燃氣輪機裝置是一種以空氣及燃氣為工質的旋轉式熱力發(fā)動機，它的結構與飛機噴氣式發(fā)動機一致，也類似蒸汽輪機。主要結構有三部分：1、燃氣輪機(透平或動力渦輪);2、壓氣機(空氣壓縮機);3、燃燒室。其工作原理為：葉輪式壓縮機從外部吸收空氣，壓縮后送入燃燒室，同時燃料(氣體或液體燃料)也噴入燃燒室與高溫壓縮空氣混合，在定壓下進行燃燒。生成的高溫高壓煙氣進入燃氣輪機膨脹作工，推動動力葉片高速旋轉，乏氣排入大氣中或再加利用。

燃氣輪機具有效率高、功率大、體積小、投資省、運行成本低和壽命周期較長等優(yōu)點。主要用于發(fā)電、交通和工業(yè)動力。燃氣輪機分為輕型燃氣輪機和重型燃氣輪機，輕型燃氣輪機為航空發(fā)動機的轉型，如LM6000PC和FT8燃氣輪機，其優(yōu)勢在于裝機快、體積小、啟動快、簡單循環(huán)效率高，主要用于電力調峰、船舶動力。重型燃氣輪機為工業(yè)型燃機，如GT26和PG6561B等燃氣輪機，其優(yōu)勢為運行可靠、排煙溫度高、聯(lián)合循環(huán)組合效率高，主要用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、熱電聯(lián)產。

燃機 輕型燃機航空 發(fā)動機轉型

燃機 重型燃機 工業(yè)型燃機

1 簡單循環(huán)發(fā)電

由燃氣輪機和發(fā)電機獨立組成的循環(huán)系統(tǒng)，也稱為開式循環(huán)。其優(yōu)點是裝機快、起停靈活，多用于電網(wǎng)調峰和交通、工業(yè)動力系統(tǒng)。目前的最高效率的開式循環(huán)系統(tǒng)是GE公司LM6000PC 輕型燃氣輪機，效率為43%

簡單循環(huán)發(fā)電

1.燃氣輪機(Gas turbine)

2.空氣過濾器(Air intake block)

3.消音器(Blow-off siencer)

4.發(fā)電機(Generator/Exciter)

5.輔助設備(Auxiliaries block)

6.輔助變壓器(Auxiliary transformer)

7.主變壓器(Main transformer)

8.發(fā)電機母線(Generator bus duct)

9.冷卻器(Coolers)

10.煙囪(Exhaust stack)

11.廠房(Machine hall)

12.發(fā)電機斷路模塊(Generator breaker module)

13.控制系統(tǒng)柜(Control vavle block)

14.控制模塊(Control module)

15.啟動模塊(Starting module)

16.蓄電池模塊(Battery module)

17.天然氣系統(tǒng)(Fuel gas block)

18.控制氮氧化物貯水系統(tǒng)(Water injection block)

2 前置循環(huán)熱電聯(lián)產或發(fā)電

由燃氣輪機及發(fā)電機與余熱鍋爐共同組成的循環(huán)系統(tǒng)，它將燃氣輪機排出的功后高溫乏煙氣通過余熱鍋爐回收，轉換為蒸汽或熱水加以利用。主要用于熱電聯(lián)產，也有將余熱鍋爐的蒸汽回注入燃氣輪機提高燃氣輪機出力和效率。最高效率的前置回注循環(huán)系統(tǒng)是GE公司LM5000-STIG120 輕型燃氣輪機，效率為43.3%。前置循環(huán)熱電聯(lián)產時的總效率一般均超過80%。為提高供熱的靈活性，大多前置循環(huán)熱電聯(lián)產機組采用余熱鍋爐補燃技術，補燃時的總效率超過90%。

前置循環(huán)熱電聯(lián)產或發(fā)電

3 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電或熱電聯(lián)產

燃氣輪機及發(fā)電機與余熱鍋爐、蒸汽輪機或供熱式蒸汽輪機(抽汽式或背壓式)共同組成的循環(huán)系統(tǒng)，它將燃氣輪機排出的功后高溫乏煙氣通過余熱鍋爐回收轉換為蒸汽，再將蒸汽注入蒸汽輪機發(fā)電，或將部分發(fā)電作功后的乏汽用于供熱。形式有燃氣輪機、蒸汽輪機同軸推動一臺發(fā)電機的單軸聯(lián)合循環(huán)，也有燃氣輪機、蒸汽輪機各自推動各自發(fā)電機的多軸聯(lián)合循環(huán)。主要用于發(fā)電和熱電聯(lián)產，發(fā)電時的最高效率的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)是ABB公司GT26-1，效率為58.5%。

聯(lián)合循環(huán)發(fā)電或熱電聯(lián)產、單軸布置

1.燃氣輪機 ( Gas turbine )

2.發(fā)電機 ( Generator )

3.離合器 ( Clutch )

4.蒸汽輪機 ( Steam turbine )

5.蒸汽凝結器 ( Condenser )

6.余熱鍋爐 ( HRSG )

7.空氣過濾器 ( Air intake block )

8.轉子冷卻器 ( Rotor air coolers)

9.煙囪 ( Stack )

10.燃氣輪機輔助設施 ( Auxiliary Block GT )

11.控制系統(tǒng)柜 ( Control valve block )

12.發(fā)電機母線 ( Generator Bus bar )

13.發(fā)電機斷路模塊 ( Generator Beaker module )

14.冷凝水管 ( CW-Pipe )

