6F.03燃氣-蒸汽聯合循環機組滑參數停機分析

佟振海

摘要：文章首先介紹GE公司6F.03級聯合循環熱電機組滑參數停機的控制思想，然后提出了滑參數停機的過程控制及操作方法，并提出了后期滑參數停機的展望，為同類型機組提供借鑒和參考。

關鍵詞：燃氣輪機;滑參數停機;總結分析

1.基本情況

大唐溧水燃機熱電聯產項目配備兩套GE公司生產的6F.03級燃機-蒸汽聯合循環熱電機組，每套機組包含1臺燃氣輪機，1臺抽凝機，1臺臥式余熱鍋爐，2臺發電機。燃氣輪機、蒸汽輪機與發電機布置形式為雙軸。蒸汽輪機為南京汽輪機電集團生產的LCZ40-6.8/1.4/0.45型雙壓、非再熱、單缸、抽凝型蒸汽輪機。余熱鍋爐為杭州鍋爐集團股份有限公司專為6F級燃機設計生產的臥式、雙壓、無再熱、無補燃余熱鍋爐，過熱器設有二級過熱，在一級過熱器后設有減溫器。

因汽輪機本體消缺要求，希望汽輪機縮短停機冷缸時間。按照正常停機計算，從汽機打閘到缸溫小于150℃滿足停運盤車要求，需要 125小時才可以。因此，采用滑參數停機將缸溫將至低值至關重要。前期調研其他6F燃機電廠均沒有較成熟的做法，采用原有燃煤機組滑停經驗指導燃機滑停工作。

2.滑參數停機主要控制方法

滑參數停機可以在短時間內將汽輪機的缸溫大幅降低，縮短盤車時間，停機時汽機缸溫下降，可以提前停盤車，為主設備檢修工作提前開工創造條件，節約檢修工期?；瑓低C時，由于給水中加入氨水，在換熱器內壁形成堿性鈍化膜，對汽包、省煤器、過熱器、再熱器、汽輪機等熱力設備進行保護，更能有效防止熱力系統金屬腐蝕，延長設備的使用年限。

汽輪機沒有設計夾層冷卻，因此在停機過程中，汽缸沒有外部冷卻汽源，在停機時轉子與汽缸的溫差表現比較突出，如控制不好，將會產生負脹差。因此，對聯合循環機組采用與設備相宜的滑參數停機方法，盡可能地平穩降低主蒸汽溫度和壓力對降低汽輪機缸溫顯得尤為重要。

3.滑參數停機過程控制及操作注意事項

滑參數過程中，主要加強主蒸汽溫度的變化控制，其中重點關注過熱器減溫器后蒸汽過熱度、汽輪機進口蒸汽變化速度、蒸汽輪機組的震動情況。

3.1 滑參數停機過程控制

2021年5月31日21時18分，2號機組按照工作安排開始滑參數停機。操作過程中，并對相關參數進行跟蹤，停機過程降溫降壓按如下原則控制參數∶

（1）注意控制主蒸汽溫度下降速率≤1℃/min，主蒸汽壓力下降速率≤0.03～0.05MPa/min。

（2）注意控制主蒸汽過熱度>50℃，在主蒸汽溫度10分鐘內下降50℃應立即打閘停機。

（4）注意控制汽缸金屬溫度下降速率≤1℃/min。

（5）汽溫每下降 30℃左右時，應穩定 5～10min 后再降溫，目的是控制主蒸汽與汽輪機缸溫的熱膨脹和脹差。

（6）控制鍋爐過熱器降溫器后溫度有20度以上的過熱度。

3.2 滑參數停機操作方法

（1）前期燃機可以正常開展降負荷工作，直至燃機負荷降至 40MW，此階段由于燃機排氣溫度沒有下降，汽輪機側主汽溫變化不大，維持在設計溫度540℃，機組穩定運行，過程中燃機排氣溫度達到最高639℃。

（2）當燃機功率降至15MW時，燃燒方式切換到模式4，燃機排氣溫度開始快速下降，此時鍋爐側高過減溫器后溫度快速下降。及時關小減溫水調門，由于期間溫度變化速度過快，容易導致減溫水關閉過多，造成主汽溫度升高，缸溫少許回升。

（3）當燃機功率在5MW-10MW區間時，排氣溫度達到540℃趨于穩定，此時高壓主汽流量85t/h，逐步控制燃機負荷下降速度，根據蒸汽溫度及時調整減溫水流量。

3.3操作注意事項

（1）滑停過程中，嚴密監視減溫水流量，高過減溫后溫度，高壓主蒸汽溫度，控制缸溫下降速率≯1.5℃。在燃機降負荷過程中，給水調門投入自動情況下，會自動關小，而造成高過減溫水壓力上升，流量上升，這也給減溫水調整造成不便，從而造成汽溫小幅度回升。

（2）滑停過程用燃機負荷由50MW向15MW下降過程中排氣溫度逐漸升高，最高至639℃，在15MW時燃機模式切換至模式4排氣溫度溫度快速下降，排氣溫度波動變化，也給滑汽溫的減溫水調節帶來不便。

（3）燃機功率在5MW-10MW時排氣溫度相對穩定此時滑汽溫調整相對容易一些，而且高壓主蒸汽壓力低可以進一步滑汽溫。

（4）燃機負荷在15MW之前排氣溫度高，減溫水用量大，滑汽溫很難，此時高過減溫水蒸汽溫度過熱度才10℃，主蒸汽溫度達到524℃。

（5）機組降低燃機負荷至5MW，燃機模式切換后排氣溫度開始下降至560℃，高壓主蒸汽壓力下降至3.1MPa，從而將缸溫進一步降低至477℃，此時主蒸汽溫度474℃，達到當前主汽壓力下的極限值。

（6）受制于余熱鍋爐只有一級減溫水，所以要確?；＿^程中高過減溫后的溫度要高于當前壓力下飽和溫度10℃，3.1MPa時飽和溫度為235℃，所以不能再增加減溫水，而此時高壓主汽溫度為474℃，缸溫477℃，基本上達到極限。

（7）滑停后，汽缸溫度由476℃回升至489℃總共13℃。

（8）整個滑停過程中軸向位移變化不大，脹差最低降至-1.8mm。

（9）燃機負荷在20MW時，氮氧化物排放達到48ppm，燃機負荷在10MW時氮氧化物在127ppm，由曲線圖可知燃機負荷低于20MW時NOx開始超標。

4.總結與展望

在今后滑參數停機過程中，先將燃機有功降至5MW，然后進行滑汽溫，當汽溫達到極限值474℃時，適當開啟高旁閥將主蒸汽壓力降至2MPa，從而降低了飽和溫度，可以將缸溫降的低一些?；＿^程中注意缸溫與主蒸汽溫度差，當缸溫不再明顯下降時再進行下一步滑溫操作，可以根據情況適當延長，防止缸溫反彈過大。

此次滑參數停機，缸溫最低將至477℃，距離目標值相距甚遠。在后續工作中，對于滑參數停機要不斷總結，探索出更科學、更安全、更高效的滑參數停機操作方法，以實現汽缸溫度降至 400℃以下。

參考文獻：

[1]清華大學熱能工程系動力機械與工程研究所.燃氣輪機與燃氣-蒸汽聯合循環裝置【M】.北京∶中國電力出版社，2007

[2]俞衛.S109FA型燃氣-蒸汽聯合循環機組的滑參數停機【J】.燃氣輪機發電技術，2009（3）∶24-25.