[拼音]：ranqi zhengqi lianhe xunhuan zhuangzhi

[外文]：gas and steam combined cycle installation

把燃?xì)廨啓C和蒸汽動力裝置聯(lián)合成為一個整體的裝置。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，對任何一種熱力發(fā)動機，循環(huán)工作介質(zhì)的加熱溫度越高、放熱溫度越低，熱效率就越高。20世紀(jì)70年代末，燃?xì)廨啓C中的燃?xì)獬鯗匾堰^1200℃，加熱溫度是很高的，但它的放熱溫度也高，約為450～550℃，不少熱量隨排氣進(jìn)入大氣，故熱效率最高只達(dá)38％?，F(xiàn)代的大型蒸汽動力裝置因受結(jié)構(gòu)和材料的限制，新蒸汽溫度一般不超過 600℃，但它的放熱溫度也較低，熱效率最高只達(dá)38～39％。燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置(簡稱聯(lián)合循環(huán)裝置)能把兩者的優(yōu)點結(jié)合起來。它的循環(huán)既具有燃?xì)廨啓C的加熱高溫，又具有蒸汽動力裝置的放熱低溫，從而有較高的熱效率。

聯(lián)合循環(huán)裝置的設(shè)想在燃?xì)廨啓C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。

排氣余熱利用型聯(lián)合循環(huán)裝置

這是最簡單而且已成熟的方案(圖1)。燃?xì)廨啓C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，總的輸出功率約是原燃?xì)廨啓C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，它的運行機動性好、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補燃的以外，還有一類是帶補燃的。它們的區(qū)別在于：鍋爐中除引入燃?xì)廨啓C的排氣外，還加入燃料燃燒，以提高進(jìn)入汽輪機的蒸汽參數(shù)和增大流量，使汽輪機的輸出功率增加。在補燃時可采用價格較低的燃料。這類裝置還可用來改造已有的蒸汽動力發(fā)電站，以提高其熱效率。

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（即壓縮機），氣化用的蒸汽從汽輪機抽汽而來（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、除塵和長期運行可靠性等。這種裝置還處于中間工業(yè)試驗階段，熱效率一般還低于常規(guī)蒸汽動力發(fā)電站。一些國家正研究用核能來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:從壓氣機出來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（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70年代末，已有數(shù)兆瓦級的中間試驗裝置并正常運行千余小時。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，還有一些技術(shù)問題，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。

（2）用常壓沸騰爐:為了避開用加壓沸騰爐聯(lián)合循環(huán)裝置的一些技術(shù)困難，70年代中期以來一些國家建造常壓沸騰燃燒的燃煤聯(lián)合循環(huán)裝置（圖4）。從壓氣機出來的壓縮空氣，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旧鲜歉蓛舻目諝猓夹g(shù)上難度較小，易于實現(xiàn)商業(yè)運行，但其熱效率潛力不大。

參考書目

1. 陳大燮著：《動力循環(huán)分析》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，上海，1981。

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