系统布置

Multi-Shaft Type Combined Cycle and

Single-Shaft Type Combined Cycle

燃气轮机、蒸汽轮机、发电机、余热锅炉四种主要设备组成了燃气—蒸汽联合循环发电系统,实际上这四种设备的组合布置有多种方式,但主要的分类方式是按轴系布置来分,一种是多轴布置方案,一种是单轴布置方案。
   多轴布置
下面是一套多轴布置系统流程示意图,所谓多轴即燃气轮机带动一台发电机,蒸汽轮机带动一台发电机,各自一个轴系。

多轴布置系统流程图

多轴布置系统流程图

在电厂建设时,只要燃气轮机机组安装完毕即可发电(不必等到锅炉与蒸汽轮机安装完毕);蒸汽轮机检修时燃气轮机仍可发电。系统启动快,燃气轮机可先启动发电(不必等到锅炉里的水加热成蒸汽)。在我国20万千瓦以下的燃气—蒸汽联合循环发电机组多数采用多轴布置。

   单轴布置

下面是一套单轴布置系统流程示意图。燃气轮机、蒸汽轮机、发电机串联在一根轴上,共用一台发电机发电。

单轴布置系统流程图

单轴布置系统流程图

由于一套单轴系统只有一台发电机与相关电气设备,可节省设备费用,减少厂房面积,系统调控相对简单。目前30万千瓦以上的燃气—蒸汽联合循环发电机组多数采用单轴布置。

下面是一套单轴系统的轴系设备连接图。

单轴系统的轴系设备图

单轴系统的轴系设备图

在介绍燃气轮机压气机时曾经提到燃气轮机的启动问题,燃气轮机必须等到有足够转速,压气机输出的气压足够时才能点火启动,这就需要一台启动机来带动燃气轮机达到足够转速,启动机较多使用可调速的直流电动机。近年来由于大功率变频器的使用,在燃气—蒸汽联合循环发电系统中直接利用发电机作为启动机,启动时通过变频器向发电机供电,把三相发电机作三相电动机使用,可方便经济的调整发电机转速,使燃气轮机平稳启动,启动完毕切除变频器输出,待燃气轮机达到额定转速时再使发电机转向发电状态。
 
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