燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)裝置裝置

排氣余熱利用型聯(lián)合循環(huán)裝置　這是最簡(jiǎn)單而且已成熟的方案(圖1)。燃?xì)廨啓C(jī)的約為 500℃的排氣被引向余熱鍋爐，后者產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī),總的輸出功率約是原燃?xì)廨啓C(jī)的1.3～1.5倍。70年代末，這類裝置的熱效率已達(dá) 42～46%。隨著燃?xì)獬鯗氐奶岣?，熱效率可望達(dá)到50%以上。此外，它的運(yùn)行機(jī)動(dòng)性好、耗水少、基本投資低和占地面積小。排氣余熱利用型除圖中的無(wú)補(bǔ)燃的以外，還有一類是帶補(bǔ)燃的。它們的區(qū)別在于：鍋爐中除引入燃?xì)廨啓C(jī)的排氣外，還加入燃料燃燒，以提高進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)和增大流量，使汽輪機(jī)的輸出功率增加。在補(bǔ)燃時(shí)可采用價(jià)格較低的燃料。這類裝置還可用來(lái)改造已有的蒸汽動(dòng)力發(fā)電站，以提高其熱效率。燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)裝置燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)裝置煤氣化的燃煤聯(lián)合循環(huán)裝置　這種裝置以煤為燃料，煤先在高壓(2～3兆帕)的氣化裝置中氣化為粗煤氣，氣化用的壓縮空氣引自壓氣機(jī)（即壓縮機(jī)），氣化用的蒸汽從汽輪機(jī)抽汽而來(lái)（圖2）。粗煤氣經(jīng)凈化后先至煤氣膨脹透平作功，再作為燃?xì)廨啓C(jī)的燃料進(jìn)入燃燒室，其余部分原則上與圖1的方案相同。這種裝置能減少對(duì)環(huán)境的污染,隨著燃?xì)獬鯗氐奶岣?它在熱效率方面的潛力也較大。主要問(wèn)題是煤的氣化和煤的凈化還有待于解決，如氣化效率、除塵和長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性等。這種裝置還處于中間工業(yè)試驗(yàn)階段，熱效率一般還低于常規(guī)蒸汽動(dòng)力發(fā)電站。一些國(guó)家正研究用核能來(lái)提供煤的氣化所需的熱量和蒸汽。

沸騰燃燒的燃煤聯(lián)合循環(huán)裝置　這種聯(lián)合循環(huán)裝置分為用加壓沸騰爐的和用常壓沸騰爐的兩類。

① 用加壓沸騰爐:從壓氣機(jī)出來(lái)的壓縮空氣通向加壓沸騰爐，燃燒后排出溫度為850～900℃的煙氣進(jìn)入燃?xì)馔钙?。加壓沸騰爐中所產(chǎn)生的蒸汽引向汽輪機(jī)（圖3）。在這種裝置中燃燒是在高壓下進(jìn)行的，故結(jié)構(gòu)緊湊，便于向大容量發(fā)展。對(duì)劣質(zhì)燃料的應(yīng)用和減少環(huán)境污染都有較好的效果。對(duì)70年代末，已有數(shù)兆瓦級(jí)的中間試驗(yàn)裝置并正常運(yùn)行千余小時(shí)。但是，這種裝置的熱效率受到沸騰床溫的限制（低于900℃），最高只能達(dá) 40%。同時(shí)，還有一些技術(shù)問(wèn)題，如高溫除塵、大型加壓沸騰爐和高溫耐磨蝕的燃?xì)馔钙降壬杏写鉀Q。燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)裝置燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)裝置② 用常壓沸騰爐:為了避開(kāi)用加壓沸騰爐聯(lián)合循環(huán)裝置的一些技術(shù)困難，70年代中期以來(lái)一些國(guó)家建造常壓沸騰燃燒的燃煤聯(lián)合循環(huán)裝置（圖4）。從壓氣機(jī)出來(lái)的壓縮空氣，在埋于沸騰床中的管道內(nèi)被加熱到700～800℃，然后再向燃燒室中噴入附加燃料把溫度進(jìn)一步提高，高溫、高壓空氣引向燃?xì)馔钙?。燃?xì)廨啓C(jī)的排氣分別通入沸騰床和常規(guī)煤粉鍋爐。由于進(jìn)入燃?xì)馔钙降幕旧鲜歉蓛舻目諝?，技術(shù)上難度較小，易于實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行，但其熱效率潛力不大。

聯(lián)合循環(huán)裝置的設(shè)想在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展早期就已經(jīng)提出，大約在60年代初便有了較成熟的、利用排氣余熱的聯(lián)合循環(huán)裝置。此后以石油和天然氣為燃料的聯(lián)合循環(huán)裝置得到了廣泛的應(yīng)用。以煤為燃料的"整體"聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置正在興起，許多國(guó)家都很重視燃煤聯(lián)合循環(huán)裝置的研究工作。聯(lián)合循環(huán)裝置的排氣余熱利用、煤氣化和沸騰燃燒等幾種主要形式。

燃?xì)猕C蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置，把燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)裝置聯(lián)合而成的發(fā)電裝置。

