聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)（CCGT）電廠中燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)聯(lián)合使用，以實(shí)現(xiàn)比獨(dú)立使用更高的效率。“聯(lián)合循環(huán)”是指多個(gè)熱力學(xué)循環(huán)組合發(fā)電。聯(lián)合循環(huán)操作采用余熱鍋爐（HRSG）從高溫廢氣中捕獲熱量以產(chǎn)生蒸汽，然后將其供應(yīng)給汽輪機(jī)以產(chǎn)生電力。在聯(lián)合循環(huán)模式下，發(fā)電廠可以達(dá)到60%的發(fā)電效率。如果蒸汽被用來(lái)加熱，那么該工廠將被稱(chēng)為熱電聯(lián)產(chǎn)廠。

聯(lián)合循環(huán)電廠工作原理（圖例：1-發(fā)電機(jī)、2汽輪機(jī)、3冷凝器、4泵、5鍋爐/換熱器、6燃?xì)廨啓C(jī)）

由于燃?xì)廨啓C(jī)在簡(jiǎn)單的循環(huán)運(yùn)行中效率較低，因此汽輪機(jī)產(chǎn)生的產(chǎn)量約占CCGT電廠產(chǎn)量的一半。CCGT電廠有許多不同的配置，但通常每個(gè)燃機(jī)連接相應(yīng)的余熱鍋爐，多個(gè)余熱鍋爐向一個(gè)或多個(gè)汽輪機(jī)提供蒸汽。例如，在一個(gè)2x1配置的工廠，兩個(gè)GTs/HRSGs機(jī)組供應(yīng)給一個(gè)汽輪機(jī)；同樣地，也可以有1x1、3x1或4x1的配置設(shè)計(jì)。

基本的熱力學(xué)循環(huán)由兩組成——布雷頓循環(huán)和蘭金循環(huán)。循環(huán)1-2-3-4-1是燃機(jī)的布雷頓循環(huán)，它描述了在高溫區(qū)域發(fā)生的熱和功傳遞過(guò)程。循環(huán)a-b-c-d-e-f-a是蘭金蒸汽循環(huán)，發(fā)生在較低的溫度下。熱能從高溫廢氣向水和蒸汽的轉(zhuǎn)移發(fā)生在余熱回收鍋爐中。在恒壓過(guò)程4-1中，來(lái)自燃?xì)廨啓C(jī)的廢氣排出熱量。濕蒸汽和過(guò)熱蒸汽在a-b、b-c和c-d過(guò)程中吸收熱量。

HRSG本質(zhì)上是一系列的換熱器，燃機(jī)熱廢氣通過(guò)換熱器管，為蒸汽輪機(jī)產(chǎn)生蒸汽。余熱鍋爐可以依靠自然循環(huán)或使用泵進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)。當(dāng)熱廢氣經(jīng)過(guò)熱水循環(huán)的換熱器管時(shí)，熱量被吸收，導(dǎo)致在管中產(chǎn)生蒸汽。管道的不同模塊部分在生產(chǎn)干過(guò)熱蒸汽中具有不同的功能，分別為省煤器、蒸發(fā)器、過(guò)熱器/再熱器和預(yù)熱器。

廢氣的溫度和壓力變化會(huì)引起熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力變化，當(dāng)發(fā)電廠頻繁啟動(dòng)和停止或部分負(fù)荷運(yùn)行以滿足波動(dòng)電力需求時(shí)，造成的熱應(yīng)力可能對(duì)HRSG的某些部件造成損壞。因?yàn)槭艿阶罡叩呐艢鉁囟龋邏浩瓦^(guò)熱器集管機(jī)械壽命更容易遭到損傷。基于此，設(shè)計(jì)和操作時(shí)要考慮到組件材料能夠承受的氣體和蒸汽溫度；紊流排氣流的機(jī)械穩(wěn)定性；余熱鍋爐的腐蝕；以及可能需要加壁桶來(lái)承受蒸汽壓力。為了控制余熱鍋爐部件中壓力和溫度的升高速率，可以使用旁路系統(tǒng)在啟動(dòng)期間轉(zhuǎn)移部分進(jìn)入余熱鍋爐的燃機(jī)廢氣。

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