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1 各种类型的燃气-蒸汽联合循环简介1

1.1 概述1

1.2 非补燃式余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环3

1.3 补燃式余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环7

1.4 排气助燃锅炉型燃气-蒸汽联合循环11

1.5 并列动力布置型燃气-蒸汽联合循环11

1.6 给水加热型燃气-蒸汽联合循环12

1.7 以卡林那底循环为基础的联合循环13

1.8 程氏双流体联合循环16

1.9 湿空气透平联合循环20

1.10 烧油或烧天然气的增压锅炉型燃气-蒸汽联合循环25

1.11 燃煤的增压流化床锅炉型燃气-蒸汽联合循环26

1.12 燃煤的常压流化床锅炉型燃气-蒸汽联合循环30

1.13 燃煤的整体煤气化燃气-蒸汽联合循环32

1.14 具有分离CO2效应的燃煤的IGCC发电系统38

1.15 IGHAT发电系统41

1.16 以“合成气园”为核心的多联产能源系统46

1.17 与核电系统相组合的燃气-蒸汽联合循环51

1.18 与燃料电池相组合的燃气-蒸汽联合循环53

1.19 燃气-蒸汽联合循环的实际应用情况54

2 常规的余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环性能的理论分析56

2.1 概述56

2.2 热效率与功率比计算关系式的推导56

2.3 各种参数的选择问题62

2.4 各种参数对ηNccf和ηNcc值的影响66

2.5 补燃式和非补燃式联合循环特性的比较70

2.6 计算实例72

3 简单循环燃气轮机热力性能的理论分析92

3.1 概述92

3.2 最简单理想循环的热力性能93

3.3 最简单实际循环的热力性能96

3.4 考虑流阻损失影响的最简单实际循环的热力性能109

3.5 考虑压缩过程和膨胀过程中工质比热容比k值差异的最简单实际循环的热力性能124

3.6 某些复杂循环的热力性能135

4 在余热锅炉型联合循环中余热锅炉的特性与蒸汽轮机特性的优化匹配138

4.1 概述138

4.2 最简单形式的单压余热锅炉排气温度tA2的计算以及ηh与ηst的优化匹配139

4.3 有低压蒸发器的单压余热锅炉排气温度tA2的计算以及ηh与ηst的优化匹配149

4.4 双压无再热余热锅炉排气温度tA2的计算以及ηh与ηst的优化匹配157

4.5 双压再热式余热锅炉排气温度tA2的计算以及ηh与ηst的优化匹配169

4.6 三压无再热余热锅炉排气温度tA2的计算以及ηh与ηst的优化匹配184

4.7 三压再热式余热锅炉排气温度tA2的计算以及ηh与ηst的优化匹配194

4.8 装备多压力级余热锅炉的联合循环性能的比较197

4.9 设计余热锅炉时必须考虑的问题203

5 非补燃式余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环性能的解析解207

5.1 概述207

5.2 联合循环中诸特性参数的解析解209

5.3 配置最简单型式单压余热锅炉的非补燃式联合循环中诸特性参数的计算示例213

5.4 最佳压缩比εopt.η的解析解235

5.5 非补燃式余热锅炉型联合循环的变工况特性237

6 热电联产型燃气-蒸汽联合循环性能的理论分析245

6.1 概述245

6.2 热电联产机组的特性参数245

6.3 热电联产机组中的主要组成设备及其组合配置方案248

6.4 燃气轮机热电联产系统特性图254

6.5 第1种方案中特性参数ηtp，ET和FCP的计算关系式261

6.6 第2种方案中特性参数ηtp，ET和FCP的计算关系式267

6.7 第3种方案中特性参数ηtp，ET和FCP的计算关系式271

6.8 第4种方案中特性参数ηtp，ET和FCP的计算关系式276

6.9 几种热电联产型联合循环特性参数的分析比较280

6.10 热电联产型联合循环的典型示例283

7 程氏双流体循环性能的理论分析286

7.1 概述286