15.控制氮氧化物注水系統(tǒng) ( NOx water injection block )

16.燃油系統(tǒng) ( Fuel oil block )

17.燃氣系統(tǒng) ( Fuel gas block )

18.主變壓器 ( Main transformer )

19.輔助變壓器 ( Auxiliary transformer )

20.蒸汽輪機潤滑油箱 ( Lube oil –ST )

21.冷凝水泵 ( Condenser pump )

22.補充給水柜 ( Feedwater tank )

23.電器系統(tǒng)控制模塊 ( Electrical & control module )

多軸燃氣輪機—蒸汽輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠

多軸布置

4 整體化循環(huán)

由煤氣發(fā)生爐、燃氣輪機、余熱鍋爐和蒸汽輪機共同組成的循環(huán)系統(tǒng)，也稱為IGCC。主要解決使用低廉的固體化石燃料代替燃氣輪機使用氣體、液體燃料，提高煤炭利用效率，降低污染物排放。可作為城市煤氣、電力、集中供熱和集中制冷、以及建材、化工原料綜合供應系統(tǒng)。目前，GE公司使用MS7001F技術組成的整體循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電效率可達到42%。

5 核燃聯(lián)合循環(huán)

由燃氣輪機、余熱鍋爐和核反應堆、蒸汽輪機共同組成的發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)。通過燃氣輪機排出的煙氣再熱核反應堆輸出的蒸汽，主要為提高核反應堆蒸汽的溫度、壓力，提高蒸汽輪機效率，降低蒸汽輪機部分的工程造價。目前處于嘗試階段

6 燃機輔助循環(huán)

在以煤、油等為燃料的后置循環(huán)發(fā)電汽輪機組中，使用小型燃氣輪機作為電站輔助循環(huán)系統(tǒng)，為鍋爐預熱、鼓風，改善燃燒，提高效率，并將動力直接用于驅動給水泵。1947年美國第一臺工業(yè)用途燃氣輪機就是采用該種方式參與發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)運行的。

7 燃氣煙氣聯(lián)合循環(huán)

由燃氣輪機和煙氣輪機組成的循環(huán)系統(tǒng)，利用燃氣輪機排放煙氣中的剩余壓力和熱焓進一步推動煙氣輪機發(fā)電。該系統(tǒng)與燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)比較可完全不用水，但煙氣輪機造價較高，還未能廣泛使用。

8 燃氣熱泵聯(lián)合循環(huán)

由燃氣輪機和煙氣熱泵，燃氣輪機、煙氣輪機和煙氣熱泵，或燃氣輪機、余熱鍋爐、蒸汽熱泵，以及燃氣輪機、余熱鍋爐、蒸汽輪機和蒸汽(煙氣)熱泵組成的能源利用系統(tǒng)。該系統(tǒng)在燃氣輪機、煙氣輪機、余熱鍋爐、蒸汽輪機等設備完成能量利用循環(huán)后，進一步利用熱泵對煙氣、蒸汽、熱水和冷卻水中的余熱進行深度回收利用，或將動力直接推動熱泵。這一工藝可用作熱電聯(lián)產、熱電冷聯(lián)產、熱冷聯(lián)產、電冷聯(lián)產、直接供熱或直接制冷使用，該系統(tǒng)熱效率極高，如果用于直接供熱，熱效率可達150%，是未來能源利用的主要趨勢之一。

9 燃料電池——燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)

美國能源部近日宣布開發(fā)出了世界第一個將燃料電池和燃氣渦輪機結合在一起的發(fā)電設備，這種設備能更有效地產生電力并大大減少環(huán)境污染。據(jù)了解，這一設備的燃料電池由1152個陶瓷管構成，每個陶瓷管就像一塊電池。電池以天然氣為燃料，能放出高溫高壓的廢氣流，燃氣渦輪機則用燃料電池產生的熱廢氣流制第二輪電力。由于燃料電池中沒有燃燒過程，只是通過化學分解天然氣燃料來產生電力，因此可以大幅度減少污染。 設備不會產生二氧化硫，其反應產物中的氮氧化物含量不及目前天然氣發(fā)電設備的2%，二氧化碳排放量則減少了15%。而且，只要有天然氣和空氣存在，燃料電池就能工作。新型發(fā)電設備的發(fā)電功率為220千瓦，能為200戶人家提供電力。其發(fā)電效率達到55%，這意味著來自天然氣燃料的能量中有55%轉化成了電能，遠遠高于燃煤發(fā)電設備的35%發(fā)電效率，也高于燃氣渦輪機50%的發(fā)電效率。

推薦會議：

近年來，天然氣發(fā)電市場快速發(fā)展，多項支持燃氣輪機產業(yè)、天然氣發(fā)電市場的政策陸續(xù)出臺，在政策紅利的促進下，未來將扎實推進市場化，建立完善天然氣法律法規(guī)和標準體系;攻堅克難，突破高端裝備制造業(yè)技術難題等。金秋九月，橙電網(wǎng)第二屆燃氣輪機中國論壇2017將于上海召開，屆時將通過20多位專業(yè)嘉賓權威演講、300多位與會者溝通交流，聚焦燃機應用與技術服務、天然氣分布式能源、燃氣輪機運維檢修等熱點話題，共話燃機未來!

論壇亮點：

100+ 燃機電廠、運營商專家代表

1:1 燃機用戶VS其他參會代表

N+ 談你所思、吐你所想、解你所疑

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原標題:普及燃機知識 我們在行動