联合循环机组的特点——效率高

350MW级联合循环机组效率可达到58%， 比常规机组高出15-18%，折合标煤 212g/kwh，比常规1000MW发电煤耗 （290~300g/kwh左右）低很多。
联合循环机组的特点——排放少

最低的环境污染排放。天然气发电，二 氧化碳排放量约为燃煤电厂的42%，氮 氧化物排放量则不到燃煤电厂的20%， 二氧化硫排放几乎为零。可明显减轻日 益严重的环保压力。
GE
1 427
西门子 SGT8000H
2008
340. 000
39. 5
1 427
＜25
三菱
M701G
2005
334. 000
39.5
1 500
25
GE 公司MS9001H 燃气轮机


第1 台MS9001H 燃气轮机与1 台汽轮机 组成的S109H 联合循环电站额定功率为 480 MW,热效率60% ，NOx 排放浓度25 ppm ，于2003 年9月正式投入商业运行。 H 型燃气轮机的压气机压比为23，空气 流量为685 kg/ s. 压气机的进口导叶( IGV) 和前4 级静叶 (VSV) 均可调，以控制空气流量， 适应 环境温度的变化和不同运行工况的要求。
燃机和联合循环机组型号

常规燃机（第二代）

单循环出力为150MW等级、燃烧温度低于1205℃， 也即“E”级及以下燃机
单循环出力为250MW等级、燃烧温度约1315℃， 也即“F”级燃机 单循环出力为300MW等级、燃烧温度约1425℃， 也即“G”或“H”级燃机

先进的燃机（第二代）


最新型燃机（第三代）

联合循环电厂采用先进的集散式控制系 统，控制人员可以大大减少，一般只有 同容量火电厂人员的20%~25%。
燃机和联合循环机组型号

主要燃机厂家

美国GE/哈尔滨电气 日本三菱/东方电气 德国SIEMENS/上海电气 法国ALSTOM（无转让）


通过以市场换技术，国外燃机厂家已经将制造 技术分别转让给国内三大动力集团 关键部件在国内的合资厂生产
燃气-蒸汽联合循环介绍
V94.3A技术特点
主要内容 联合循环机组的特点 燃气轮机型号 燃气电厂的分类和分布 西门子燃气轮机的技术特点

燃气蒸汽联合循环生产流程
空 气
燃气轮机
余热锅炉
燃机发电机 蒸汽轮机
燃 料 蒸 汽 给 水
汽机发电机
凝汽器
联合循环机组的特点



效率高 排放少 出力受环境温度影响大 可靠性高 占地少 耗水量少 自动化程度高，运行人员少
HRSG GT ST G
GE,三菱
HRSG
GT
G
ST
SIMENS ，ALSTOM
一拖一联合循环电厂示意图
造价及成本情况



机组越大，单位投资越小 对9E系列，3600元/千瓦左右 对9F系列，3400元/千瓦左右 对9E系列，每立方米天然气发4度 对9F系列，每立方米天然气发5度
西气东输天然气管线及电厂分布
联合循环机组的特点——可靠性 高
燃气发电实现： 自动、保护投入率100% 启停速度快 系统相对简单、辅机相对较少，整机可 靠性高 可真正实现AGC控制
联合循环机组的特点——出力 和环境温度关系
联合循环机组的特点——出力和 环境温度关系


环境温度升高时，空气密度减小，燃气 轮机的吸气容积流量基本恒定，所以， 环境温度升高，必然导致燃气轮机质量 流量减小，出力下降。 燃气轮机中压气机的耗功是随环境温度 的升高而增大的，而透平的膨胀功并不 随环境温度升高而增大，所以，环境温 度升高时，燃气轮机的效率必然下降。
联合循环机组的特点——占地少

与同容量火电厂相比，联合循环电厂占 地面积只有火电厂的30-40%，建筑面积 也只有火电厂的20%。
联合循环机组的特点——耗水量少

燃气轮机不需要大量冷却水，单循环机 组只需火电厂2%~10%，联合循环机组 只需同容量火电厂的1/3左右。
联合循环机组的特点——自动程 度高，运行人员少
燃机和联合循环机组型号

燃机种类


重型：工业用、大型，一般出力在4万kW 以上。 轻型：航空改型、小型，一般出力在4万 kW以下。

频率：50HZ、60HZ
燃机和联合循环机组型号

美国GE

燃机型号：

LM6000（轻型）、PG9171FA（重型） PG6541B——6B PG6101FA——6FA PG7111EA——7E（60HZ） PG9171E——9E PG9351FA——9FA，9FB 9H
V94.3A燃机结构
V94.3A燃机结构
天然气管道 排气管道 冷却空气管道
V94．3A燃气轮机主要设计特点
V94．3A燃气轮机
V94．3A燃气轮机--质量流量
V94．3A燃气轮机主要设计特点
与发电机连接方式： 采用冷端驱动 通过3S离合器与蒸汽轮机连接
HRSG
GT
G
GE 公司MS9001H 燃气轮机

