燃气轮机排烟温度对联合循环效率的影响分析

　　燃气轮机的排烟能量是影响联合循环效率不可忽略的重要因素。当联合循环电厂业主对燃气轮机进行招标的时候，业主需要对燃气轮机的排烟能量进行评估，以确保最终获得较高的联合循环效率。那么，仅评估燃气轮机的排烟能量是否就足够了呢？答案是否定的。
　　
　　2014年，华能国际电力股份有限公司桂林世界旅游城项目最终采用了GE的3台6F.01燃气轮机。既有了实际案例并获得客户的认可和信任，在此仍以6F.01机组为例加以说明。在ISO工况下GE6F.01的排烟能量约为294GJ/h,排烟温度约600℃。假设总的排烟能量不变，降低排烟温度进行联合循环的性能计算。在计算过程中，蒸汽轮机的主蒸汽参数、效率、背压、余热锅炉的节点温差以及省煤器接近点温差在不同的燃机排烟温度下都取相同值。变化燃气轮机的排烟温度，比较各排烟温度下的蒸汽轮机出力和联合循环效率，可得到曲线1和曲线2如下。

　　

　　由曲线1和曲线2可见，保持相同的燃气轮机排烟能量，当燃气轮机排烟温度从600℃下降到560℃时，蒸汽轮机的出力下降了1100kW,联合循环的效率下降了0.74个百分点。当然，当燃机排烟温度进一步下降，汽机的主蒸汽温度也需要随之下降，汽机出力和联合循环效率的下降值就更大了。
　　
　　由于燃气轮机排烟温度下降，导致余热锅炉高压过热器和蒸发器的传热温差下降，余热锅炉的高压过热器和蒸发器的换热面积就需要增加，从而导致余热锅炉造价的增加。下图曲线3是在相同燃机排烟能量的条件下，HRSG高压过热器和蒸发器的换热面积和燃气轮机排烟温度的关系曲线。

　　

　　由曲线3可以看出，燃机排烟温度由600℃下降到560℃，高压蒸发器和过热器的换热面积增加了12%。若燃气轮机总排烟能量相同，排烟温度越高，表示单位质量的烟气能量越高，烟气的质量流量越低，在底循环中产生高温高压蒸汽的能力越强，同时余热锅炉的排烟损失越低。不同的排烟温度对联合循环的效率、蒸汽轮机的出力以及余热锅炉的造价都有很大的影响，因此在对机组进行评估的时候需要综合考虑。
　　
　　综上所述，燃机排烟温度反映了排烟能量的品位，决定了单位质量烟气的排烟能量，建议用户评估燃机性能时，同时评估烟气排烟温度，也就是单位烟气量的排烟能量。