燃气轮机发电机组投资成本模型

本文首先通过大量的文献调研,对现有的燃气轮机整机投资成本模型进行了分析和比较,运用最新工业数据对现有模型进行了更新。进而,总结和验证了燃气轮机成本数据随功率呈幂函数关系变化的规律,并提出了新的燃气轮机投资成本模型。在此基础之上,结合国内工程的报价和实际造价,给出了符合我国实际情况的燃用天然气的燃气轮机成本模型。最后,分析了合成气燃气轮机的改造工作和改造费用组成,并对合成气燃气轮机投资成本的发展做出预测。     

联合循环电站燃气轮机控制系统的建模研究

以某联合循环电站燃气轮机的控制系统为原型.利用Matlab/simulink对该型联合循环燃气轮机控制系统建模,并进行了全工况仿真.仿真结果与实际物理过程相吻合,说明此模型可以用于联合循环机组控制系统的研究.     

分布式联合循环机组燃气轮机进气冷却系统性能分析研究

针对某分布式联合循环项目,利用EBSILON热力仿真平台建立了配置有燃气轮机进气冷系统的分布式联合循环机组热力计算模型性能,研究了燃气轮机进口空气降温幅度和机组性能随空气温度、空气湿度以及制冷量等因素的变化规律。结合当地环境条件和经济收益计算边界,分析了利用现有两台溴化锂冷水机组进行燃气轮机进气冷却条件下,机组性能的变化、投运系统后经济收益以及项目的投资回收期。研究结果表明,两台溴化锂冷水机进行燃气轮机进气冷却时,机组输出功率提升约1.20%～3.95%,机组热耗率降低约0.41%～1.01%,每年可产生经济效益约65.6万元,项目的投资回收期为2.97年。     

考虑透平冷却的再热燃气轮机联合循环热力性能参数影响

燃气轮机再热被认为可以提高效率和比功。本文基于准一维透平连续膨胀冷却模型和底循环简明估算模型对再热燃气轮机联合循环进行热力性能研究,以GT-26燃气轮机为基准分析了循环总压比、燃烧室出口温度、再热压力等关键参数对联合循环热力性能的影响特性,并与无再热燃气轮机的联合循环性能进行了比较。研究表明：不同燃烧室出口温度下的再热燃气轮机联合循环效率最大值对应的循环总压比相差不大;不同燃烧室出口温度和循环总压比下,联合循环效率对应的最佳高压透平膨胀比不同。当燃烧室出口温度为1 683 K时,在各自的效率最佳压比下,再热燃气轮机联合循环比无再热燃气轮机的联合循环效率提高了1.34个百分点,同时比功提高了33.2%。     

添加H2对9F级燃气-蒸汽联合循环机组效率的影响

为了对未来混氢燃气轮机的运行提供相关的基础数据与理论指导,研究了向甲烷中添加H2对9F级燃气-蒸汽联合循环机组效率的影响。基于Aspen Plus软件建立了联合循环模型,其中燃气轮机模型以PG9351FA型燃气轮机为基础,蒸汽轮机模型中的余热锅炉采用三压再热结构。并对燃气轮机、蒸汽轮机和联合循环的输出功率以及效率等进行了分析。结果表明：随着燃料中H2质量分数由0增加到100%,燃气轮机输出功率增加了5.02%,效率增加了1.3%;蒸汽轮机输出功率增加了0.59%,但是蒸汽轮机效率却减小了2.9%;同时,联合循环输出功率增加了3.43%,效率增加了1.2%,因此向甲烷中掺混H2可以提高燃气-蒸汽联合循环机组的经济性。     

机械驱动用单轴燃气轮机动态模型研究

随着燃气轮机性能的不断提高,其应用范围也越来越广。除用在燃气轮机电站及联合循环电站中外,同时也越来越多地用作变转速的机械驱动动力。本文给出了作为机械驱动力的单轴燃气轮机及其控制系统模型,结合实际情况对其进行了简化,并在Matlab/Simulink环境下对升减负荷、升减转速以及甩负荷过程进行了模拟。模拟结果与实际物理过程相吻合,因此,此模型可以用于单轴燃气轮机及其控制系统的研究。     

压气机进气温度对联合循环机组性能影响的探讨

通过热力学模型分析和热力系统平衡计算,研究了9F级燃气轮机压气机进气温度变化对燃气轮机及联合循环发电机输出功率及效率的影响,压气机进气温度变化不仅对燃气轮机联合循环机组满负荷时的性能有影响,在部分负荷运行时对机组的效率也有影响。通过对压气机进气温度进行调节,可以改善燃气轮机联合循环的运行性能。     

