与传统燃煤发电相比,燃气-蒸汽联合循环系统遵循“温度对口、梯级利用”的原则,具有清洁、高效和环保等优势,更符合未来能源动力系统发展的需求。建立一套燃气-蒸汽联合循环完整的热经济性分析评价体系,得到不同型式、不同压力等级联合循环的热力性能及热经济性能规律,对于合理设计和示范联合循环机组至关重要。在当前技术背景下,本文从能量系统分析方法出发,以燃气-蒸汽联合循环为研究对象,基于热力学第一定律、热力学第二定律和热经济学理论建立了热经济性分析模型,并分别对不同底循环型式、不同轴系布置型式的联合循环进行了热经济性分析。本文首先归纳总结了分析联合循环热经济性的三种方法,分别为能量分析法、(?)分析法和热经济学分析方法,并给出了不同方法的热经济性指标。其次,为便于研究与同一燃气轮机耦合的不同蒸汽流程系统,在典型燃气轮机排气参数条件下,基于Aspen Plus软件建立了单压、双压无再热、双压再热、三压无再热、三压再热五种底循环型式的联合循环系统模型,并以汽轮机功率最高为目标函数分别对这五种底循环系统进行设计参数优化,得到了不同压力等级下汽轮机功率随底循环关键参数的变化规律,最终得到不同底循环型式下联合循环的最优设计参数及循环性能。基于所建立的联合循环热经济性模型对不同底循环型式的联合循环进行了热经济性分析。结果表明,单压联合循环整体热经济性最差;三压再热联合循环的热效率、(?)效率最高,但由于其系统构成复杂,非能量投资费用较高,因此平均发电成本也偏高;五种联合循环需要改进的设备均为燃烧室和燃气透平。三种热经济性分析方法结果并不完全一致,在联合循环系统设计时应综合考虑三种热经济性分析方法的热经济性评价指标。对“二拖一”、单轴两种不同轴系布置的联合循环进行了热经济性分析,并分析了天然气价格和机组年运行小时数变化时发电成本的变化规律。结果表明,“二拖一”机组的热经济性稍优于单轴联合循环。机组平均发电成本与天然气价成正比,与年运行小时数成反比,联合循环机组年运行小时数在3000h以上较为经济。