4 级轴流透平气缸采用蒸汽冷却， 前2 级采用闭式循环蒸汽冷却， 第3 级为空 气冷却， 第4 级无冷却。闭式蒸汽冷却 替代了叶片燃气通道侧的气膜冷却， 加 大了叶片壁中的温度梯度。这种冷却方 法使叶片材料中产生更高的热应力， 所 以第1 级透平叶片使用单晶超级合金材 料， 并涂以陶瓷隔热涂层。
2套9FA组成的联合循环 ，每套1台燃机 一般1套9F组成的联合循环机组出力约 400MW左右。

2×S109FA

燃机和联合循环机组型号

德国SIEMENS/上海电气

燃机型号

SGT5-2000E、SGT5-4000F SGT表示Siemens Gas Turbine 2000E、4000F相当于GE的9E、9F系列
西门子公司SGT--8000H 燃气轮机


2007 年冬季第一次点火， 并准备于 2008 年开始进行简单循环运行鉴定。它 是完全用空气冷却的机组， 也是世界上 最大的完全空气冷却的燃气轮机。 13 级轴流式压气机， 压比19， 进口导 叶和前3 级静叶可调，确保机组部分负 荷运行时具有高的效率，易于启动。
公司气源管道
燃气电厂的分布--GE
燃气电厂的分布--三菱
燃气电厂的分布--西门子
燃气轮机主要辅助设备及系统

燃气轮机

压气机 燃烧器（室）、 透平 燃机进气系统 冷却和密封系统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

燃机罩壳消防系统 燃料模块 燃机控制系统 润滑油、顶轴油系统 燃机液压油系统
V94．3A燃气轮机概况
SSS离合器



A：爪 B：离合器齿 C：滑动部件 D：花键 E：输入轴 F：输出环 G：棘轮齿
SSS离合器---工作原理

当输入轴E转动起来，滑块C会随着它转动直到 一个棘轮齿G会接触到输出离合器环（F）上面 的爪（A）的一端来阻止滑块的转动超过输出 离合器环。
SSS离合器---工作原理

联合循环机组型号（GE）

S109FA

S：STAG-STeam And Gas字首 1—燃气轮机的台数 0—没有意义 9—燃气轮机系列号 FA—燃气轮机型号
燃机和联合循环机组型号

S209E

2台9E燃机组成的联合循环 一般1套9E组成的联合循环机组出力约 180MW左右。
ST
SIMENS V94.3A
西门子单轴方案
西门子采用SSS离合器的单轴 方案--优点:



当汽轮机发生故障或检修时，燃气轮机 可以作单循环运行， 增加了运行灵活性。 启动快,启动机耗功少；不需要大容量的 辅助锅在启动时为汽机提供冷却蒸气。 冷凝器在运转层，减少土建工期与费用。
V94.3A--轴系布置示意图

联合循环机组型号


SCC5-4000F CC表示联合循环 表示1套9F系列燃机组成的联合循环机组
燃机和联合循环机组型号
燃机和联合循环机组型号

日本三菱（MHI）/东方

燃机型号

D、F、G、H M501D、M701F、M701H 2×M701F 2台燃机

联合循环机组


9F系列燃机及联合循环出力
V94.3A燃气轮机---转子
V94.3A燃气轮机---转子


转子将压气机和透平段连接在单个轴上， 并支撑在两端的轴承上。 转子由前后轴头、一个中空段以及19组 轮盘以及起联接作用的中心螺栓组成。 空心轴和轮盘用一个中心拉杆拉紧在一 起。轮盘与轮盘之间通过端面齿对中， 在机组正常工作时通过端面齿来传递扭 矩.
三菱重工--G 系列燃气轮机


701G2 型压气机分别为14 级，压比21,空 气流量738 kg/ s，保持原来25x10- 6的 NOx 排放水平。 4级透平，第1 级和第2 级动叶采用定向凝 固浇铸法制造。透平采用空气冷却。
燃气电厂的分类

简单循环

只有燃机和旁路烟囱 包括燃气轮机、蒸汽轮机、余热锅炉、 发电机等
生产厂家 GE/哈尔滨 燃机型号 PG9351FA PG9371FB 三菱/东方 M701F3 M701F4 ISO工况燃 联合循环机 机出力 组出力 255.6MW 395MW 284MW 270.3MW 312MW 426MW 406MW 455MW 406MW 430MW