燃气轮机发电厂 – 零部件、工作原理、优点和缺点

以燃气轮机作为主要动力装置来发电的电厂称为燃气轮机发电厂。典型燃气轮机电站的框图如图所示。

在燃气轮机发电厂中，自然空气用作工作介质。空气借助压缩机进行压缩，并送入燃烧室，在燃烧室中向压缩空气添加热量，从而提高空气的温度。压缩空气的热量可以通过在燃烧室中燃烧燃料或使用空气加热器来添加。

然后，来自燃烧室的热压缩空气通过燃气轮机膨胀并做机械功，即压缩空气的热能转化为机械能。燃气轮机驱动发电机，发电机将涡轮机的机械能转换为电能。

此外，需要注意的是，压缩机、燃气轮机和发电机安装在同一轴上，以便涡轮机的机械功率可以用于压缩机的运行。

燃气轮机电站主要用作水电站的备用电源，用于启动时驱动电厂中的辅助设备。

燃气轮机发电厂的优点

燃气轮机发电厂具有以下主要优点：

  • 燃气轮机发电厂的设计和布局比火力发电厂简单得多，因为不需要锅炉及其辅助设备。

  • 由于燃气轮机电站不需要锅炉、给水装置等，因此其尺寸远小于相同发电容量的火力发电厂。

  • 与火力发电厂相比，燃气轮机发电厂需要的用水量更少，因为不使用冷凝器。

  • 与相同发电容量的火力发电厂相比，其资本成本和运行成本都低得多。

  • 维护成本也相当低。

  • 燃气轮机的建设和操作比蒸汽轮机简单得多。

  • 在燃气轮机发电厂中，不存在备用损失。

  • 燃气轮机发电厂可以从冷态条件下快速投入运行。

燃气轮机发电厂的缺点

燃气轮机发电厂的缺点如下：

  • 燃气轮机发电厂的总效率非常低，约为 20%，因为涡轮机排出的废气中含有足够的热量。

  • 燃烧室的温度非常高（约 1700 °C）。因此，其使用寿命相对缩短。

  • 燃气轮机发电厂启动时存在问题，因为在启动燃气轮机之前，必须先启动压缩机，而这需要来自某些外部电源的动力。不过，一旦工厂启动，就不再需要外部电源，因为涡轮机本身为压缩机提供必要的动力。

  • 对于燃气轮机发电厂，工厂的净输出功率非常低。这是因为涡轮机产生的很大一部分功率用于驱动压缩机。

更新时间： 2022年2月8日

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