根據(jù)熱力學(xué)第二定律，對(duì)于熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，提高循環(huán)工作介質(zhì)的加熱溫度，或者降低放熱溫度，都能提高熱效率。隨著技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)90年代投入運(yùn)行的燃?xì)廨啓C(jī)初溫已經(jīng)達(dá)到1?200～1?400℃，但燃?xì)廨啓C(jī)的排氣溫度也很高，一般在500～600℃，熱效率最高只達(dá)39%。同時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)的工質(zhì)流量又很大，大功率燃?xì)廨啓C(jī)的排氣流量在300千克/秒以上，有著大量可利用的熱量?，F(xiàn)代常規(guī)蒸汽輪機(jī)的放熱溫度比較低，燃?xì)猕C蒸汽聯(lián)合循環(huán)就是將燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)循環(huán)聯(lián)合起來(lái)的使之既具有燃?xì)廨啓C(jī)的高溫加熱，又具有蒸汽輪機(jī)的低溫放熱，實(shí)現(xiàn)熱能的梯級(jí)利用，組成熱效率更高的發(fā)電裝置。具有供電效率高，電廠造價(jià)低，建設(shè)周期短，運(yùn)行靈活性大，污染排放少等優(yōu)點(diǎn)。80年代以來(lái)其技術(shù)得到迅速發(fā)展，投入運(yùn)行的單機(jī)最大功率已達(dá)到400兆瓦，熱效率可達(dá)到58%。它不僅已用作電網(wǎng)調(diào)峰和緊急備用機(jī)組，而且用于承擔(dān)基本負(fù)荷。余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)裝置　由燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐和汽輪機(jī)組成，使用燃料為天然氣或礦物油（見(jiàn)圖）。燃?xì)廨啓C(jī)的排氣被引入余熱鍋爐，利用排氣中的熱量加熱余熱鍋爐的給水，產(chǎn)生的蒸汽送入汽輪機(jī)做功。在同樣的燃料消耗量下，聯(lián)合循環(huán)裝置的總輸出功率約為燃?xì)廨啓C(jī)的1.5倍。余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)還有一種帶補(bǔ)燃的，除引入燃?xì)廨啓C(jī)的排氣外，還補(bǔ)充燃燒一定量的燃料，以增大余熱鍋爐的蒸汽量，提高主蒸汽的參數(shù)，增大汽輪機(jī)的輸出功率，但這時(shí)聯(lián)合循環(huán)的熱效率比無(wú)補(bǔ)燃情況下有所降低。整體煤氣化燃?xì)猕C蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置(IGCC)　由煤的氣化及其凈化系統(tǒng)和燃?xì)猕C蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置兩部分組成。煤在氣化爐中氣化成中熱值或低熱值煤氣，經(jīng)過(guò)凈化處理后成為清潔的煤氣，供給燃?xì)廨啓C(jī)作燃料，既能得到較高的熱效率，又有很好的環(huán)保性能。至2000年，電站熱效率達(dá)到45%。增壓流化床燃?xì)猕C蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置(PFBC–CC)　由增壓流化床鍋爐，燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)組成?？諝饨?jīng)壓氣機(jī)壓縮后送入增壓流化床鍋爐，與供入的煤和脫硫劑沸騰燃燒。產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，產(chǎn)生的煙氣（近850℃）經(jīng)過(guò)除塵后，進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)。聯(lián)合循環(huán)裝置的熱效率現(xiàn)已達(dá)到40%～42%。 2100433B

《燃?xì)廨啓C(jī)與燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)裝置（上下冊(cè)）》是一本全面介紹燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)裝置的著作，書(shū)中既有理論講解又對(duì)現(xiàn)場(chǎng)具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性。編寫(xiě)本書(shū)的主要目的是為了培養(yǎng)燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行和管理人員，并為設(shè)計(jì)研究人員提供深入學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)、研究知識(shí)前的理論基礎(chǔ)。全書(shū)共分二十五章，前十三章側(cè)重于介紹燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理、性能、結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)以及某些必要的輔助設(shè)備和系統(tǒng)，后十二章則側(cè)重于有關(guān)聯(lián)合循環(huán)方面的工作原理、余熱鍋爐、汽輪機(jī)、軸系布置、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等的論述。為了增強(qiáng)實(shí)用性，本書(shū)特別加強(qiáng)了對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)輔助設(shè)備和系統(tǒng)、燃?xì)廨啓C(jī)和聯(lián)合循環(huán)的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)、大型燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)、聯(lián)合循環(huán)電廠的應(yīng)用實(shí)例、燃?xì)廨啓C(jī)和聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)及聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的性能驗(yàn)收試驗(yàn)等內(nèi)容的論述。

本書(shū)是一本全面介紹燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)裝置的著作，書(shū)中既有理論講解又對(duì)現(xiàn)場(chǎng)具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性。編寫(xiě)本書(shū)的主要目的是為了培養(yǎng)燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行和管理人員，并為設(shè)計(jì)研究人員提供深入學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)、研究知識(shí)前的理論基礎(chǔ)。全書(shū)共分二十五章，前十三章側(cè)重于介紹燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理、性能、結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)以及某些必要的輔助設(shè)備和系統(tǒng)，后十二章則側(cè)重于有關(guān)聯(lián)合循環(huán)方面的工作原理、余熱鍋爐、汽輪機(jī)、軸系布置、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等的論述。為了增強(qiáng)實(shí)用性，本書(shū)特別加強(qiáng)了對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)輔助設(shè)備和系統(tǒng)、燃?xì)廨啓C(jī)和聯(lián)合循環(huán)的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)、大型燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)、聯(lián)合循環(huán)電廠的應(yīng)用實(shí)例、燃?xì)廨啓C(jī)和聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)及聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的性能驗(yàn)收試驗(yàn)等內(nèi)容的論述。

本書(shū)可供從事能源、發(fā)電工程、燃?xì)廨啓C(jī)及燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置的科研、管理、運(yùn)行、生產(chǎn)的工程技術(shù)人員和大專院校的師生閱讀參考。