主题：讨论：超超临界机组和超高压输电 -- 罗博

　　目前在建的和已经运行的大型联合循环发电机组有单轴机组和多轴机组两大类：单轴机组是指由1台燃气轮机与1台容量匹配的汽轮机共同带动1台发电机而且燃气轮机与汽轮机和发电机组装在1根主轴上的联合循环机组；多轴机组是指燃气轮机与汽轮机分别带动1台发电机的联合循环机组，一般为2台、3台或 4台燃气轮发电机与1台汽轮发电机组成的多轴联合循环机组。

3.1　单轴联合循环机组

　　90年代初期，GE和阿尔斯通公司在推出新开发的9FA大型燃气轮机的同时，推出了由9FA组成的109FA单轴联合循环机组，接着西门子公司和ABB公司相继推出了以V94.3A和GT26燃气轮机为基础的GUDIS.94.3A和KA26-1单轴联合循环机组，西屋公司和三菱重工推出了以701F为基础的1×1-701F和MPCP1-701F单轴联合循环机组。

　　单轴机组从工艺系统到厂房布置，都完全独立自成体系，控制系统简单，运行操作容易，但部分负荷时效率大幅度下降，NOx排放物大幅度增加，所以这类机组适合于带基本负荷运行；另外单轴机组的主轴较长，轴系较复杂，调试难度大，据说有的单轴机组因为振动问题长期不能移交生产。

　　以9FA、701F、V94.3A和GT26大型燃气轮机为基础的380-396MW单轴机组，是目前世界上最大的单轴机组，其HRSG的蒸汽系统大多数为三压再热系统，效率在55%以上，现在已有30多套这类单轴机组投入运行，包括英国6套、荷兰5套、葡萄牙3套、我国香港6套、日本东京8套，运行时间最长的已超过3年。

3.2　多轴联合循环机组

　　多轴机组一般为二拖一、三拖一或四拖一等配置型式，通常用2＋2＋1，3＋3＋1和4＋4＋1表示，第一个数字表示燃气轮发电机数量，第二个数字表示HRSG数量，第三个数字表示汽轮发电机数量。例如3＋3＋1表示由3台燃气轮发电机和3台HRSG与1台汽轮发电机组成的多轴联合循环机组。多轴机组的容量是根据电力系统的要求、电厂规模和负荷需要，结合燃气轮机容量和机组配置型式统一考虑，并通过技术经济分析确定。目前有使用经验的多轴机组容量为270～850 MW。

　　在多轴机组中，任何1台燃气轮发电机停用时，不影响其他燃气轮发电机和汽轮发电机的运行，如果汽轮发电机停用，燃气轮发电机还可以单循环方式发电运行。当电力系统要求机组降低负荷运行时，2＋2＋1多轴机组可停1台燃气轮发电机带50%的负荷运行；3＋3＋1多轴机组可停1台或2台燃气轮发电机，带66%或33%的负荷运行。此时，燃气轮机仍可保持高效发电。这一点对于以天然气为燃料的联合循环机组来说，经济上十分重要。

　　以9FA、701F、V94.3A和GT26等250MW大型燃气轮机为基础按照2＋2＋1组成的750 MW多轴联合循环机组，是目前最大的2＋2＋1多轴机组，其HRSG的蒸汽系统亦为三压再热系统，机组效率亦在55%以上，现在已有十多套投入运行。包括英国8套、泰国3套、阿根廷4套，运行时间最长的已超过4年。现在还在研究用3台250MW燃气轮机按照3＋3＋1组成1125MW多轴联合循环机组的问题。

　　用90～190MW的大型燃气轮机按照2＋2＋1，3＋3＋1或4＋4＋1组成容量为270～850MW的多轴机组，HRSG蒸汽系统采用双压无再热，效率在52%以上。这类机组约有100多台已经投入运行，其中60%为2＋2＋1配置，40%为3＋3＋1或4＋4＋1配置。

　　90年代英国的大型联合循环机组装机容量约为15000MW，其中按3＋3＋1组成的多轴机组占30%。英国国家电力公司为使机组运行可靠、灵活和高效，除了采用3＋3＋1多轴机组以外，还在梯赛德电厂(Teesside)装设了两套由701D组成的4＋4＋1多轴机组，总容量为2×867MW，是世界上最大的4＋4＋1多轴机组。

　　90年代印度尼西亚装设了8套联合循环机组，总容量为4540MW，全部为3＋3＋1多轴机组。马来西亚装设了7套联合循环机组，总容量3610MW，其中4套为2＋2＋1多轴机组，3套为3＋3＋1多轴机组。我国台湾地区装设了12套联合循环机组(60Hz)，总容量4315MW，其中8套为3＋3＋1多轴机组。泰国装设了13套联合循环机组，总容量为5000MW，其中12套为2＋2＋1多轴机组，在卡诺姆(Khanom)电厂装设了一套由4台9E组成的4＋4＋1多轴机组，容量为665MW。

　　由于3＋3＋1和4＋4＋1多轴机组能灵活地跟踪负荷并能可靠、高效运行，预计这类多轴机组今后还会继续发展。

4　联合循环机组的配置

　　燃气轮机和联合循环机组的额定输出是ISO工况下的额定出力，我国南方的环境温度冬季平均在20 ℃以上，夏季平均在32 ℃以上，所以在按照电力负荷选择联合循环电厂容量时，应留出一定的裕量，一般可按10%～15%考虑。

　　单机容量为90～250 MW的50 Hz大型燃气轮机有十多个品种，而且都是成熟产品，效率比小型燃气轮机高，单位造价比小型燃气轮机低。所以发电用的燃气轮机，应选用90 MW及以上大型燃气轮机以及由这类燃气轮机组成的联合循环机组。

　　现在的大型燃气轮机均为装在主厂房内并能就地进行检修，燃气轮机和HRSG每年一次小修(不揭盖)，3年一次大修(揭盖大修)。单轴机组须整套机组停机进行大小修；而多轴机组可单独对任何一台燃气轮发电机停机大小修，不影响其他燃气轮发电机和汽轮发电机的运行，当汽轮发电机停机大小修时，燃气轮发电机还可以单循环发电运行，所以多轴机组的检修容量按每台燃气轮机大小修考虑。

　　根据电厂规模和用电负荷配置联合循环发电机组时，应考虑各种可能的组合，提出多方案进行研究和比较，挑选最优方案。

　　方案五为本期安装1套3＋3＋1的717 MW和1套2＋2＋1的477 MW多轴机组，预留将来发展成2×(3＋3＋1)多轴机组。方案六为3台250 MW燃气轮机与1台375 MW汽轮机按3＋3＋1组合成1 125 MW多轴机组。方案六在设备和技术上都可以做到，但目前尚无使用经验。

5　结束语

　　单轴机组的工艺系统、设备和厂房布置均为单元式，运行操作简单明了，效率高，适合带基本负荷运行。按照《1997年世界燃气轮手册》公布的参考价格，单轴机组的造价比多轴机组要高10%～15%。多轴机组可以分期安装，分期发电，在2＋2＋1和3＋3＋1多轴机组中，通过停1台或2台燃气轮机带50%负荷或66%与33%负荷，仍可保持机组高效发电运行，所以多轴机组的灵活性大，适合于带部分负荷调峰运行。

　　总之，带基本负荷的联合循环电厂，可选单轴联合循环机组，带部分负荷调峰运行的联合循环电厂，以选用3＋3＋1多轴机组比较合适。