新型燃?xì)廨啓C(jī)再熱聯(lián)合循環(huán)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、盡管近年來我國經(jīng)濟(jì)增長速度趨緩，但是GDP仍然保持6％以上的增速，能源需求量依然穩(wěn)步增長。同時(shí)，我國能源結(jié)構(gòu)存在不合理的地方。根據(jù)《BP中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》的數(shù)據(jù)，2015年我國煤炭消費(fèi)總體呈下降趨勢，但是仍然占一次能源消費(fèi)量的63.7％;能源消費(fèi)對石油的依賴有所降低，原油消費(fèi)量占總量的18.6％;核能、水力發(fā)電和其他可再生能源的消費(fèi)量占12％左右;值得注意的是，消費(fèi)量長期徘徊在2％左右的天然氣，2015年上升至5.9％。說明國家對天然氣

2、發(fā)電技術(shù)的重視。然而，煤炭在我國一次能源消費(fèi)中的比例依然占主導(dǎo)地位。有專家預(yù)測，今后20年內(nèi)，這種主導(dǎo)地位將繼續(xù)保持。這個(gè)問題不僅從戰(zhàn)略角度上困擾著我們，在環(huán)境上也不容小覷。近年來，霧霾的陰影在我國大地上揮之不去，對人民群眾的身體健康造成威脅。作為一種發(fā)電形式，天然氣發(fā)電是相對潔凈、高效的發(fā)電形式。燃?xì)廨啓C(jī)以及蒸汽-燃?xì)饴?lián)合循環(huán)具有低排放、系統(tǒng)循環(huán)熱效率高、運(yùn)行靈活和變負(fù)荷響應(yīng)快等特點(diǎn)?；诮?jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略和國際競爭的需求，世界上許多國家都

3、將各國科技研發(fā)和裝備制造業(yè)技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)到了先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)上。先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)是一個(gè)國家綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)實(shí)力的象征。因此大力發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)是目前解決能源問題的一種重要手段。
　　本文根據(jù)一項(xiàng)國家發(fā)明專利，利用燃?xì)馊紵胺菬岜砻妗痹贌峒夹g(shù)，提高燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室進(jìn)氣壓力，同時(shí)采用燃?xì)狻岸卧贌帷焙汀爸虚g冷卻”手段，通過靈活的軸系布置，得到了一種新型燃?xì)廨啓C(jī)再熱循環(huán)發(fā)電技術(shù)。該系統(tǒng)具有運(yùn)行靈活，啟停速度快，效率高等特點(diǎn)，超過目前運(yùn)

4、用設(shè)備的整體效率3％-5％。
　　文章首先對該系統(tǒng)基本原理和應(yīng)用手段進(jìn)行詳細(xì)的熱力學(xué)分析。將該新型燃?xì)廨啓C(jī)再熱發(fā)電技術(shù)分別應(yīng)用到燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)(Gas-Steam TurbineCombined Cycle，簡稱GTCC)發(fā)電技術(shù)、大容量壓縮空氣儲能(Compressed AirEnergy Storage，簡稱CAES)高效發(fā)電系統(tǒng)和整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IntegratedGasification Combined Cycl

5、e，簡稱IGCC)發(fā)電系統(tǒng)中，并對新建立的三個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的熱力學(xué)計(jì)算，針對三個(gè)新系統(tǒng)的不同參數(shù)的變化以及變工況情況進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化后的三個(gè)新系統(tǒng)，比目前應(yīng)用最廣泛的F級燃?xì)廨啓C(jī)為主要設(shè)備的燃?xì)庋h(huán)發(fā)電技術(shù)的效率分別高出3.74％、9.37％和2.86％，并得到了最優(yōu)化的參數(shù)。
　　接著針對新系統(tǒng)燃燒室高壓力燃燒的這一情況，設(shè)計(jì)并校核了燃?xì)廨啓C(jī)高壓燃燒實(shí)驗(yàn)平臺。該平臺具有高安全性、高可靠性以及多功能性?？梢葬槍Σ煌瑝毫?、流量、旋流

6、器、噴嘴和氣體種類進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)。在這一章中，對燃燒器、燃?xì)夤┙o系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)以及安全系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核，改進(jìn)并優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)臺，并全程參與搭建工作。
　　最后，針對燃?xì)廨啓C(jī)高壓燃燒實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行了燃燒研究。用數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)兩種方法研究了不同壓力下燃燒和污染物排放的規(guī)律，并進(jìn)一步研究了在高壓下不同功率和不同當(dāng)量比下的燃燒和污染物排放規(guī)律。針對煙氣再熱循環(huán)，還研究了煙氣摻混對高壓燃燒的影響。并對今后準(zhǔn)備改建的多種旋流器