燃气_蒸汽联合循环发电系统的热经济学分析

第27卷　第5期2007年5月

煤气与热力

GAS&HEAT

Vol.27No.5May2007

燃气-蒸汽联合循环发电系统的热经济学分析

刘凤国,　项友谦,　徐永生,　王　启

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(1.天津城市建设学院能源与机械工程系,天津300384;2.煤研所,天津)

　　摘　要:　,-学优化模型。,可得到燃气-蒸汽联合循环系统各主　　关键词:-;　发电;　热经济学;　优化

中图分类号:TU995　　文献标识码:A　　文章编号:1000-4416(2007)05-0075-04

Thermo2economicAnalysisofGasandSteamCombinedCycle

PowerGenerationSystem

LIUFeng2guo,　XIANGYou2qian,　XUYong2sheng,　WANGQi

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(1.Dept.ofEnergySourceandMachineEngineering,TianjinInstituteofUrbanConstruction,Tianjin

300384,China;2.Dept.ofGasResearch,NorthChinaMunicipalEngineeringDesign&

ResearchInstitute,Tianjin300384,China)

　　Abstract:　Takingtheminimumcostperunitpowergenerationastheobjectivefunction,athermo2

economicoptimizationmodelforgasandsteamcombinedcyclepowergenerationsystemisestablished.Underagiveninitialcondition,theoptimizationresultofdifferentmainparametersofgasandsteamcom2binedcyclepowergenerationsystemandtheminimumcostperunitpowergenerationareobtainedusingthethermo2economicoptimizationmodel.

　　Keywords:　gasandsteamcombinedcycle;　powergeneration;　thermaleconomy;　optimization　　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

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经济性分析大多在系统设计结束后进行,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。燃气轮机是一种工作于高温区的热机,利用了燃料

[2]

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-[4]

熵)图见图2。1—2—3—4为燃气轮机内部的压缩、燃烧和膨胀过程。4—5为燃气轮机排气在余热锅炉中对给水进行加热的过程。5—1为余热锅炉排烟在大气中放热的过程。8—9为余热锅炉给水在循环泵中被加压的过程。9—9′—6′—6为给水在余热锅炉中吸热并转化为蒸汽的过程。6—7为蒸