近年来，北京市政府出台了《关于加快构建本市安全高效低碳城市供热体系有关意见的通知》，建设燃气-蒸汽联合循环机组是北京市实施能源战略布局调整、优化能源结构、提升能源基础设施水平、促进环境空气质量改善、提高百姓生活品质的重大举措，是构建清洁高效、安全低碳能源体系的重要内容和载体。该成果针对北京中心城区热网长期超负荷运行，实际供热面积已超过设计供热能力；能源结构落后，能源需求和环境保护矛盾突出；冬季大负荷期，用气高峰重叠及风电消纳压力等引发的限气、限电、保供热矛盾； 1.采用3S离合器实现凝抽背式（可纯凝、可抽汽、可背压）汽轮机，提高机组供热能力 为缓解北京市热力供应紧张的局面和满足极寒天气下对热负荷的需求，汽轮机创新配置3S离合器，增加供热机组的供热能力，为国内首批实现凝抽背汽轮机装机配置的燃气热电联产机组。与传统汽轮发电机组相比，凝抽背汽轮机打破了传统汽轮发电机组设计理念，在国内无成型案例的情况下，通过3S离合器将汽轮机高中压转子与低压转子连接为一根转子，对配置3S离合器后汽轮机的轴系稳定性、工况切换自动控制逻辑以及盘车等辅助系统均进行了创新设计。在供热季热负荷需求大时，3S离合器脱开，低压缸转子与高中压缸转子解列，汽轮机背压运行；在热负荷较少时，3S离合器啮合，低压缸转子与高中压转子重新连接，汽轮机恢复为常规抽凝机组运行，实现了汽轮机在纯凝、抽凝、背压之间进行无缝切换和安全稳定运行。 背压供热汽轮机将进入低压缸的蒸汽全部用于热网供热，充分利用了排汽潜热，使机组背压热效率相比抽凝热效率提高5%。在相同能源消耗的前提下，背压供热比抽凝供热量每天可多供热1.17万吉焦，考虑气温条件每年可背压运行两个月，增加利润3472万元。 2.创新性增加烟气热网水-水换热器，扩大余热锅炉低压省煤器换热面积，并根据天然气组份动态调节排烟温度，在防止低温腐蚀的同时深度回收烟气余热用于增加供热量 （1）创新性增加烟气热网水-水换热器，将余热锅炉尾部烟气低品质热量直接经过换热器转化为可用的低品质热能，提高能源利用率，提高了机组13.2％的供热能力。 （2）创新性扩大低压省煤器换热面积，优化余热锅炉尾部烟气排放温度控制方案，保证在各种工况下均能充分利用烟气余热。 （3）增设天然气组份在线检测仪，实时监测燃料含硫情况，控制余热锅炉排烟温度在安全、经济的区间运行，最大限度回收烟气余热。 3．首次尝试燃气-蒸汽联合循环机组在背压方式下运行时退、并汽操作，通过操作顺利的完成了二拖一机组在背压方式下的一台燃机的退汽操作，汽轮机的排气压力控制，热网加热器水位的控制和余热锅炉汽包水位的控制为难点，因此在这几方面的调整作为重点，根据以上操作平稳的保证了热网的安全和汽轮机组的安全。 通过二拖一机组背压工况下退、并汽试验，运行人员均已掌握操作要点，在后续电网启停机调峰工作中，已突出显示其优越性，不断提高了操作效率，达到并超过了预期效果。 在背压工况下并退汽的技术可行性，达到了该调峰模式减少操作步骤和操作量，并降低了误操作的风险的目的。在整个调峰过程中始终背压运行，气耗最低，且汽轮机运行模式无需切换降低了故障停机风险。 本成果的研究和应用，不仅解决了在不断变化的电力、热力、燃气市场环境及日益严苛的环保排放要求下，提供稳定、可靠的电力、热力供应，满足经济社会发展和人民生产生活需要，而且取得了可观的经济效益和社会效益。