據(jù)碳氫化合物工程近日消息，天然氣是美國最普遍的發(fā)電能源。在該國491吉瓦的天然氣發(fā)電容量中，超過一半(280吉瓦)是包括蒸汽輪機和燃燒式渦輪機的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)。聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的主要配置包括兩臺燃燒式渦輪機和一臺蒸汽輪機。

天然氣發(fā)電廠利用簡單循環(huán)或聯(lián)合循環(huán)能量轉(zhuǎn)換。簡單循環(huán)系統(tǒng)在單個轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中消耗天然氣，例如燃燒式渦輪機、帶有蒸汽輪機的鍋爐或內(nèi)燃機。在這些系統(tǒng)中，來自一次轉(zhuǎn)換排氣熱的能量會損失掉，并且不會發(fā)送到另一個渦輪機。聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)將燃燒式渦輪機排出的熱量輸送到熱回收蒸汽發(fā)生器，為一個或多個產(chǎn)生額外電力的蒸汽輪機加壓。

聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)在將單位天然氣轉(zhuǎn)換為單位電力方面往往更有效。由于效率的提高，聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)通常以比簡單循環(huán)系統(tǒng)更高的容量因數(shù)運行。因此，聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)通常服務(wù)于電網(wǎng)的基本和中間負荷，而簡單循環(huán)系統(tǒng)通常服務(wù)于峰值負荷。

EIA的電力年度調(diào)查收集了一個單元代碼標識符，將聯(lián)合循環(huán)部件分組到功率塊中。功率塊配置差異很大，包括多個燃燒式渦輪機支持一個或多個蒸汽輪機等配置。大多數(shù)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組都有燃燒和蒸汽輪機部件，每個部件都與發(fā)電機相連。然而，13吉瓦的聯(lián)合循環(huán)容量是單軸系統(tǒng)，其中燃燒和蒸汽渦輪機在一根軸上驅(qū)動一個公共發(fā)電機。

就發(fā)電量而言，美國最大的天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠是佛羅里達電力與照明公司的西縣能源中心。西縣能源中心由三個3x1 發(fā)電機機組組成，或總共12個燃燒和蒸汽渦輪機。三個發(fā)電機組中的額定功率均為1259兆瓦，使該工廠的總裝機容量達到3777兆瓦。西縣能源中心2021 年發(fā)電量20.3太瓦;到2021年，只有5座核電廠和1座燃煤電廠發(fā)電量增加。

自2015年以來，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的平均容量有所增加，當時一種新型燃燒式渦輪機變得更加普遍。這些較新的燃燒式渦輪機允許聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組具有更大的容量和更高的效率。2x1發(fā)電機組的平均容量從2015年之前建造的500兆瓦增加到2015年之后建造的超過700兆瓦。