S109FA燃气 -蒸汽联合循环发电机组的节能管理

S109FA燃气 -蒸汽联合循环发电机组的节能管理

何熙

福建晋江天然气发电有限公司 福建晋江 362251

摘要：某燃气电厂一期建成4套S109FA燃气-蒸汽联合循环发电机组，以两班制运行方式“日启夜停”，投产至今已经10年。多年来该厂积极响应国家节能减排号召，对9FA机组的设备和运行方式不断改进和优化，挖掘机组的节能潜力，提高设备的运行效率，取得了一定成绩。本文从9FA机组的启停过程优化、设备改进、机组备用期间的节能管理等几个方面进行分析总结。

关键词：S109FA，燃气电厂，节气，节电，运行优化，设备改进

1概述

某燃气电厂一期建成4套燃气-蒸汽联合循环发电机组（后文简称9FA机组），每一套机组由1台S109FA型燃气轮机（后文简称燃机）、1台D10型蒸汽轮机（后文简称汽机）、1台390H型发电机和1台NG-109FA-R型余热锅炉组成。

2机组启停过程优化

对于“日启夜停”参与调峰的燃气-蒸汽联合循环机组来说，优化机组启停过程，控制凝结水泵、真空水泵、给水泵、循环水泵等大容量辅机启停节点，对降低能耗至关重要。该厂通过学习其他电厂的经验并结合自身实际，不断完善，逐步形成了9FA机组启停过程的优化方案，对降低天然气消耗量及厂用电量，提高机组运行的经济性做出重要贡献。

2.1晚启、早停循环水泵

4台9FA机组的循环水系统共设置8台循环水泵，每台循环水泵容量为单台机组最大设计用水量的50%。按夏季一机两泵，春秋季两机三泵，冬季一机一泵三种工况运行。由于循环水泵的功率较大，在9FA机组的启停过程中，采取了一系列措施，尽量晚启、早停循环水泵。

过对循环水泵的运行方式优化后，春秋季两机三泵工况时，第三台循泵启动节点由第二台机组并网前推迟至第二台机组负荷280 MW后，停运节点由第一台机组解列后提早至第一台机组280MW负荷停机时。

夏季一机两泵工况时，第二台循泵启动节点由机组并网前推迟至机组负荷280MW后，停运节点由机组解列后提早至机组280 MW负荷停机时。

以每台循环水泵功率1120 kW计算，每分钟能耗18.7 kWh，每天少运行一个小时，就能节约上千度电，节能效果显著。

2.2凝结水泵变频调整

通过全开低压给水调阀，降低凝结水泵变频出力，减少节流损失，达到最佳运行效率。

根据低压给水调节阀开度和低压水位情况，缓慢设定凝结水泵变频出力，直至低压给水开度大于90%时，停止降低凝结水泵变频压力。

降低凝结水泵变频出力，尽可能保证低压给水开度开大，我厂凝泵出口压力每降低0.2Mpa，凝结水泵功率下降约40kWh, 每台机一年200天，一天18h计算，一年节约用电57.6万kWh。

2.3 优化制氯系统的运行方式

全厂4台9FA机组共用两套电解海水制氯设备（一运一备），主要负责4台机组循环水管的杀菌。电解海水制氯系统最初的运行方式是：全厂任一台机组运行即启动，连续生产次氯酸钠药液并加入循环水管中杀死海水中的微生物，当所有机组停运后电解海水制氯系统再停运。

为了达到环保、节能的目的，经过摸索和实践，在保证循环水管的杀菌效果、满足循环水余氯指标的要求下，将运行方式修改为：①全厂任一台机组运行时，启动一套电解海水制氯系统，将2个次氯酸钠储存罐制满药液后停运系统（运行时间约2小时）；②机组开始停机时，将次氯酸钠储存罐内的药液加至循环水前池，连续加药；③电解海水制氯运行时间段调整到电价波谷时段（23:00至次日7:00）。

通过运行方式的优化，电解海水制氯系统的运行时间由原来的每日16小时减少到2小时，大幅减少了设备的运行小时数，按每年运行240天计算节约约8.6kWh。

3设备改进

3.1空压机A、B由水冷改空冷

全厂4台9FA机组共用压缩空气系统，包括六台螺杆式空压机。原设计六台空压机均为水冷，经过技改后将空压机A、B改造为空冷空压机，其余4台仍为水冷空压机，水冷空压机的冷却水源来自于全厂公用闭式冷却水系统。

