Page 106 - 电力与能源2024年第一期

100 周宇凡，等：湿空气循环分轴燃气轮机的热电联供性能研究

表 2 分轴 HAT 循环计算结果
压气
-1
参数 压气机入口温度/K 压气机出口温度/K 压气机出口压力/Pa 压气机压比 空气流量 /（kg·s ） 机效
率
试验数据 316 400 189 975 1.88 1.068 0.77
计算数据 316 397 188 540 1.88 0.97 0.77
-1
-1
参数 饱和器出口温度 /K 饱和器入水温度 /K 饱和器出水温度 /K 饱和器进水质量流量/（kg·s ）绝对含湿量 /［kg·kg （DA）］
试验数据 339 343 326 0.29 0.04
计算数据 323 344 328 0.29 0.04
参数 燃烧室入口温度/K 燃烧室出口温度/K 燃烧室入口压力/Pa 燃烧室出口压力/Pa
试验数据 339 933 180 716 184 623
计算数据 323 933 179 113 173 739
参数 高压涡轮入口温度/K 高压涡轮出口温度/K 动力涡轮入口温度/K 动力涡轮出口温度/K 动力涡轮功率/W
试验数据 933 841 841 729 6 830
计算数据 933 867 867 861 7 110
参数 燃料流量/（kg·h ） 循环输出功率/W 循环效率/%
-1
试验数据 56.63 6 830 1.02
计算数据 57.50 6 684 1.00

HAT 分轴燃气轮在机热电联供情况下的分 水对外供热，这一部分热水设置为“在满足机组循
流比和热电比的关系如图 4 所示。在实际运行过 环加湿的条件下多余的热水”，即在原工况的基础
程中，通过调节分流比实现供热功率的调节。当 上增大经济器进水流量，保持饱和器进水量不变，
分 流 比 为 ，0 时 HAT 分 轴 燃 气 轮 机 单 纯 用 于 发 将两者之差的热水用于供热。随着回热器分流比

电，因此热电比为 0。随分流比增大，供热功率上 例的增大，供热功率上升，供热效率也上升，在回
升，热电比上升。当分流比达到 1 时，动力涡轮排 热器分流比为 1 时供热效率和功率均达到最大，
气不经过回热器而直接进入经济器用作供热，此 分别为 25.12% 和 439 kW。在发电性能方面，由
时 热 电 比 最 大 ，为 3.54，对 外 供 热 能 力 达 到 最 于控制策略上采取了保持燃气初温不变的控制方
大值。 法，发电功率随着回热器分流比的增大变化较小，
可以认为基本保持一致，而由于进入回热器的湿
空气被分流，进入燃烧室的湿空气初温降低，一这
在定程度上影响了燃机机组的发电经济性，使发
电效率降低。从整机功率输出方面来看，可见热
电联供总效率及总功率均有较大的提升，说明通

过热电联供，在经济器对尾气余热进行回收可以
有效地提高整机效率。
HAT 燃气轮机为 HAT 分轴燃气轮机热电联
供情况下的供水流量及燃料流量如图 7 所示。由
图 4 HAT 分轴燃气轮机分流比-热电比关系曲线
图 7 可见，供电功率在热电联供工况下有轻微上
图 5 和图 6 分别为 HAT 燃气轮机为 HAT 分 升，这是由于燃料流量上升，而燃气初温不变，由
轴燃气轮机热电联供情况下的发电效率、供热效 此产生了更高的做功潜力，因此产生了少量的功
率以及发电功率、供热功率。在分流比为 0 时， 率上升。

HAT 分轴燃气轮机运行在纯供电工况下，此时发 当回热器分流比增大时，可以对外输出的热
－1
电功率和效率处于额定工况，发电功率达到 120 水量上升，最大供热能力为 3.8 kg·s 。可见由于
kW，发电效率达到最大值，为 13.79%。当需要供 燃烧室进口温度降低，为了保证燃气初温不变，必
热时，通过调节回热器分流比并从经济器分流热 须增加燃料流量，由纯供电模式下的 73.72 kg·h －1