余热锅炉设计

“Gas Tubrine World”1992年11—12月号报道了与当代燃气轮机和汽轮机并驾齐驱的余热锅炉设计情况。余热锅炉是联合循环的一个关键部件。由于目前一些大型联合循环装置采用了排气温度为582℃的MS7001FA型和MS9001FA型燃气轮机,使得可以有效并经济地利用再热。目前,几乎全部联合循环的余热锅炉都是以双压或三压式产生蒸汽。弗吉尼亚电力切斯特费尔德工厂联合循     

燃气轮机性能对联合循环电站经济性的影响

利用Thermoflex软件模拟了具有不同燃气初温和压比的燃气轮机,并用模拟的燃气轮机设计联合循环电站.采用燃气轮机维护费用因子对选用不同燃气轮机电站的经济性进行计算,并对天然气价格提高的情况也进行了讨论.目的是分析燃气轮机燃气初温提高引起的成本和维护费用增加对电站经济性的影响.分析结果表明：采用更高初温的燃气轮机的联合循环电站并不一定具有更高的经济性.所得结果可作为联合循环电站燃气轮机选型的参考.图9表3参4     

蒸汽燃气轮机的技术和应用

市场的重新调节以及地方发电和热产出方面的兴趣增加了燃气轮机的使用。增加燃气轮机性能和降低环境影响的一种方法是在燃气轮机循环中引入大量的水或水蒸汽。本文将讨论蒸汽燃气轮机——EvGT的某些工业应用。EvGT循环与联合循环比较在效率、排放、部分负荷特性和经济性方面占有优势。EvGT和联合循环间的主要差别在于烟气中能量回收的方式。联合循环以燃气轮机作为顶部循环，而以汽轮机作底部循环。在EvGT中没有底部循环，代之以的是烟气中能量直接在燃气轮机中作为水／蒸汽一空气混合物回收。这就使得EvGT在运行期间在电力、过程蒸汽和过程供热的分离方面能提供很高的灵活性。蒸汽循环有相对高的比投资成本，因此需要从烟气中产生合理的甚至是高品位的蒸汽。由于这一点，联合循环常常围绕着具有高排气温度的较大的燃气轮机建立。 文章给出了EvGT在不同应用中的例子。结果则是基于市场研究（在Vattenfall进行），给出情形中使用的燃料价格只是例子，不是Vattenfall的预告。比投资成本是象征性的。 EvGT装置的物理容量取决于许多因素。首先是使用元件的数量和型式。确定加湿器尺寸的两个主要参数是增湿比（高度）和空气流量百分比（宽度）。高度取决于加湿器中需要的级数以增量增长，而宽度或横截面则正比于通过加湿器的空气流量。 虽然EvGT的主要优点开始是在发电方面显示的，但如今在热电联产使用方面也有兴趣。因为自燃气轮机产生的不同产品，例如电力和过程蒸汽对同样的热能是有对抗性的，因此重要的是相对于配置要有正确的平衡。 EvGT挑战在性能方面的竞争。对增湿空气设计的燃烧室从排放观点看与最佳的DLE设计相比似乎能等同地实现甚至更好。与联合循环比较，高的比功率将产生显著低的投资成本。由于有良好的性能、高的灵活性和低的比投资成本，EvGT在将来的能量生产中会占有一席位置。     

提高燃气轮机联合循环电站性能的优化方法

天然气联合循环机组因启停快、运行灵活性好、热效率高、排放清洁、建造周期短而倍受中国市场青睐.围绕如何通过燃气轮机进气系统、主机参数匹配、汽轮机冷端等参数优化来提高联合循环热效率是国内外学者研究的热点.以配有目前市场上最高性能等级燃气轮机的联合循环为研究对象,建立了以提高联合循环热效率为目标的热力计算和分析模型,提出了各段蒸汽压力及温度参数优化匹配方法,并进一步分析、讨论了燃料预热对联合循环热效率的影响.在综合考虑余热锅炉换热温差、汽轮机结构设计等制约因素下得到了一组蒸汽循环的优化参数配置.计算结果表明,相比直接沿用上一代蒸汽循环参数,使用该优化参数配置可大幅度提高联合循环效率,并且使用燃料预热可使循环性能得到进一步改善.     

The hybrid solid oxide fuel cell (SOFC) and gas turbine (GT) systems steady state modeling

Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) are of great interest nowadays. The feature of SOFCs makes them suitable for hybrid systems because they work high operating temperature and when combined with conventional turbine power plants offer high cycle efficiencies. In this work a hybrid solid oxide fuel cell and gas turbine power system model is developed. Two models have been developed based on simple thermodynamic expressions. The simple models are used in the preliminary part of the study and a more realistic based on the performance maps. A comparative study of the simulated configurations, based on an energy analysis is used to perform a parametric study of the overall hybrid system efficiency. Some important observations are made by means of a sensitivity study of the whole cycle for the selected configuration. The results of the selected model were compared to an earlier model from an available literature.     

