9E型燃機啟停優化與經濟性評估

張宗毅

摘 要：通過對PG9171E型燃氣-蒸汽聯合循環機組熱態啟停過程的試驗、分析，提出了機組最經濟的啟、停操作方案，經濟效益可觀。

關鍵詞：熱態；暖管；燃機；經濟性

一、概述

作為燃氣-蒸汽聯合循環機組，在電網中主要擔負調峰作用，早晚啟停頻繁，其中90%以上均為熱態啟動，因而研究適當加快機組熱態啟動速度、節約燃氣消耗、降低廠用電耗，對于提高機組運行的經濟性顯得尤為重要。我廠經過一系列啟停機試驗、數據采集、經濟分析，摸索出一套最佳的燃氣-蒸汽聯合循環機組熱態（溫態）啟停方案，經濟效益可觀。

二、機組啟停優化及經濟性分析

（一） 燃機啟動優化及經濟性分析

燃機本身啟動過程是基于MK-V自動控制，人為干預因素極少，優化空間有限，更多是要考慮燃機并網后選擇負荷與汽機匹配的問題，以保證在耗氣量較小的情況下加快汽機暖管速度，使汽機盡快具備沖轉條件，減少燃機啟動單循環發電時間。通過數據采集分析，我們采用燃機并網投IGV溫控預選75MW負荷為最佳方案。一方面是出于燃機在75MW時排煙溫度已進入550℃左右的高溫區，有助于主汽溫的快速提升（高于75MW以后對排煙溫度提高不大，但小于75MW時排煙溫度將快速下降，詳見附表I及圖1）；另一方面，燃機預選75MW待汽機暖管，可保證氣耗合理的情況下，鍋爐蒸發量較大，大大縮短汽機沖轉前的暖管及燃機單循環發電時間，經濟性最突出。

（二）汽機啟動優化及經濟性分析

對于汽機熱態（溫態）啟動，制約其啟動速度的主要問題是：暖軸封速度過慢，真空未建立前，燃機不能帶高負荷，以防鍋爐超壓，同時也導致汽機暖管速度下降，難以具備沖轉條件。我們通過多次試驗，根據我廠汽機自身特點，采取以下措施可以使汽機能夠在燃機并網前具備送軸封、抽真空條件，燃機并網后直接帶75MW，從而加快了機組暖管速度。

1）因正常運行中，軸封供汽母管內并無蒸汽流動，易產生凝結水，在汽機軸封母管無疏水點的情況下，為防止該處積水影響次日暖軸封速度，我們采取停機前30分鐘，開啟軸封供汽電動門、調門，對軸封供汽管道暖管30分鐘，既提高該管道蓄熱，同時有效蒸發該處積水，為次日啟機做好鋪墊；

2）做好鍋爐保壓工作，控制停機鍋爐壓力。停機后我們要求高壓爐疏水保持關閉狀態（包括存在內漏的疏水電動閥前手門關閉）；投入盤車時，控制鍋爐高壓包壓力在5.0MPA以上，并做好保壓保溫記錄；

3）加強機、爐側疏水控制，不易過早疏水，過度泄壓，最好在燃機發啟動令前10min，開啟鍋爐疏水手閥、電動閥進行鍋爐疏水1～2min，待疏水完畢后關爐側疏水電動閥，繼續對機側主汽管路疏水1～2分鐘，即可進行暖軸封的操作；優化后，汽機均壓箱溫度上升速度大幅提高，使得汽機暖均壓箱時間縮短，汽機沖轉及并網時間比優化前提前了9分鐘。計算啟機氣耗率由0.3544下降至0.3345NM3/KWH，節約天然氣2702 NM3，節省廠用電924KWH，盡管少發電4598KWH，但折算后每次啟機仍可產生效益7270.8元，全年按200次啟機可產生146.549萬元的可觀效益。詳見附表III

三、輔助啟停優化，有效降低廠用電耗

（1）循環水池水位：由于爐區泵組冷卻水、鍋爐化學取樣間冷卻水均回收到循環水池，因此在停機后循環水池水位會持續上升。為防止停機后循環水池溢流，要求停機前2小時逐步將循環水池液位降至1.2米。

（2）循環水泵及冷卻風塔的啟停：正常運行中采用兩泵四塔運行方式；燃機發停機令時，停運兩臺冷卻風塔；燃機負荷降至75MW時，停運一臺循環水泵； 30MW時，停運剩余兩臺冷卻風塔；汽機轉速到零，退軸封，即可停運另一臺循環水泵。對于啟機過程，燃機發啟動令時，先啟動第一臺循環水泵，以免燃機滑油超溫；高、低壓旁路拉開后，啟動第一臺冷卻風機；待大量蒸汽進入凝汽器后，根據循環水溫度的上升幅度再逐步啟動其它冷卻風機運行；燃機帶負荷75MW時，再啟動第二臺循環水泵。

四、結束語

通過以上經濟分析，優化操作方案后，每次熱態啟動節約7327.45元，每次停機節約1000.5元，全年按啟停200次計算，全年一套機組可以節省166.4萬元，經濟效益極其可觀。

參考文獻

[1]焦樹建.燃氣-蒸汽聯合循環[M].北京：機械工業出版社，2002.

[2]楊順虎.燃氣-蒸汽聯合循環發電設備及運行[M].北京：中國電力出版社，2003.