基于数据集成的GTCC进气余热制冷的经济评价

    燃气-蒸汽联合循环(GTCC)电站的输出功率具有强烈的进气温度特性.燃气轮机进气温度(在此进气温度指的是压气机实际进气温度,不是大气温度,后 文同)升高,直接导致燃气轮机功率呈较大幅度下降,效率降低.同时,燃气轮机进气温度变化,还导致燃气轮机的排气温度及排气流量变化,进一步使余热锅炉 (HRSG)的蒸汽参数及蒸汽轮机的性能发生变化,因此,GTCC功率及效率都会随着进气温度的变化而变化.为改进联合循环电站的进气温度特性,对 GTCC实施进气冷却是快捷而有效的措施.

    在设计、评价进气冷却方案时,目前通常采用机组最大功率时的负荷值、冷却系统设计进气温降、联合循环进气温度特性、设定峰荷运行时间等,按/静态0的方法 进行方案研究和评价[1, 2].然而,更准确地评价和设计进气冷却方案时,至少还须考虑两方面的问题:一是联合循环性能随进气温度变化的特性(即进气温度特性);二是冷却系统(如 制冷系统)的变工况性能.故此,必须针对具体的联合循环的电站,将燃气-蒸汽联合循环电站的典型负荷规律、系统的进气温度特性、进气冷却装置的变工况性能 以及当地气象特征等密切结合,此即进气冷却经济评价的数据集成方法.

    在燃气-蒸气联合循环电站中,若蒸汽有剩余,则可以从余热锅炉低压蒸发器(给水箱)产生的蒸汽中引出一部分蒸汽用作溴化锂吸收式制冷机的加热热源;若余热 锅炉排烟余热足够,则可以利用余热锅炉的排烟作为溴化锂吸收式制冷机的加热热源.溴化锂吸收式制冷机产生的冷冻水,通过GTCC进气冷却器可冷却燃气轮机 进口的空气,使进气温度降低.

    文中对剩余蒸汽带动吸收式制冷设备的华南地区某联合循环装置进行了上述的进气冷却评价分析.

    1 GTCC温度特性模拟及其拟合式

    1. 1 GTCC温度特性模拟方法

    系统特性的建模方法有基于机组部件特性建模(试验结果或解析解)和基于制造厂提供的特性曲线及修正曲线建模两种方法.

    基于机组部件特性的热力模型可以在相当程度上反映机组的实际运行状况.可以通过试验方法获得高准确度的部件特性,但完整试验的耗费很高.在某些假设条件下得出各个部件参数间的一些经验关系式或解析式,也能进行机组变工况计算[3].

    基于制造厂提供的燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机的变工况特性曲线,可以建立变工况模型.根据特性曲线拟合出曲线的数学表达式,就可以利用这些公式来计算联合循环变工况性能.

    燃气轮机变工况性能的典型解析解的研究给出了进气温度对燃气轮机性能的影响,该变工况曲线可表达在一条窄带之内[3].为模拟GTCC系统的进气温度特 性,还必须结合余热锅炉及蒸汽轮机的变工况性能.通过分析及与典型数据比较,典型燃气轮机、单压余热锅炉及蒸汽轮机等部件的温度特性可用以下形式表达.