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1、2022M701F4燃气-蒸汽联合循环机组热态启动优化王会勤摘要：燃气轮机具有启停快速在电网中充当调峰任务的角色，目前绝大多数燃气机组均采纳日开夜停方式运行，当接收调令开机时，如何能以最短的时间快速平安启动成为了每个燃气轮机电厂在探究和改进的重点方向。在我厂的实际运行中通过增加辅汽向空排、引入轴封电加热器以及调整开机参数等一些列技术改进措施缩短了联合循环机组启动时间，优化了机组启动过程。Abstract： Gas Turbine plays the role of peak load regulation in the power grid. At present， the vast majo
2、rity of gas-fired units are operated by day-start and night-stop mode. How to start quickly and safely in the shortest time has become the key direction of every gas turbine power plant in the exploration and improvement. In the actual operation of our plant， a series of technical improvements such
3、as the addition of auxiliary steam to the air exhaust， the introduction of shaft seal electric heaters and the adjustment of startup parameters have shortened the startup time of the combined cycle unit and optimized the unit startup process.关键词：燃气机组;启停快速;快速平安启动;缩短启动时间0 引言燃气-蒸汽联合循环机组具有热效率高、清洁环保、启停快速
4、等优点，尤其是近些年随着燃气机组容量增多其在电网中的调峰作用也越来越明显。大部分机组均采纳昼开夜停的方式运行启停较为频繁。浙能常山自然气发电公司现有一套M701F4单轴燃气机组总装机容量458MW。配套外界汽源协助锅炉为SZS50-1.4/300-Q型，额定蒸发量50t/h，供气压力1.4MPa。设计初期由于我厂为单机运行，所以机组在冷、热态启动过程中均需采纳协助锅炉来供应启动初期所必需的协助蒸汽，且在机组热态启动过程中由于须要限制协助蒸汽与高压缸金属段壁温差小于115，会耗费较长时间提高协助蒸汽温度。同时在三菱机组原先的设计理念中还有许多须要满意的条件达到后机组才能启动，这些都是我们可以着手
5、努力优化改进的地方。1 M701F4机组启动过程分析我厂机组自2022年投产以来年运行小时数1000h，年平均机组启停次数为70次，其中热态启动次数占比较大为80%。以热态启动为例我们将三菱M701F4机组主要启动过程归结如下：协助系统投运，包括冷却水系统，仪用空气，限制油，罩壳风机，气体小间风机等;协助蒸汽母管暖管，提升协助蒸汽母管温度大于260;机组真空系统投运抽真空同时余热锅炉上水;机组启动条件满意，点击啟动后机组升速至全速并网;并网后，机组升速率至暖机负荷（冷态50MW，温态72MW，热态120MW）进行暖机;暖机结束后，汽轮机进汽负荷升至225MW，直至负荷加满;在机组热态启动中经验
6、以上六个主要阶段后，一般机组启动耗时均在130min（协助蒸汽暖管过程，真空建立过程和机组升速至3000rpm/min过程，分别耗时约70min，30min，30min左右）。分析以上启动步骤，其中第一条协助系统投运主要是一些辅机启动对机组启动时间缩短无影响。在机组升速以及并网、暖机、升负荷等过程均是根据逻辑设定正常进展。所以我们把能缩短机组启动时间的限制过程主要放在2、3两步中：提高辅汽母管温度拉升速度以及缩短机组真空满意条件。2 初步优化改进措施机组热态启动时的外界蒸汽汽源采纳的是协助锅炉来供应，由于协助锅炉布置与主机较远，沿途疏水比较奢侈时间，这些都是制约机组在热态启动时的启动时间，而在
7、确保机组共轴封平安的前提下必需满意辅汽温度大于260。进行初步的缘由排查中我们发觉：仅仅靠沿途疏水开启拉升辅汽母管温度，温升率很慢，必需增大暖管流量。同时由于协助锅炉距离主厂房距离较远，避开不了存在温降。即使是温度拉升速率提高，最终送入轴封集箱后蒸汽温度照旧偏低。故针对以上两种缘由我们制定了如表2、图1措施。在这些初步的改进措施执行后，我们对改进效果也进行了检验。协助蒸汽温度拉升由于有大流量20T/h暖管排空，温升率较之前提高200%。同时由于在轴封蒸汽集箱前加装电加热器，可以在协助蒸汽温度上升至160后，即可投入电加热器送入轴封，完全能够满供轴封温度大于260这一平安要求。因此拉升辅汽母管温
