對天然氣發電機組供熱運行方式優化研究

黃保龍

摘 要： 隨著十八大以及十九大以來，我國對于環保以及污染方面的管控逐漸加強，各行各業也開始進行優化與改造，希望進一步提高資源利用率，優化發展。本文主要結合個人所從事的行業進行研究與分析，以某廠區的天然氣發電機組供熱系統為案例展開分析，解析天然氣發電機組供熱運行系統的基礎上，提出天然氣發電機組供熱運行存在的問題和待優化的部分，并以此提出優化的措施，結合本案例的實際情況得出改造優化之后取得的一定效果。

關鍵詞： 天然氣發電機組；供熱；運行方式；優化

隨著十九大以來我國各項建設逐漸嚴格，對于環境的監控與管制也增強。天然氣發電也逐漸成為當前發電的重要組成，希望能夠促進能源的可持續發展與建設。近年來我國在供暖行業也開展了大量的節能工作，希望通過各種形式的集中供熱系統最終能夠提高供暖效率。供熱系統運行方式優化以及節能減排、降耗成為供熱企業工作重中之重，進行改革也勢在必行。

1.天然氣發電機組供熱運行方式

本文在進行天然氣發電機組供運行系統的研究與分析中，以某廠區的天然氣發電機組供熱運行系統為例展開分析。

在天然氣發電機組供熱系統運行之前，就開始利用低壓供熱進行疏水，之后低壓壓力以及溫度會隨著燃機進行負荷的增加，當該值達到供熱用戶以及廠區的實際要求時，，系統開始進行供熱。一般在廠區中還需要利用天然氣發電機組進行二期供熱，當汽機機組進行并網，并且運行穩定之后，高壓蒸汽鍋爐進行運行，并且閥門打開通過分氣缸向廠區的管道進行暖管處理，同時進行開疏水。由于廠房需要供暖面積較大，因此暖管與開疏水時間需要四小時左右，在進行供熱時一次閥門需要進行控制，不能開發，主要防止供熱安全閥動作。在該廠區天然氣發電機組供熱中的高溫蒸汽的產生壓力在0.40MPa-0.52MPa范圍內。供熱溫度控制分期進行控制，一般一期供熱控制在170℃左右，二期供熱控制在240℃左右，能夠保證供熱滿足用戶的實際需求。

2.天然氣發電機組供熱運行存在問題及待優化部分分析

2.1供熱管網長，存在凍堵現象

在本案例的整個廠區中，天然氣發電機組供熱不僅僅針對廠區的生產區供暖設備，而且涉及生活區的供暖系統以及供暖設備，導致整個供熱管線長達300米，而且設計多個伴熱設備，也導致了蒸汽循環路徑較長，不僅僅導致其需要浪費較多的能源，而且還導致其在冬季頻繁出現凍堵現象，管線損壞、蒸汽系統循環不暢等問題突出，影響生產以及廠區的正常供暖。

2.2凝結水回收期內凝結水溫度高

在廠區的冬季高峰生產期中，不僅僅生活供暖需求較大，而且工廠的生產區也有極大的供暖需求，因此需要投用多臺鍋爐進行供暖，這樣導致過量的蒸汽產生并進入回收系統，在供熱系統的凝結水回收器中溫度高達115℃，造成回收熱量的浪費，凝結水溫度以及壓力也因此而升高，在凝結水管線中出現比較明顯的水擊現象。另外鍋爐上水泵也因此影響而出現氣蝕現象，出現補水停止問題影響安全生產。因此在廠區天然氣發電機組的供熱系統中需要通過手動來降低凝結水回收器的問題，也造成了資源的浪費。

3.天然氣發電機組供熱運行方式優化措施

3.1供熱管網優化

在進行該廠區天然氣供熱系統運行的供熱管網優化過程中，首先對整個供熱系統，尤其是伴熱管線組成等進行了細致分析，通過分析發現其中的多余和可優化部分，并進行了多次各處優化，對伴熱不必要部分管線進行了割除。經過多余管線的割除優化之后，蒸汽循環回路節約了四分之一的管線，通過管線的割除優化能夠降低蒸汽的消耗量，同時對于管線腐蝕刺漏頻次也有很好的降低作用。在該廠區進行了供熱管線優化之后，設備管線在一個月之內并沒有再次出現凍堵情況。

3.2工藝管線改造，優化高溫凝結水利用

3.2.1凝結水管線改造

供熱管網通過天然氣發電機產生的蒸汽提供熱源，在蒸汽加熱塔的塔底凝結水扉頁溫度仍然超過100℃，在實際的供熱中并沒有合理利用這些凝結水，造成浪費。進行改造中將加熱器管線進行割除，同時將高溫凝結水進行二次利用。經過二次利用之后，高溫凝結水得到了充分利用，溫度也有所降低，大約在50℃-60℃左右，起到了能量很好利用的效果。

3.2.2生產區供暖管線改造優化

在經過分析與調查之后對重沸器的凝結水管線進行了優化，這樣保證了凝結水的充分利用，管線溫度也有所降低，但是凝結水總管進行凝結水回收器之前的溫度仍然超過80℃。為進一步合理利用高溫凝結水，在凝結水進入回收器之前通過管線改造將其引入生產區采暖系統，在生產區采暖系統中能夠進行二次換熱，同時還能夠消耗高溫凝結水，使得高溫凝結水溫度降低，經過改造之后該廠區的高溫凝結水溫度能夠達到60℃左右。

3.3起機參數優化

在本案例廠區天然氣發電機組供熱運行的起機時，采用高壓蒸汽隨機組升負荷來進行疏水以及暖管操作，并且需要逐漸進行。在該廠區中供熱暖管開始的時候利用鍋爐高壓包蒸汽來進行疏水以及暖管，在疏水和暖管合格之后進行供汽，同時在低壓蒸汽合格之后再進行高壓蒸汽供汽轉換到低壓蒸汽來完成正常的供熱操作。

4.優化后效果評價

4.1安全性

在對廠區天然氣發電機組供熱運行方式以及參數進行優化之后，廠區的供熱的相關參數更加合理，對于溫度控制以及壓力的控制也更有利，從而有利于降低對管道壽命的損壞。對于相關工工作人員而言，在進行控制時更加方便安全。而且經過運行優化之后，廠區供熱管線的腐蝕等故障也明顯降低，在天然氣供熱機組中的氣蝕現象也不再出現。對于供熱管線中的高溫凝結水而言，溫度也明顯降低，對于其對供熱管線的沖擊強度明顯降低，對于供熱管線運行安全提供共了重要保障。

4.2經濟性評價

經過對天然氣發電機組供熱運行方式的優化之后，每天凝結水排放量得到了極大的降低，每天能夠節約超過45立方米凝結水，根據軟化成本費可以發現廠區每年能夠節約上萬元的水量費用。同時，在進行優化改造之后，還能夠節約燃氣耗量，據統計，節約的燃氣耗量超過90W立方米，極大的節約了成本。

結論

在天然氣發電機組供熱系統的運行中，加強改造與管理，同時提高其高效性以及安全性具有重要意義。在進行天然氣發電機組供熱系統的改造，必須要進行供熱管網優化，對重沸器凝結水管線、生產區采暖水管線等均進行優化與改造，希望通過這些措施能夠降低供熱管網的故障率，同時還能夠節約生產成本，保證正常供暖。經過對某廠區天然氣發電機組供熱系統的改造案例，改造效果顯著，對于天然氣發電機組供熱系統的運行與發展具有重要借鑒意義。

參考文獻

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