燃机电厂9F型机组热电负荷优化分配研究

电厂热电负荷优化分配是指在全厂总调度负荷下,根据各机组的热力性能确定各机组应承担的热电负荷,使得全厂效益最大或能耗最小的一种最优化问题.不同于燃煤热电厂,燃机电厂9F型机组由于设计为燃气轮机加蒸汽轮机的组合方式运行,因此在联合循环热力性能模型建立上较为复杂.提出了将余热锅炉新蒸汽参数作为中间变量,建立了机组天然气燃料消耗与电负荷、热负荷之间的关系模型,确定了优化计算的目标函数和边界约束条件,并采用非线性规划方法求解.模拟与实际运行结果均表明,该优化分配方法能有效降低燃机电厂燃料消耗水平,可以为同类型燃机电厂热电负荷优化分配提供参考.     

Efficiency improvement and superiority of steam injection in gas turbines

An open cycle gas turbine with a heat exchanger and its modifications have been studied. These modifications include the combinations of the gas turbine with a steam injection system and the gas turbine with a closed cycle steam turbine. The steam is generated by a waste heat boiler. It was found that in both cases the efficiency and the net output of the gas turbine increased considerably, of the order of 20–40%. In order to define the superiority regions of the systems studied on various ranges of power output, an economic analysis per unit power has been done. For short duration, intermittent type of operation the steam injection was found superior. Above this mode of operation, the operational modes of electric base and continuous were covered by the gas turbine combined with the steam turbine.     

燃气轮机及联合循环一次调频控制综述

一次调频技术是保证电网稳定运行的重要手段。在火电机组中一次调频技术得到了广泛应用．而在国内燃气轮机以及联合循环电站中则使用很少。本文针对燃气轮机以及联合循环系统的特点．对一次调频技术的应用进行了必要的分析．得到了部分有益的结论。     

Comparative studies of augmentation in combined cycle power plants

The attractive features of a combined cycle (CC) power plant are fuel flexibility, operational flexibility, higher efficiency and low emissions. The performance of five gas turbine‐steam turbine (GT‐ST) combined cycle power plants (four natural gas based plants and one biomass based plant) have been studied and the degree of augmentation has been compared. They are (i) combined cycle with natural gas (CC‐NG), (ii) combined cycle with water injection (CC‐WI), (iii) combined cycle with steam injection (CC‐SI), (iv) combined cycle with supplementary firing (CC‐SF) and (v) combined cycle with biomass gasification (CC‐BM). The plant performance and CO₂ emissions are compared with a change in compressor pressure ratio and gas turbine inlet temperature (GTIT). The optimum pressure ratio for compressor is selected from maximum efficiency condition. The specific power, thermal efficiency and CO₂ emissions of augmented power plants are compared with the CC‐NG power plant at the individual optimized pressure ratios in place of a common pressure ratio. The results show that the optimum pressure ratio is increased with water injection, steam injection, supplementary firing and biomass gasification. The specific power is increased in all the plants with a loss in thermal efficiency and rise in CO₂ emissions compared to CC‐NG plant. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

多燃机电厂的负荷分配优化

燃机电厂基本都要承担电力调峰任务。对于多台燃机并存的电厂，电力负荷在机组间的分配合理与否直接关系到电厂运行的经济性。本文采用简单解析分析和实际案例测算相结合的方法．研究了多燃机电厂的负荷分配优化问题．重点讨论了两套PG9171E型或PG9351FA型燃气轮机单循环。或两套S109E或S109FA联合循环发电系统。结果表明。当各单机负荷可大于一定值时．机组间平均分配负荷．则电厂的热经济性最佳；否则．非均匀分配负荷．总热效率较优。这一定值与燃机部分负荷特性密切相关。本文的结果对指导多燃机电厂的实际运行具有参考价值。     

Exergy analysis,parametric analysis and optimization for a novel combined power and ejector refrigeration cycle

A new combined power and refrigeration cycle is proposed, which combines the Rankine cycle and the ejector refrigeration cycle. This combined cycle produces both power output and refrigeration output simultaneously. It can be driven by the flue gas of gas turbine or engine, solar energy, geothermal energy and industrial waste heats. An exergy analysis is performed to guide the thermodynamic improvement for this cycle. And a parametric analysis is conducted to evaluate the effects of the key thermodynamic parameters on the performance of the combined cycle. In addition, a parameter optimization is achieved by means of genetic algorithm to reach the maximum exergy efficiency. The results show that the biggest exergy loss due to the irreversibility occurs in heat addition processes, and the ejector causes the next largest exergy loss. It is also shown that the turbine inlet pressure, the turbine back pressure, the condenser temperature and the evaporator temperature have significant effects on the turbine power output, refrigeration output and exergy efficiency of the combined cycle. The optimized exergy efficiency is 27.10% under the given condition.