某燃氣電廠啟停過程廠用電優化項目實施探討

李小煜++于凱++趙占峰

摘要：文章針對某燃氣電廠啟停過程廠用電優化項目實施過程進行論述，闡述該項目實施的目的和項目預期效果，確定項目完成依托的技術路線和優化內容，細化項目實施步驟，編制項目技術方案和調試方案，落實項目實施關鍵環節，完成項目閉環控制，在有效實現項目預期效果的同時確保項目實施過程的可控、在控，保證機組和系統的安全、可靠。

摘要：燃氣電廠；啟停過程；廠用電優化項目；燃氣機組；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM611 文章編號：1009-2374（2015）33-0022-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.012

某燃氣電廠機組主機設備是進口設備，控制系統隨主機設備統一采購，控制邏輯設計和編程均由設備廠家實施完成。該廠商業運行時間接近八年，運行人員積累了一定的運行經驗，對生產流程優化、廠用電率降低以及提高機組自動化程度提出了更高的要求，在這種背景下，該廠決定通過科技攻關活動，對燃氣機組啟停過程順序控制做出調整，以通過優化機組運行方式降低整廠能耗。

1 明確項目技術路線和優化內容

在決定調整機組啟停過程輔機運行時間和在機組啟停順序步序以達到降低廠用電率的目的后，通過何種方式進行優化、優化范圍涉及哪些輔機以及如何有效設立保證機組和系統安全運行的臨界點就成為該項目實施的主要技術壁壘。在項目小組論證時，初步設立吸收外部同類型機組良好的改造經驗、挖掘本廠生產人員良好的實踐經驗和技術潛力作為本項目實施的技術依托。對于項目優化內容，在將高電壓大功率電氣設備作為首選目標后，項目小組決定待調研結束后根據考察結果再進一步明確工作對象和修改細節。

2 技術方案的確定

在確定以外部同類型機組良好的改造經驗作為燃氣機組廠用電優化研究項目的打破技術壁壘的主要技術支撐點，項目組選取了四家同類型機組進行業務考察，其中有同期投入商業運行的兩家同型號燃氣蒸汽聯合循環機組、一家投入商業運行較晚的同廠家改進型燃氣蒸汽聯合循環機組以及一家其他廠家生產的同等級燃氣蒸汽聯合循環機組，以期建立橫向、縱向對比關系，掌握更多運行中積累的工作經驗以及不同系列機組在提高機組經濟性方面良好實踐的目的。而在實際考察中了解到以上各廠沒有通過調整各輔機啟停順序和運行步序以達到降低廠用電率和提高機組自動化程度的類似改造項目，但對于如何提高機組經濟性所考察的各廠還是給出了諸多寶貴的經驗和建議。在沒有成熟的經驗可以作為項目實施的技術支撐的情況下，項目組將收集到有關于機組運行優化經驗同本廠運行經驗相結合，明確了從以下三個方向完成本次優化：

2.1 將耗能較高的輔機設備作為重點實施對象

將耗能較高的循環水泵、燃機罩殼風機等輔機設備列為本次項目重點實施對象，通過保證機組安全前提條件下調整以上輔機的啟停時間作為修改內容。以循環水泵為例，利用機組啟動初期對于冷卻水量要求不大的前提下，由380V開式水泵代替6kV循環水泵工作，利用開式冷卻水系統替代循環水的冷卻功能，可以將循環水泵的啟動時間推遲約1小時，對于降低廠用電率作用顯著。同時設置開式冷卻水向循環水注水過程排空確認，可以降低循環水系統管道內部水帶空氣運行影響冷卻的效果。

2.2 將需要邏輯優化的設備作為項目實施對象

由于該廠前期完成的某些節能改造項目，如中壓給水泵、凝結水泵實施變頻改造后未對系統順控邏輯全面優化，造成機組啟動過程中需要手動完成這些設備和系統的啟停操作，不僅經濟性差，同時可能由于運行人員不當操作造成系統和設備的損傷，通過本次項目可以提高這些系統啟停過程的自動化程度的設備也列為實施對象，修改內容以提高對于機組啟停過程自動化程度的響應。在本項目中，增加變頻設備投入情況、運行狀態判別條件后，自動投入變頻控制以及預選備用泵的聯鎖，可以有效降低運行人員操作強度，減少運行人員不當操作的危害。

