当前，单循环燃气轮机的热效率可以达到约40％，当使用大容量，超临界蒸汽轮机单元时，循环的热效率仅增加45％至47.7％。为了进一步提高发电系统的效率，提出了一种新型燃气轮机再热联合循环发电技术。
2新型燃气轮机联合关键技术分析
2.1联合循环发电技术
联合发电技术的早期核心是蒸汽循环，尽管增加了发电机组的炉压，但性能和实际效率并未提高。燃气轮机蒸汽系统的发展逐步取代了传统系统，从而改变了机组的原始温度范围。在短短20年的时间里，结合使用燃气轮机和循环发电技术，组合燃气轮机技术的使用实现了高性能运行，该设备的输出功率超过200兆瓦。从历史发展的角度来看，燃气轮机能够取得成功并在今天表现出色主要与电网的安全运行密切相关。燃气轮机使用大量新的联合发电单元，这些单元具有非常高的参数和大容量。在美国，联合发电已成为发电的主要部分，占燃气涡轮发电机的近50％，在德国，联合循环发电占燃气轮机总装机量的70％。
2.2燃气轮机的燃烧技术
燃气轮机的燃烧技术主要基于燃烧室的设计和应用。使用现代技术设计燃烧室并重新设计燃气轮机的燃烧组合。在当前的技术环境中，燃气轮机燃烧室的构造主要通过喷嘴和分离器的组合来实现，不仅实现了燃气轮机在燃烧过程中的均匀搅拌性，而且还支持了燃烧温度的控制。压缩机是燃气轮机的核心部件，在燃烧室的发展中起着重要的作用，这种结构遵循空气压缩机在低负荷的设计思想和原理，并用于在实际操作期间有效地控制空气压缩机的性能。对于整个燃气轮机，研究技术创新以控制平均吸热温度并提高循环容量的循环效率是一个难题。目前正在研究的高压比重再加热技术是一种提高循环效率的新技术。
燃气轮机设备由国内外知名制造美国通用电气公司（GE）造，在实际应用环境中，设备单元可以在单轴的帮助下实现连续再加热，然后通过再加热原理将燃烧室连接起来，实现循环。
2.3煤气化联合循环发电技术
煤气化联合循环发电技术需要多台机组气化炉设备和燃气轮机设备。但由于技术条件的限制，这项技术的应用效果并不显著，但其试验为循环发电技术的发展提供了借鉴。在快速发展的时代，煤气化联合循环发电厂的建设在世界范围内已大大增加，我国将其作为中心研究课题，并投入了大量的人力和物力来建立科学研究项目。采用煤气化联合循环发电厂技术的发电厂，将现代服务技术与燃气轮机技术相结合，形成了煤气化联合循环发电机组，大大提高了发电效率，有效控制了发电成本。
3联合循环发电技术的应用和建议
燃汽轮机联合循环发电技术的发展是世界各国都十分重视的问题，这项技术降低每千瓦的成本，提高燃气轮机的进气温度，提高单台机组的热效率。发电厂的性能和热效率得到了显着提高。在正确的政策引导下，联合循环火力发电得到了稳步快速的发展。欧盟联合循环发电机组在总装机容量中的份额仍在上升。联合循环发电技术具有高效，清洁的特点，符合21世纪发电技术的发展方向。但是，我国联合循环发电项目的运营成本仍高于传统燃煤电。因此，有必要将国家指导方针与市场机制结合起来，并确定某些优惠政策。具体建议如下：（1）推进联合循环发电技术建设，通过建设一批示范电厂，推广联合循环技术，有效提高联合循环发电厂设备的效率。（2）电价对经济效益有重大影响。为了提高联合循环的技术和经济优势，国家应采取政策，鼓励发电厂创新技术。
4中国燃气轮机和联合循环技术发展的政策建议
结合我国的实际情况，可以发现主要的障碍是天然气成本。从目前的情况看，我国联合循环发电厂中存在着大量的调峰，因此可以在此基础上发展调峰，另一方面，政府应放松对燃气轮机燃料的进口政策。其次，引进和学习燃气轮机生产技术。我国燃气轮机行业虽然在一定程度上影响了我国的发展，但与发达国家相比仍有较大差距，这也将为中国的快速发展提供机遇。联合循环技术作为主要的发电技术，为了进步和发展，我们应该向发达国家学习，提高我国的技术水平。
5燃气轮机的优化设计
优化燃气轮机联合循环设计主要考虑以下因素：（1）燃气轮机的热性能特征。热量输出是燃气轮机发展的方向，其应用的前提是燃气轮机出厂时较低的额定功率，因此充分考虑待机模式下的热量输出和燃料消耗，选择负荷加速性能好、热效率高的机组；（2）燃气轮机的经济性。随着市场营销的深入，选择燃气轮机时必须考虑燃气轮机的价格。在给定相同的燃气轮机，功率和效率的情况下，燃气轮机的成本通常较高，但是相应地降低能耗，更加环保，这就要求电厂综合考虑自身的需求和资金实力，选择合适的模式；（3）燃气轮机的可用性。可用性、可靠性和维修性反映了燃气轮机装置规划、制造和运行服务的整体质量，峰值负载单元更加关注启动可靠性，发电厂必须借助该可靠性来记录其影响因素。（4）发电厂的负荷要求。发电厂的容量和位置受地理区域，区域供电计划和用户要求的影响。一般来说，在电网建设时，电厂应在燃料和电力需求充足的前提下，优先考虑大容量的循环机组，以保证降低发电成本和初期投资。
6结束语
综上所述，新型联合燃气轮机的关键技术有利于充分发挥新型燃气轮机的性能，满足社会对能源的需求。
参考文献：
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