8、度目前已经从原来的70min缩短至50min，缩短了20min的前期打算耗时。3 深度优化措施3.1 采纳无协助锅炉启动为了进一步缩短整个机组启动耗时，我们确定实行用余热锅炉中学压余热供汽供应轴封供汽。主要是考虑余热锅炉高压系统温度压力较高，且供应协助蒸汽管路较短，有利于快速疏水暖管，同时还能削减启动锅炉耗气。经过专业探讨和实际论证，形成了无启动锅炉启动方案，无启动锅炉启动方案包括以下几个方面：增加余热锅炉蓄热。在每日机组停机后，马上关闭炉侧和机侧的疏水相关阀门，同时在机组熄火后手动关闭中学压旁路，保证汽包压力高于正常停机设定压力，为次日机组启动供应更多热量。初期采纳中压汽包压力供汽暖管，辅保
9、证助蒸汽压力0.8MPa，过热度在20以上，轴封用汽量在5T/h。待中压压力降低至1MPa后，通过高压旁路将高压汽包蓄热通过再热器辅汽管路接着疏水暖管。协助蒸汽温度大于160后，投入轴封电加热器，将蒸汽温度快速提高至260，而后送入轴封。此方式由于锅炉过热器蓄热量有限，需优先保证轴封用汽，故需将机组2000rpm/min后的低压缸冷却蒸汽开度由30%降低到19.6%进行强制优化。3.2 降低启动条件真空要求以往的机组开机过程中，等待机组真空达到允许值后，机组方可启动。该机组启动允许条件中，凝汽器真空需达到-88kPa。为了进一步缩短机组启动时间，经多次试验后，仅将启动允许条件的真空值由-88k
10、Pa修改为-80kPa，真空保護跳机值仍保持原-76kPa不变，达到了既保证机组平安同时满意机组启动的要求。修改之前我们也同厂家相关技术人员进行过询问，确认后才进行改动。通过这样的参数修改后可以在机组进行抽真空的同时，进行机组启动前的复位等相关工作。依据操作快慢的不同，将机组的启动时间缩短约5min。3.3 优化机组暖机参数该机组冷态、温态、热态暖机负荷为50MW，72MW，120MW。汽机进汽条件中，蒸汽压力、温度都与暖机负荷有较大的关系，提高暖机负荷还可以进一步缩短机组暖机时间。尤其是温态启动过程，当汽轮机高压缸入口金属温度在230-400之间，机组都属于温态启动，但是燃气轮机的负荷暖机值
11、都是72MW，低负荷下温升慢，导致进汽时间延长。因此认为当机组处于温态模式下，其所对应的不同缸温也应当采纳不同的暖机负荷在78MW-120MW之间函数变动。同时其升负荷速率也改为介于冷态2.5MW/min与热态4.0MW/min之间函数变动。通过以上三种进一步改进优化后，机组启动耗时进一步缩短热态启动时间。4 成果与效益4.1 热态启动时间得到缩短在对本单位机组关于缩短启动时间这一问题进行了诸如以上主要措施后，我厂机组从2022年起先持续沿用以上技术改进，目前机组平安稳定运行，同时机组启动耗时大大减小，如图2。4.2 机组在热态启动时无协助锅炉启动，实现机组快速启动，产生的经济效益：少开一次协
12、助锅炉，节约自然气4000立方，根据市场价2.88元/m3计算干脆节约费用11520元。机组热态启动时，新增的轴封加热器与协助锅炉启动耗电可节约720kWh以上。协助锅炉作为主机的备用炉，其少启动次数一次可以节约设备折旧、维护费用，每次2万元。机组快速启动机组提前40分钟进汽，机组可多发电40MW每次。以2022年机组热态无协助锅炉启动核算，机组单电费节约和自然气节约费用在70万元。协助锅炉节约检修费用，69*2万/次=138万，每年节约145.7万元。5 结论在通过合适位置增加轴封加热器，优化开机参数，对于MF701F4同轴机组在没有外界汽源的状况下，实现了温热态快速启动;另外协助锅炉一般对
13、于单套机组作为的电厂是唯一的外界汽源，采纳此种方式，大大提高了机组的牢靠性。对于轴封加热器的投入时间和机组暖机参数的优化，仍旧有很大的提升空间，须要我们不断探究探讨。参考文献：1戈志华，马立群，何洁，赵世飞.燃气-蒸汽联合循环热电联产机组多种运行方式负荷特性探讨J/OL.中国电机工程学报：1-112022-03-13.2张龙.AGC模式下火电机组协调限制系统优化探讨J.价值工程，2022，38（35）：161-163.3许茂贤.9E燃气蒸汽联合循环机组停机保养探讨J.价值工程，2022，39（01）：244-245.本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第9页 共9页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页