9E燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組能耗節(jié)約方法研究

劉小平

摘 要：隨著時代的發(fā)展和各類先進科學技術(shù)的不斷研究和應(yīng)用，電力產(chǎn)業(yè)在科學技術(shù)的推動下取得了前所未有的進步。在多年的研究和探索中，筆者發(fā)現(xiàn)，能耗問題是當前電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題，已經(jīng)成為每一個電力行業(yè)必須關(guān)注的問題。該文中，筆者以PG917E燃氣輪機發(fā)電機組為例，為了降低燃氣輪機的油耗和發(fā)電成本，從運行操作優(yōu)化以及設(shè)備技術(shù)改造等方面進行了闡述，介紹了節(jié)能降耗的一些方法和措施，以期能夠更好地促進燃氣輪機循環(huán)發(fā)電機組的能耗節(jié)約發(fā)展，為業(yè)內(nèi)的研究和應(yīng)用者提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：燃氣輪機 聯(lián)合循環(huán) 發(fā)電機組 能好節(jié)約 方法

中圖分類號：TM611.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0006-01

為了進一步研究燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的能耗問題，本文中，選取某公司的300 MW燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組為研究對象，該機組由兩臺額定蒸發(fā)量17 7t/h的單壓余熱鍋爐和2臺110 MW的PG917E燃氣輪機發(fā)電機組組成。至今已經(jīng)運行52000 h，聯(lián)合循環(huán)設(shè)計油耗為201 g/kWh、簡單循環(huán)設(shè)計油耗為295 g/kWh。在使用時，聯(lián)合循環(huán)機組通常處在緊急備用和調(diào)峰狀態(tài)，啟動和停止較為頻繁，對油耗影響嚴重，尤其是在當前燃油價格不斷上升的背景下，如何降低發(fā)電成本是每一個電廠都需要面對的問題。下面將針對這一問題進行具體討論。

1 運行操作優(yōu)化

從近些年電網(wǎng)的發(fā)展情況來看，逐漸出現(xiàn)了電網(wǎng)峰谷負荷差較大的現(xiàn)象，在這種情況下聯(lián)合循環(huán)機組往往被用作調(diào)峰工作，機組的啟動和停止操作較為頻繁。另外，汽機的啟動時間長短對聯(lián)合循環(huán)機組的發(fā)電功耗也有著很大的影響。研究聯(lián)合循環(huán)機組啟動優(yōu)化工作具有重要意義和良好的效果。

1.1 啟動優(yōu)化

1.1.1 操作優(yōu)化

在操作方面對聯(lián)合循環(huán)機組的啟動進行優(yōu)化時主要有五個反面需要注意，分別為：汽機、燃機、余熱鍋爐的啟動，余熱鍋爐的停運以及對汽機和燃機啟動的統(tǒng)籌安排。要在汽包有較高壓力和較低水位的情況下進行余熱鍋爐停運，以便于余熱鍋爐之后的快速啟動；要在余熱鍋爐和汽輪機都準備妥當之后再啟動燃機以便減少燃機并網(wǎng)到汽機并網(wǎng)的時間；在燃機點火之后在適當時間應(yīng)快速開啟余熱鍋爐的煙氣擋板來實現(xiàn)快速升爐；可以通過汽輪機低轉(zhuǎn)速暖機來加快暖管速度并增加暖管流量。

1.1.2 程序優(yōu)化

可以對集散控制系統(tǒng)進行必要的修改，如：首先，可以取消每臺余熱鍋爐啟動前先啟動給水泵的限制，讓2太余熱爐公用1套給水除氧系統(tǒng)。因為一般的給水調(diào)節(jié)閥都會有內(nèi)漏，如果兩臺給水泵同時運行會提前進行被迫防水影響啟動時間造成能耗浪費。同時，還應(yīng)當對凝汽器低真空限制余熱鍋爐擋板開啟條件，保證汽輪機和凝汽器的安全，減少凝結(jié)水泵和循環(huán)水泵的輔機運行時間，縮短穩(wěn)態(tài)啟動的整體總時間。

