樓宇型燃氣分布式能源系統機務調試和主要問題探析

劉心喜，馬小軍，鄭宏偉，張正平，朱良君，柯冬冬，賈小偉

（1.華電電力科學研究院有限公司，浙江 杭州310030；2.國家能源分布式能源技術研發（實驗）中心，浙江 杭州310030；3.浙江省蓄能與建筑節能技術重點實驗室，浙江 杭州310030；4.華電綜合智慧能源科技有限公司，北京100160）

因清潔、高效、環保、需求側響應快、與電網友好互補等諸多優點，燃氣分布式能源在國內迅猛發展，其中樓宇型燃氣分布式能源系統在醫院、學校、酒店、辦公樓等冷熱負荷中心得到越來越多的應用[1]。調試是在系統安裝完成后必須進行的工作，也是項目驗收前的依據及必經階段[2]。調試也是由項目基建期轉生產運行期的重要環節，對項目安全、可靠、經濟運行有著重要影響。本文以廣州某中央商務區分布式能源站為例，介紹系統機務專業調試內容，以期為同類型項目調試提供參考。

1 系統概述

廣州某中央商務區分布式能源站采用3臺瓦錫蘭W20V34SG型燃氣內燃機發電機，裝機容量為3×9.78 MW，對應的余熱設備為3臺YRX390（96/79）-872H2煙氣熱水型溴化鋰機組，以及3臺8.6 MW的串聯式離心式冷水機組，9臺單機制冷量7.4 MW和3臺單機制冷量為2.8 MW的大溫差離心式冷水機組。所發電力并網上網，利用溴化鋰機組或電制冷機組為商務區用戶提供供冷供熱服務。

燃氣內燃發電機組為瓦錫蘭W20V34SG型，內燃機持續運行功率9 780 kW，標定轉速為750 r/min，額定輸出電壓為10.5 kV、頻率50 Hz。

溴化鋰機組與發電機組一對一配置，冷凍水額定進出口溫度13/8℃。與溴化鋰機組配套設置離心式冷水機組3臺，與溴機一對一串聯，冷凍水設計進出口溫度8/3℃。冷負荷不足部分由大溫差離心式冷水機組補充，大溫差離心式冷水機組補冷凍水額定進出口13/3℃。

供熱系統由煙氣熱水換熱器、蓄熱水系統組成，蓄熱水系統由蓄熱板式換熱機組、放熱板式換熱機組、自然分層水箱及控制系統組成，內燃機發電機組排放的高溫煙氣經煙氣熱水型溴化鋰機組利用后降溫至120℃后，進入煙氣熱水換熱器，由120℃降溫至90℃排放，制取90～95℃熱水。熱負荷高峰時段，制取的熱水直接外供給用戶使用，低負荷時段制取的高溫熱水熱量經蓄熱板式換熱機組儲存至蓄熱水箱，在熱負荷高峰時段或內燃機停運時段蓄熱水箱內儲存熱量經放熱板式換熱機組換熱后供給用戶使用。

2 機務調試內容

2.1 燃氣內燃機組調試

燃氣內燃機組調試主要分為分系統調試與整套啟動調試，分系統主要包含空壓機及其系統、燃氣系統、潤滑油系統、氣體滅火系統、罩殼通風系統及甩負荷試驗，整套啟動則分為空負荷試運、帶負荷試運及（72+24）h滿負荷試運。

2.2 溴化鋰機組調試

溴化鋰機組調試主要為溴化鋰機組循環冷卻水系統試運、溴化鋰機組冷凍水系統試運、溴化鋰溶液及冷劑充注調試、煙氣三通閥及二通閥調試、溴化鋰機組靜態模擬運轉、溴化鋰缸套水試運、溴化鋰機組整套啟動試運。

2.3 電制冷機組調試

電制冷機組調試主要為循環冷卻水系統試運、冷卻塔系統試運、冷凍水系統試運、電制冷機組冷媒充注、電制冷機組整套啟動試運。

2.4 其他輔助系統調試

其他輔助系統調試主要為冷卻塔補水系統、冷凍水補水定壓系統、脫硝系統調試。

3 調試遇到問題及分析

3.1 水管道沖洗不嚴格造成后續沖洗工作量大

調試初期對水管道沖洗工作準備不足，造成冷凍水管道及冷卻水管道沖洗不充分，內部遺留臟物及焊渣較多，對內部管道有所劃傷。后續對冷凍水系統持續排污注水置換，對冷卻水系統持續清掃注水排水后水管道沖洗合格。

3.2 外供冷凍水系統試運時泵體氣蝕

外供冷凍水二次泵1～4號泵距分水器較遠，易造成泵入口管道最高處存氣。未在此處設計放氣閥，安裝自動放氣閥后，泵運行正常，無氣蝕情況。長期運行后，自動放氣閥因堵塞后造成排氣不暢，位置較高且無平臺造成手動排氣困難，建議后續改成手動排氣裝置。

