燃气-蒸汽联合循环发电机组以效率高、调峰性能好、污染小等优点,在发电行业中的应用越来越广泛。热经济学将热力学与经济学有机结合,能够分析机组及各组件成本组成、确定机组优化方向、进行故障检测诊断等。本文以某电厂9FA型燃气-蒸汽联合循环发电机组为研究对象,在热力学计算仿真的基础上,运用热经济学结构理论方法评价机组不同工况下的性能,并对机组的单一故障和多故障系统进行故障诊断。首先,对燃气-蒸汽联合循环机组进行了建模仿真,得出联合循环机组在不同环境和不同负荷下的运行特性,联合循环性能的仿真结果与电厂实际运行数据相比误差不超过1%。结合电厂的实际运行数据,为后续的热力学和热经济学分析提供了数据基础。然后,基于联合循环机组仿真平台和电厂运行数据,分析了大气环境对联合循环性能的影响,针对联合循环出力随环境温度升高而降低的问题提出了进气冷却的解决方法。考虑到表冷器表面的过冷效应,比较了吸收式进气冷却系统的理论制冷量和实际制冷量,并创新性地提出了临界湿度的概念,以便评价进气冷却系统在当地气候条件下的适用性。进一步地,详细阐述了热经济学基本的概念,总结了热经济学性能分析的建模流程,绘制了联合循环机组的物理结构图和生产结构图,理清了机组的燃料和产品及其各组件之间的生产交互关系,计算了机组各组件的单位(火用)耗和单位热经济学成本,分析了天然气价格和非能量成本对各组件热经济学成本的影响。最后,介绍了热经济学故障诊断的原理,比较了故障和障碍的区别,建立了燃料影响表。举例说明如何应用热经济学故障诊断方法,辨别联合循环机组的故障和障碍,定位故障源,并分析故障对机组和其它组件的燃料影响。