1.1.3 優(yōu)化成效

通過了上述的改進之后，聯(lián)合循環(huán)機組的穩(wěn)態(tài)啟動在時效上有了明顯的進步，啟動時間會進一步縮短，各項參數(shù)能夠保持在正常范圍內(nèi)，對啟動時間的縮短能夠很大程度上節(jié)約能耗降低燃油消耗量，在當前選取的設(shè)備條件下能夠帶來每月18萬KWh的額外發(fā)電量。

1.2 縮短停機時簡單循環(huán)運行時間

在聯(lián)合循環(huán)機組停運的過程中，降低燃機負荷來降低主蒸汽溫度從而降低汽輪機缸溫，能夠有效的減少簡單循環(huán)的運行時間，在缸溫降到規(guī)定值之后再將汽輪機停機，這樣的過程中能夠通過減少簡單循環(huán)的時間來實現(xiàn)降低油耗的功能。

1.3 降低廠用電率

1.3.1 減少機組啟停時的廠用電量

在實際操作匯中，可以通過修改DCS程序來實現(xiàn)減少機組啟停時的廠電能耗，讓1太給水泵帶2太余熱爐運行。由于給水泵的能搞較高但效率非常低，這樣的操作不僅能夠減少給水泵的功耗消耗也能夠節(jié)約廠電用度。在聯(lián)合循環(huán)機組停運之后，要及時關(guān)閉余熱鍋爐過熱蒸汽手動隔離閥，這樣便可以減少循環(huán)水泵的運行時間，節(jié)約廠電用量。

1.3.2 合理安排輔機的運行方式

在凝汽器真空值能夠滿足機組運行安全的前提下，可以保持1臺循環(huán)水泵正常運行，這樣即便汽輪機的極限真空較低也能夠保證凝汽器的真空值在98kpa左右，減少循環(huán)水泵對廠電使用度有很好的節(jié)約效果。

2 技術(shù)改造

雖然GE企業(yè)生產(chǎn)的9E型燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組在設(shè)計方法和使用技術(shù)方面較為先進，但是這其中也不免存在一些漏洞和缺陷，需要進一步優(yōu)化。在優(yōu)化中對重要的影響經(jīng)濟指標的主要輔機設(shè)備進行改進，以便達到節(jié)能的目的。

2.1 疏水管路改造

該型號的發(fā)電機組主蒸汽管道的疏水管路相對較細，暖管時間較長，對聯(lián)合循環(huán)機組的快速啟動有一定的限制影響，為此可以進行主蒸汽管路輸水管的更換，用更粗的合金鋼管代替，大大加快疏水暖管的速度，提升效率。

2.2 過熱蒸汽手動隔離閥改造

該過熱蒸汽隔離閥通過齒輪傳動，受到齒輪開口的影響造成操作時間長，影響運行人員的處理效率，可以通過曲調(diào)齒輪傳動機構(gòu)和操作手輪的方法，在閘閥閥桿上安裝電動執(zhí)行機構(gòu)，方便快捷的保證工作效率和經(jīng)濟效益。

2.3 吹灰器系統(tǒng)改造

對吹灰器進行更換改型，將單梁、鏈條傳動、開式傳動的吹灰器，更改為箱式梁、雙齒條結(jié)構(gòu)的吹灰器，以解決卡澀、內(nèi)漏、冒灰故障。1臺爐配1套吹灰控制系統(tǒng)，可以提高吹灰器的運行可靠性，提高吹灰效果，降低余熱鍋爐排煙溫度3 ℃，提高余熱鍋爐效率。

3 結(jié)語

該文中從運行方式、程序修改、技術(shù)改造三個主要方面對9E燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組進行了優(yōu)化，本著提高工作效率，降低能耗的目的進行了設(shè)計和實現(xiàn)。通過實踐發(fā)現(xiàn)，這樣的一些改造在保證系統(tǒng)可靠性的前提下提高了機組的經(jīng)濟效益，縮短了啟停時間，降低了能耗。9E型燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組在實際應(yīng)用中還有很大的挖掘潛力。隨著越來越多先進科學技術(shù)的不斷研究和進步，相信該發(fā)電機組在不斷的完善和進步下，將會得到更好的發(fā)展前景和應(yīng)用效果。

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