技改后，4台9FA机组在两班制运行条件下，压缩空气系统保持一台水冷空压机运行。当全厂四台机组全部停运且第二日无开机计划时，将水冷空压机切换至空冷空压机 A 或B 运行，这样就可以将带公用系统的闭冷水泵停运，节省厂用电量。闭冷水泵功率为315 kW，停运一天可节省电量7560 kWh，不容小觑。

3.2润滑油泵电机改型

润滑油系统向燃气轮机、汽轮机、发电机各轴承提供润滑油，具有润滑和冷却的功能，是机组的重要设备。每台9FA机组配备两台交流润滑油泵，一运一备。原交流润滑油泵电机属于ABB生产的型号为M2QA315L2BV1高耗能落后设备，长期存在运行时绕组温度高，轴承振动大等问题，容易造成润滑油泵电机烧毁事故，特别是在夏季运行时危险性更高，严重影响机组的安全运行。利用机组检修期间，将每台机组的一台交流润滑油泵电机更换为同为ABB生产的型号为M2BA315MLA2高效率铸铁电机，经过运行观察，配备新电机的交流润滑油泵运行情况良好。

润滑油泵电机更换后电流下降50 A左右，每小时可节省电量34.64 kWh，每年可节省电量30.34万kWh，按0.55元/kWh计算，一年可节省16.62万元，节能效果显著。改造后电机外壳温度下降17℃，电机温升下降12℃，电机振动0.015mm情况良好，电机的运行状况得到很好的改善。

3.3闭式冷却水泵叶轮改造

长期运行观察发现，9FA机组闭式冷却水系统的母管调节阀位置开度在80%左右，存在比较大的节流损失。为了降低节流造成的损失，该厂将闭式冷却水泵叶轮进行技改，更换为高效叶轮（η≥86%），降低了闭式冷却水母管的压力，此举可以保持闭式冷却水系统母管调节阀在全开位置，达到了节能的目的，同时能够满足机组运行的需要。

闭式冷却水泵原始设计运行参数为：泵进口压力0.142MPa、泵出口压力0.68MPa、母管压力0.466MPa、电机电流31A。水泵技改为高效叶轮后，运行电流在25A左右，节约电能20%。

4机组备用期间节能工作

为了最大化减少机组备用期间的电能、水能、天然气、氢气等能源的消耗，经过多方研究和讨论，制定了9FA机组《非两班制启停的节能项目实施监督表》，对机组在备用期间相关设备及运行方式进行了规定，具体内容包括：

1. 停运盘车间冷却风扇

2. 停运高压给水泵辅助润滑油泵

3. 停运液压油泵

4. 条件具备时，停运凝结水泵

5. 主变冷却器运行方式切换（保留两组运行）

6. 主厂房屋顶风机、循泵房屋顶风机切换

7. 停运化学复用水泵、工业水泵

8. 机组退氢和退天然气后全停主厂房屋顶风机

9. 机组全停后空压机切至空冷空压机

10. 带公用系统机组停运闭式冷却水泵

11. 停运停机冷却水泵

5结束语

9FA燃气-蒸汽联合循环机组虽然发电效率高达56%，但在节能方面仍有很多潜力。作为电厂人，我们必须不断的优化生产，减少能源消耗，降低发电成本，提高经济效益，最大限度的发挥机组的性能。本文仅对9FA燃气电厂在节能管理的几个方面进行了分析和总结，其中多项节能管理未在文中提现，其中高压给水压差调节、除铁器的退出管理、热态机组启动辅汽自供、真空扩容器的改造、机组启动邻炉残汽使用、开式水泵的合理利用、机组停运后停止冷却水泵切换、性能加热器逻辑优化、燃机运行800-1000小时进行离线水洗、机组临修密封油换至交流密封油泵、#3机组280MW真空泵切换至高效真空泵、循环水泵电机冷却水由并联供水改为串联供水等措施不再一一阐述，节能管理一文意在与大家探讨和提高，为节能降耗尽一份力。

作者简历：

何熙（1984.10-），男，福建福清人，大学本科，主要从事燃气轮机电厂电气管理工作；