燃气-蒸汽联合循环发电效率分析

燃气-蒸汽联合循环发电效率分析

王韬

中交煤气热力研究设计院有限公司辽宁沈阳110000

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摘要：目前，世界范围内的能源危机与环境危机不断加重，且尚无较好的解决对策，而社会发展与经济发展对于能源资源的需求量却在不断增加，这也会导致能源问题将在未来较长一段时间成为社会发展的主要问题之一。在此背景下，清洁能源发电技术得到了人们的重视，且已经在多个行业中得到了较好应用，在清洁能源发电技术当中，燃气-蒸汽联合循环发电是主要构成，若想确保该技术的合理应用，就需要不断提高其发电效率，本文将对燃气-蒸汽联合循环发电技术进行概述，并探讨提高发电效率的主要措施。

关键词：循环发电；蒸汽；燃气；效率；措施；联合

伴随我国社会经济的不断发展，我国能源危机与环境污染问题则较为严峻，目前，我国政府已经针对能源与环境问题提出了环境保护以及节能减排的相关要求，相关行业与企业需要切实响应这一号召，对于传统的燃煤发电系统进行革新、更换等。在工业生产等领域，联合循环发电技术是一项高效运营技术，燃气-蒸汽联合循环发电是一种清洁能源发电技术，对于环境有较好的保护，且这一技术在国际领域的发电量占比也较高。因此，对这一发电技术的效率进行有效提高十分必要，这也是该项技术未来深入发展的关键所在。

一、联合循环发电的意义

联合循环发电技术需要使用燃气轮机与蒸汽轮机，与常规类型的燃气炉相比，清洁程度更高。联合循环发电的效率较高，污染较少，所以在国外受到较高认可，国际领域很多生产发电的企业，应用联合循环发电技术的占比超过50%。对于我国而言，可以将多余的热量用于水资源的加热，以满足工业生产与用户的取暖需求，能源得到循环利用之后，效率可超过八成。绝大多数火力发电在燃煤过程当中仅能产生电能，大量热量都被浪费，所以火电厂的能源利用率相对较低，很多火电厂仅能达到1/3。热电厂主要是利用燃煤将水加热，让其通往不同用户处供暖，所以，将两者进行联合，就可以在火力发电的同时，将冷凝水用于供暖，以实现能源节约。

二、我国燃气-蒸汽联合循环发电目标效率

图1燃气-蒸汽联合循环发电系统热循环示意图

对于我国燃气-蒸汽联合循环发电的目标效率而言，我国目前最为先进的燃气轮机多为F型，这类燃气轮机的制造技术较为优秀，进气与排气温度都较高，上限温度分别为1288℃与589℃，且排放的废气很少，GE公司也生产出212MW，效率达到35%的9F燃气轮机。目前，我国在工程领域当中需要积极应用新的工艺技术，对其质量进行控制，不断优化燃气-蒸汽联合循环发电的效率。以FB燃气轮机为例进行分析，在IOS标准环境下，9FB燃机的循环机组出力为291MW，效率为38.4%，109FB联合循环机组的出力则为333MW，基本负荷下的效率为59.1%，目前我国已经有发电企业引入了这一类型的机组，并且投入使用。

三、提高燃气-蒸汽联合循环发电效率的措施

（一）做好热电系统的谐波控制

对于燃气-蒸汽联合循环发电机组而言，其控制线路对于主电路的结构存在相对较高的要求，可以对负载侧的谐波电流进行有效的滤波处理，并且被控制成为等效谐波阻抗，这会让燃气-蒸汽联合循环发电机组设备的总串联谐波阻抗对于各个次谐波等效为0，并且确保所有的负载谐波电流进入燃气-蒸汽联合循环发电机组设备的各个支路，从而对整个机组设备的效果进行较好的增强。与此同时，这也能够不断加强燃气-蒸汽联合循环发电机组设备的输出补偿电压，主要就是当电流经过燃气-蒸汽联合循环发电机组设备的时候，可以利用滤波器对其加以控制处理，实现较为有效的补偿，这样可以在电源出现畸变的时候，有效对其产生的畸变电流进行较好的抑制。燃气-蒸汽联合循环发电机组对于基波电流无法进行直接有效的滤除，主要是对机组设备整体的滤波效果进行有效提高，这样可以确保补偿电压当中不会含有基波电压，而仅存在谐波电压，所以功率容量相对较小，确保其经济性能得到较好提高，进而对大容量负载进行有效补偿处理。

（二）做好安全管理

对于燃气-蒸汽联合循环发电效率的提高，还需要相关人员切实做好安全管理工作。若想保证燃气-蒸汽联合循环发电机组设备运行的稳定性与安全性，相关人员需要在电气设备进行运行之前做好各项准备处理工作，并且积极开展安全用电知识的普及推广，对于发电设备进行积极、有效的维护与保养处理，如果发现故障等问题需要做好记录与及时检修，以保证电气设备一直处于稳定运行的状态，从而不断提高燃气-蒸汽联合循环发电机组设备的运行效率。相关人员需要针对配电盘进行定期检查，对配电盘存在的安全隐患进行及时排除，并且从声音异常、隔离开关情况以及气味等多方面进行分析，对故障问题进行及时处理。针对设备的指示灯，相关人员需要尤为注意，根据指示灯的不同反应情况，就应当对故障的原因进行分析。在安全管理工作的开展过程当中，相关单位与人员还需要做好安全监督，选择专业的监督人员对安全管理工作的开展情况进行及时、有效的监督与总结。监督人员需对安全管理工作开展情况进行有效检查，并及时与工作人员沟通存在的问题，共同加以解决。

（三）加强动态管理

对于燃气-蒸汽联合循环发电而言，动态管理是一项十分重要的工作，在燃气-蒸汽联合循环发电的过程当中，相关人员需要选择科学方案实施动态管理，并且对影响发电效率的各项因素进行较好控制。相关人员需要在具体操作过程当中，将发电所产生等的相关费用、各方面的消耗等控制在可批准的额度范围之内，并且及时对其进行修整、调整等，严格杜绝发电过程中出现浪费情况，从而确保燃气-蒸汽联合循环发电过程中各方面能力得到合理匹配、整合，从而获得利益最大化。相关人员在动态管理工作当中需要确保获得的效益与效益消耗的时间为正比，在相同时间之内，获得的收益越多，时间效益也就越高，反之同样成立。所以，在进行动态管理的过程当中，相关人员需要尽量追求利益最大化，在最短的时间之内获得最大的效益。

结语

联合循环发电是一项新型、高效的发电技术，但是在具体应用中会受到多方面因素的影响，导致发电效率出现下降等情况。针对燃气-蒸汽联合循环发电技术的应用，相关单位与人员需要掌握我国在这一发电技术中的目标效率，并且结合相应的问题等选择科学、高效的措施，以实现该项发电技术应用效率的提高。

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