燃氣輪機排煙溫度對聯(lián)合循環(huán)效率的影響分析

　　燃氣輪機的排煙能量是影響聯(lián)合循環(huán)效率不可忽略的重要因素。當聯(lián)合循環(huán)電廠(chǎng)業(yè)主對燃氣輪機進(jìn)行招標的時(shí)候，業(yè)主需要對燃氣輪機的排煙能量進(jìn)行評估，以確保最終獲得較高的聯(lián)合循環(huán)效率。那么，僅評估燃氣輪機的排煙能量是否就足夠了呢？答案是否定的。
　　
　　2014年，華能?chē)H電力股份有限公司桂林世界旅游城項目最終采用了GE的3臺6F.01燃氣輪機。既有了實(shí)際案例并獲得客戶(hù)的認可和信任，在此仍以6F.01機組為例加以說(shuō)明。在ISO工況下GE6F.01的排煙能量約為294GJ/h,排煙溫度約600℃。假設總的排煙能量不變，降低排煙溫度進(jìn)行聯(lián)合循環(huán)的性能計算。在計算過(guò)程中，蒸汽輪機的主蒸汽參數、效率、背壓、余熱鍋爐的節點(diǎn)溫差以及省煤器接近點(diǎn)溫差在不同的燃機排煙溫度下都取相同值。變化燃氣輪機的排煙溫度，比較各排煙溫度下的蒸汽輪機出力和聯(lián)合循環(huán)效率，可得到曲線(xiàn)1和曲線(xiàn)2如下。

　　

　　由曲線(xiàn)1和曲線(xiàn)2可見(jiàn)，保持相同的燃氣輪機排煙能量，當燃氣輪機排煙溫度從600℃下降到560℃時(shí)，蒸汽輪機的出力下降了1100kW,聯(lián)合循環(huán)的效率下降了0.74個(gè)百分點(diǎn)。當然，當燃機排煙溫度進(jìn)一步下降，汽機的主蒸汽溫度也需要隨之下降，汽機出力和聯(lián)合循環(huán)效率的下降值就更大了。
　　
　　由于燃氣輪機排煙溫度下降，導致余熱鍋爐高壓過(guò)熱器和蒸發(fā)器的傳熱溫差下降，余熱鍋爐的高壓過(guò)熱器和蒸發(fā)器的換熱面積就需要增加，從而導致余熱鍋爐造價(jià)的增加。下圖曲線(xiàn)3是在相同燃機排煙能量的條件下，HRSG高壓過(guò)熱器和蒸發(fā)器的換熱面積和燃氣輪機排煙溫度的關(guān)系曲線(xiàn)。

　　

　　由曲線(xiàn)3可以看出，燃機排煙溫度由600℃下降到560℃，高壓蒸發(fā)器和過(guò)熱器的換熱面積增加了12%。若燃氣輪機總排煙能量相同，排煙溫度越高，表示單位質(zhì)量的煙氣能量越高，煙氣的質(zhì)量流量越低，在底循環(huán)中產(chǎn)生高溫高壓蒸汽的能力越強，同時(shí)余熱鍋爐的排煙損失越低。不同的排煙溫度對聯(lián)合循環(huán)的效率、蒸汽輪機的出力以及余熱鍋爐的造價(jià)都有很大的影響，因此在對機組進(jìn)行評估的時(shí)候需要綜合考慮。
　　
　　綜上所述，燃機排煙溫度反映了排煙能量的品位，決定了單位質(zhì)量煙氣的排煙能量，建議用戶(hù)評估燃機性能時(shí)，同時(shí)評估煙氣排煙溫度，也就是單位煙氣量的排煙能量。