2.3 將系統設計存在隱患的設備作為項目實施對象

將原設計中不符合運行實際情況的項目列為優化項目，如在機組啟動過程中啟動汽輪機時首先啟動真空泵以建立汽輪機真空，后投入汽輪機軸封系統，這種設計在汽輪機冷態啟動時符合運行需求，但在汽輪機處于暖態和熱態時，可能造成冷空氣通過軸封進入熱汽輪機，引起汽輪機內部金屬產生熱應力損傷，影響機組安全運行。考慮到該廠燃氣-蒸汽聯合循環機組為了達到調峰運行的目的，通過增加汽輪機狀態判斷的邊際條件，以決定真空系統和軸封系統投入先后順序實現提高機組運行安全性的需求。另外，將高壓主汽管線疏水、低壓主汽管線疏水、冷再管線疏水和熱再管線疏水順控投入順序提前，以提高機組暖管效率并降低機組水沖擊的可能。在確定項目實施對象和優化方向后，通過召開技術評審會的形式，落實項目技術方案，確定項目實施依據、制定項目實施計劃、明確各方工作職責和分工，有力推進了項目落地和實施。

3 項目實施前的準備

在確定項目技術方案后，根據崗位職責和項目組成員分工，項目組將工作組成員分成三個小組，并指派專人負責：一組完成邏輯組態設計，由熟悉系統編程組態和系統維護專業人員負責；一組負責編制調試方案，由熟悉系統生產流程和工作程序的專業技術管理人員負責；另外一組負責結合技術方案完成運行操作票修編，由運行管理人員負責。項目組確定各小組工作進度和工作完結時間點，并通過定期召開項目碰頭會形式，協調解決各組工作中遇到的問題，保證各分支工作有序開展，以確保邏輯組態、調試方案和運行操作票的準確性和可靠性。在邏輯組態設計完成、調試方案定稿以及操作票修編完成的情況下，由項目組技術負責人進行最后的匯總和梳理，制定可行的實施計劃，規范各項工作的開展形式、檢查標準和結果反饋流程。

4 項目實施

在準備工作執行完畢后，受到該廠控制系統的邏輯修改需要連續完成的限制，同時考慮到由于本次邏輯修改涉及內容較多、完成時間較長、邏輯下傳工作可能會影響到機組正常運行多種因素，選取機組停運時間較長的時間段完成項目實施工作。為避免邏輯組態修改過程中不當操作可能對于機組造成不利影響，同時規避對于機組緊急啟動的風險。決定在邏輯組態改動前對邏輯組態進行備份保存，在機組停運后立即完成了機組DCS系統邏輯備份，并通過在備份介質上粘貼寫有備份日期、備份項目名稱以及以表單化記錄等形式實現對于備份數據的有效管理。在系統備份工作完成后，在初步完成邏輯審核的情況下，由邏輯組態組成員完成相關邏輯和畫面修改及下傳工作，同時安排熟知本次修改內容的專業人員進行監護，保證實施過程中發現的問題能夠得到及時確認和反饋，確保邏輯修改質量。同時，由專業技術管理人員對照設計邏輯圖與實際邏輯以及邏輯功能正確性情況對于邏輯修改內容和邏輯進行核查，對于發現的不符項和存在爭議的部分匯總后提交項目組共同進行確定，務必保證邏輯準確、功能正常。在邏輯檢查工作結束確定無誤后，檢查系統報警，消除邏輯修改后的故障和缺陷，再次對系統數據進行備份。反復備份也是為了預防在實施過程中出現問題后能夠準備恢復到階段性備份內容，以防止由于項目實施過程對于機組原始數據的不可逆轉性。

5 試驗驗證

在邏輯審核完成后，在機組正式啟動前，提前啟動輔機系統，由運行人員根據修編的操作票按分系統進行試驗，驗證系統的功能性、正確性以及是否符合設計需求和運行人員的操作要求。為避免機組啟動中進行大范圍的邏輯修改影響機組正常啟動，對于不具備試驗條件的系統和設備，由熱工專業人員反復進行邏輯驗證，務必保證在機組整套啟動前將驗證工作順利完成。

在分系統驗證結束后，通過加大現場故障處理和系統邏輯檢查，確保影響機組啟動的可能因素已經降到最低。在各種準備工作有效到位的前提下，機組正常啟動，未發生影響機組啟動和正常運行的重大故障。同時根據實際運行情況來看，項目準備階段預期目標均已達到，本項目實施圓滿完成。

6 結語

本次燃氣機組啟動過程廠用電優化項目是在沒有成熟應用實踐經驗的前提下完成的，集中了廣大生產運行人員、設備維護和管理人員的智慧和心血，并經過大膽舉證、認真辨析和謹慎實施后完成的，項目實施過程可控、在控，實施效果安全、有效，本項目是在對燃氣蒸汽聯合循環機組引進技術掌握吸收的基礎上的二次革新，具有重大的推廣價值。

參考文獻

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作者簡介：李小煜（1976-），男，中電投河南電力有限公司技術信息中心工程師，研究方向：火力發電行業熱工專業技術研究、咨詢和技術服務；于凱（1982-），男，中電投河南電力有限公司技術信息中心工程師，碩士，研究方向：火力發電行業電氣專業技術研究、咨詢和技術服務；趙占峰（1975-），男，鄭州燃氣發電有限公司工程師，研究方向：燃氣發電行業熱工專業技術管理。

（責任編輯：周 瓊）