3.3 溴化鋰循環冷卻水系統注水下水不暢

對系統放水后再次進行注水，58 m冷卻塔塔盆處有水，系統管路通暢，但0 m處注水過程緩慢。經排查及分析后，分析為管路結構造成管道內部空氣頂住，造成58 m水下0 m緩慢，在58 m主管道上安裝放氣閥后，再次注水順暢。

3.4 全廠循環冷卻水泵停泵動靜大

針對停泵時，管道振動大問題，后續發現針對離心泵應先關閉出口電動門后再停泵，之前按操作習慣先停泵后關出口電動門則是在非正常狀態下的停泵方式，因此動靜較大。采取先關出口電動門后停泵方式后，管道幾乎無晃動，無震感。

3.5 內燃機缸套水壓力波動

內燃機缸套水泵啟動后缸套水壓力低至跳機值，造成內燃機跳機。經分析判斷為溴化鋰機組缸套水管路處初期存在氣體，而此氣體流經內燃機壓力測點處時造成壓力瞬降至跳機值。對高溫水膨脹水箱進行補水，并在溴化鋰機組缸套水管路高處絲堵、高溫水板換處對缸套水進行排氣，隨后手動開啟溴機缸套水三通閥、強制打開內燃機熱回收三通閥并多次進行內燃機空載缸套水平衡試驗后，此異常情況消除。

3.6 內燃機組潤滑油被加熱

為避免出現缸套水壓力波動，對缸套水出口手動門進行限流至10%再啟動缸套水泵，啟動后2 min內潤滑油本應被冷卻的卻被加熱，內部潤滑油控制模塊控制響應不及，造成內燃機因潤滑油溫高跳機。經分析后出口手動門限流會造成缸套水加熱潤滑油，將啟動時出口手動門限流至30%，啟動泵后在10 s內將手動門全開。更進一步，對潤滑油板換潤滑油進出口溫度差設置邏輯，若潤滑油溫度被加熱至3℃，將立刻停止內燃機組缸套水泵、關閉內燃機組熱回收三通閥。若出現潤滑油被加熱情況，運行人員將能提前干預，并能優先保證內燃機組不跳機。

3.7 內燃機組潤滑油溫度控制不平緩

在溴化鋰機組啟機時溴化鋰機組缸套水三通閥開度過大易造成內燃機組潤滑油溫度低，或低負荷運轉時溴化鋰機組缸套水三通閥開度過小易造成內燃機組潤滑油溫度高。經試驗后確定溴機啟機時缸套水三通閥初始開度為35%，在溴機負荷調整過程中缸套水三通閥最低開度始終大于等于35%，至此內燃機組潤滑油溫降或溫升在可接受范圍內。后經分析及討論，溴化鋰機組缸套水回水總管增加一個溫度測點并將信號傳送到內燃機控制柜，經內燃機組調整溫度控制邏輯后，溴機啟機及低負荷運轉時內燃機潤滑油溫度及缸套水溫控制平穩。

3.8 主燃氣泄壓閥卡澀造成甩100%負荷試驗失敗

甩100%負荷時內燃機主燃氣泄壓閥卡澀，造成內燃機內氣缸壓力升高，內燃機停車。對主燃氣泄壓閥卡澀處進行拆出、徹底清理、回裝后，卡澀消失，再次甩100%負荷試驗成功。

3.9 冷凍水分集水器流量不匹配造成自力式壓力平衡閥動作

初期因外部冷負荷不足，外供二次泵頻率較低，站內站外冷凍水通過集分水器及壓力平衡閥聯通。后期因冷負荷上升，外供二次泵頻率加大后，但站內冷凍水流量并未相應增加，造成分集水器壓差較大，自力式壓力平衡閥脈沖式動作，冷凍水管道因氣體存在造成振動。分析此原因主要是運行時未考慮到流量匹配不一致，后經試驗驗證站內外流量基本一致時平衡閥未動作，另一原因則是由于平衡閥設計與廠家供貨不一樣。經討論協商后，短期內以流量匹配運行，后續擇期進行平衡閥更換成電動門。

4 建議及結論

根據現場調試進度情況，提出以下建議：①邊界條件對項目整體進度至關重要，如燃氣、送出工程接入、外部冷熱負荷情況。尤其是倒送電進度，工程建設時應優先確保外部重要邊界條件能按時投入使用。②樓宇型燃氣分布式能源冷熱用戶對系統的整體盈利性水平至關重要，在用戶側調試前期或調試中建議專業技術人員監督指導，確保與外供冷網交接處的板換潔凈，避免投運后因板換換熱效果差影響用戶體驗。③調試過程中應確保有足夠冷負荷，此項目冷水回水溫度設計為13℃，但因用戶冷負荷不足，限制溴化鋰機組及大溫差電制冷機組實際出力。④冷卻塔補水系統對系統調試進度影響也較大，需充分考慮水泵揚程、流量以及泵出口閥門質量等綜合因素，避免因補水原因造成進度遲滯。

本文介紹了樓宇型燃氣分布式能源項目機務專業調試內容、出現的問題分析及解決辦法，最后給出了工程建設的部分建議。為同類型項目調試積累了經驗，可為同類型項目提供參考。