7.2 程氏双流体循环供电效率的数学关系式287

7.3 各种参数的选取290

7.4 程氏双流体循环比功的数学关系式295

7.5 计算示例295

7.6 程氏双流体循环的特性与非补燃式余热锅炉型联合循环和燃气轮机简单循环特性的比较304

8 湿空气透平循环性能的理论分析307

8.1 概述307

8.2 HAT循环供电效率的数学关系式309

8.3 喷水蒸发掺混倍率χ的选取318

8.4 HAT循环供电效率的另一种表达形式320

8.5 HAT循环比功的数学关系式323

8.6 HAT循环的某些特性随大气温度的变化规律323

9 烧油或烧天然气的增压锅炉型燃气-蒸汽联合循环性能的理论分析328

9.1 概述328

9.2 热效率与功率比的计算关系式329

9.3 各种参数的选取335

9.4 计算示例339

9.5 最佳压缩比εopt,η的推导345

9.6 各种参数对ηNcc的影响348

10 燃煤的增压流化床锅炉型燃气-蒸汽联合循环性能的理论分析351

10.1 概述351

10.2 热效率与功率比的计算关系式352

10.3 各种参数的选取358

10.4 计算示例361

10.5 最佳压缩比εopt,η的推导376

10.6 各种参数对ηNcc的影响377

10.7 PFBC-CC系统中设置高、低压压气机和空气间冷器时ηNcc，Pst/Pgt等参数的数学关系式378

11 燃煤的第二代PFBC-CC性能的理论分析388

11.1 概述388

11.2 热效率与功率比的计算关系式388

11.3 各种参数的选取396

11.4 计算示例403

11.5 最佳压缩比εopt,η和εopt,p的推导430

11.6 各种参数对ηNcc的影响433

11.7 第二代PFBC-CC方案中顶置燃烧室的设计原则434

12 燃煤的常压流化床锅炉型燃气-蒸汽联合循环性能的理论分析438

12.1 概述438

12.2 AFBC-CC中热效率与功率比的计算关系式441

12.3 AFBC-CC中某些参数和最佳压缩比εopt,η的计算446

12.4 第二代AFBC-CC热效率与功率比的计算关系式449

12.5 第二代AFBC-CC中某些参数和最佳压缩比εopt,η的计算457

12.6 关于开发第二代AFBC-CC方案的某些看法463

13 燃煤的整体煤气化燃气-蒸汽联合循环性能的理论分析465

13.1 概述465

13.2 以空气为氧化剂的IGCC热效率与功率比的计算关系式466

13.3 以氧气为氧化剂的IGCC热效率与功率比的计算关系式474

13.4 一种计算IGCC供电效率的简化式481

13.5 各种参数的选取481

13.6 各种参数对ηNcc的影响关系487

13.7 计算示例493

13.8 设计IGCC电站时燃气轮机的选取原则505

14 对用燃气轮机改造燃煤旧电站的若干方案的评价及其循环性能的理论分析514

14.1 概述514

14.2 对改造成为常规的非补燃式余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环电站的方案分析514

14.3 对改造成为排气助燃锅炉型燃气-蒸汽联合循环电站的方案分析518

14.4 对改造成为并列动力布置型燃气-蒸汽联合循环电站的方案分析529

14.5 对改造成为给水加热型燃气-蒸汽联合循环电站的方案分析537

14.6 几种改造方案的性能和投资费用比较543

15 几种联合循环特性的比较547

15.1 概述547

15.2 燃用天然气或液体燃料的联合循环特性比较547

15.3 几种燃煤的联合循环特性比较551

15.4 用燃气轮机改造燃煤旧电站而成的联合循环特性比较556

16 设计燃气轮机及其联合循环电站时应着重考虑的问题557

16.1 概述557

16.2 燃气轮机及其联合循环电站的发展与燃料资源和价格的关系557

16.3 电网中燃气轮机电站容量的确定560

16.4 燃气轮机电站运行方式的考虑561

16.5 联合循环机组中轴系方案的考虑562

16.6 余热锅炉型式与参数的选择567

16.7 选购燃气轮机时应该考虑的问题568

16.8 燃气轮机所用燃料的特性570

结束语574

参考文献584