燃气_蒸汽联合循环发电系统的热经济学分析_图文.doc

燃气-蒸汽联合循环发电系统的热经济学分析刘凤国1, 项友谦2, 徐永生1, 王 启2 1.天津城市建设学院能源与机械工程系,天津300384;2.中国市政工程华北设计研究院 煤研所,天津300384 摘 要 以单位发电量最低成本为目标函数,建立了燃气-蒸汽联合循环发电系统的热经济学优化模型。在给定的初始条件下,采用热经济学优化模型,可得到燃气-蒸汽联合循环系统各主要参数的优化结果及单位发电量最低成本。 关键词 燃气-蒸汽联合循环; 发电; 热经济学; 优化 中图分类号T U995 文献标识码A 文章编号1000-4416200705-0075-04 Ther m o2econo m i c Ana lysis of Ga s and Steam Co m b i n ed Cycle Power Genera ti on System L I U Feng2guo1, X I A NG You2qian2, XU Yong2sheng1, WANG Q i2 1.D ept.of Energy Sou rce and M achine Eng ineering,Tianjin Institute of U rban Construction,Tianjin 300384,China;2.D ept.of Gas R esearch,N orth Ch ina M unicipal Engineering D esign po wer generati on; ther mal econo my; opti m izati on 近年来,国内建设了一批燃气-蒸汽联合循环发电厂,燃气-蒸汽联合循环发电技术已经比较成熟,工程技术人员对其热力学特性也进行了大量的分析研究,但对于燃气-蒸汽联合循环发电系统的经济性分析大多在系统设计结束后进行[13],基于热经济学理论的分析并不多。本文结合燃气-蒸汽联合循环发电的热力学原理和热经济学理论,建立燃气-蒸汽联合循环发电系统的热经济学优化模型,对燃气-蒸汽联合循环发电系统的经济性进行研究。 1 燃气-蒸汽联合循环发电系统流程 燃气-蒸汽联合循环发电系统流程见图1[2]。燃气轮机是一种工作于高温区的热机,利用了燃料的高品质能。余热锅炉吸收燃气轮机排气的热量产生蒸汽,蒸汽轮机是一种工作于低温区的热机,它将蒸汽的热量转化为机械功。由于燃气-蒸汽联合循环发电系统按照热量梯级利用的原则,将燃气轮机与蒸汽轮机结合起来,同时利用了高品质和低品质的热量,从而获得较高的循环效率。 燃气-蒸汽联合循环发电系统的T-s温-熵图见图2[4]。1234为燃气轮机内部的压缩、燃烧和膨胀过程。45为燃气轮机排气在余热锅炉中对给水进行加热的过程。51为余热锅炉排烟在大气中放热的过程。89为余热锅炉给水在循环泵中被加压的过程。99′6′6为给水在余热锅炉中吸热并转化为蒸汽的过程。67为蒸 第27卷 第5期2007年5月煤气与热力 G AS ② 13为工况点。参考文献 [1] 焦树建.燃气-蒸汽联合循环[M ].北京机械工业 出版社,2000. [2] 焦树建.烧煤的燃气-蒸汽联合循环装置[M ].北 京清华大学出版社,1994. [3] 刘祥源,李宇红,叶大均,等.燃气轮机热电冷联产系 统合理配置研究[J ].华东电力,2004,32148-50. [4] 姚秀平.燃气轮机及其联合循环发电[M ].北京中 国电力出版社,2004. [5] 王加璇,张恒良.动力工程热经济学[M ].北京水 力水电出版社,1989. [6] 宋之平,王加璇.节能原理[M ].北京水力水电出 版社,1985. [7] 廉乐明,李力能,吴家正,等.工程热力学第4版 [M ].北京中国建筑工业出版社,2000. [8] 黄彦彰.燃气轮机联合循环系统建模及其性能分析 硕士学位论文[D ].北京华北电力大学,2005. [9] 蔺雪莉.燃气-蒸汽联合循环发电装置的应用及其 对环境的影响[J ].热机技术,2000,114-16. [10] 蔡睿贤.余热锅炉式燃气-蒸汽联合循环近似热力 学分析[J ].工程热物理学报,1981,24304-309. [11] 刘祥源,李宇红,武小兵,等.燃气轮机热电冷联产系 统的优化设计与运行[J ].中国动力工程学报,2005, 25122-26. [12] 张晓晖,杨茉,卢玫,等.火电厂热力系统火用分析计 算研究[J ].动力工程,2004,5703-707. [13] 杨勇平,王加璇.汽轮机性能评价的新准则火用效 率[J ].汽轮机技术,1995,37121-26. [14] 宋兆基,徐流美.MAT LAB 6.5在科学计算中的应用 [M ].北京清华大学出版社,2005. [15] 国家电力公司陕西电力公司定额站,国家电力公司 西北电力设计院.燃气-蒸汽联合循环电站参考造价2000年水平[M ].北京中国水力水电出版社, 2002. 作者简介刘凤国1980- , 男, 山东鱼台人, 硕士生, 主要研究方向为燃气燃烧与应用。 E -ma ilfg_lius ohu .com 收稿日期2006-12-29; 修回日期2007-02-12 ・信息・ 天津蓟县天然气工程开工建设 天津市燃气集团筹集近亿元资金建设的天然气入蓟县工程2007年3月20日举行奠基仪式。 此项工程由宝坻区朝阳大道开始,至蓟县经济开发区,将敷设全长50km 、DN 300mm 的天然气高压干 线,供气规模达到2600104m 3/a 。一期工程预计8月底完工,1.5104 户居民将用上天然气。届时,蓟县地区将结束没有管道天然气的历史,天津市18个区县也将全部用上天然气。二期工程实施后,供气规模达 到6000104m 3 /a 。 天然气入蓟县工程将对改善蓟县的能源结构,提高人民的生活水平,加快社会经济发展起着重要的推动作用。 本刊通讯员 供稿 ・ 87・第27卷 第5期 煤气与热力 www .watergasheat .com