燃气电厂的运行优化和天然气调峰

燃气电厂的运行优化和天然气调峰

巢放红

江苏华电戚墅堰发电有限公司 江苏省常州市 213011

摘要：以某燃气电厂为例子来说，剖析了发电机组种类与燃气燃量相互间的平衡关联，讨论了不一样运作方法对发电厂整体合理性的影响。根据分析，得到了燃气轮机发电机组运作提升的详尽计划方案及天然气调峰的合理对策，而求提升天然气发电厂的运作管理方法。

关键词：燃气轮机发电厂；运行优化；天然气；调峰

由于民用天然气使用量的不断增加以及燃气电厂投入运营的日益增多，天然气供应不足已成为燃气电厂亟待解决的问题。为有效缓解天然气供需矛盾，提高燃气电厂运行的稳定性和经济效益，对该项目的优化运行及天然气调峰进行了深入研究与分析。

1分析了天然气调峰的主要途径

燃气调峰是当前燃气轮机电厂优化运行的关键，它以多种方式希望满足各种形式的调峰要求，在各类地下、地上储气库进行调峰时，还应建立调峰设施周期。在天然气调峰过程中，要选择中断用户用气，基于峰谷气价调峰方式调节用户用气量，有效地满足调峰需要，下面简单介绍了目前主要的天然气调峰方式^[1]。

1.1地下储气库的调峰

井下储气库在调峰过程中包含了枯竭油气藏、盐矿、含水多孔层、地下岩穴等部位的储气调峰。当前我国拥有世界上最完善的地下储气库，其天然气储量占全国天然气总量的90%以上。井下储气库的优点是地层储气量大，消耗建设成本低，受外界季节气候变化影响小，具有良好的环保和安全性能。

1.2管道调峰，LNG调峰

管内调峰是目前较为普遍的调峰技术方式，采用天然气长输管道的末端调峰方式与城市高压管网的调峰方式。若采用用气低谷调峰，则用气量应小于供气量。若采用管网调峰方式，其大部分天然气受压将进入输气管道并储存。这个时候要考虑到气量大于供气的问题。但这种调峰方式不同于长输管道的末端调峰方式，主要是利用天然气波动来快速反应，而且它所采用的储气罐投资较少，运行维护也比较方便。

常用的LNG储存量较大，启停相对灵活，资源丰富，垫气层较少，调峰弹性较好，性价比较高，安全性能表现较好。当天然气用量过大时，LNG再气化会使下游用户失去控制，就目前而言，LNG储罐容量已显示出较强的计算能力，其储罐容量约为16×104m³，属于全容罐，主要根据LNG储罐容量对储罐质量和数量进行全面计算。结合不同的调峰方式，建立科学合理的油气双燃料运行模式，确保用油气双燃料对机组调峰运行状态进行有效约束，确保双燃料机组调峰运行状态得到有效约束，实现双燃料调峰运行状态的有效约束。

2电厂机组概况介绍

一座电站使用的两台装机容量为125MW，原设计方案燃料为燃料油。2013年，本厂对这2台发电机组燃料系统软件各自开展了燃气双燃料技改项目。为进一步达到负载提高的要求，发电厂方案在2015年提升2台350MW天然气－蒸气协同循环系统发电机组，该发电机组常用燃气由周边2个煤田给予。

管路气路经营规模受上下游资源限定，只有逐渐增长，到2015年，预估将做到8×108m3/a。但现阶段这类气路经营规模不可以达到具体用气要求。与此同时，因为天然气管道的长短仅为67km，因而燃气的供气调峰工作能力受限制，使其发电量运作越来越艰难。

3发电站的气动阀门运输管网工程

甲油田距发电厂230km上下，可采储量为4.2×109m3，为发电厂给予燃气。B油田坐落于甲油田东南方130km处，储藏量1.80×1010m3。输气管道工程项目包含1条主干线、5条主线、6个站场、7个座阀室，干、主线总长12518km，集气站经营规模1.6×109m3/a。由煤田配产计划方案和自购气材料得知，由终端设备站给予的燃气生产量见表1。这表明该发电厂的具体用供气量与终端设备站的生产量存有很大差别。

4发电厂提升运作与安全工程比较

在9F、125MW发电机组的实际运作全过程中，能够对两种发电机组开展配制和提升。9F级和125MW级分别是37.8%和56%,9F级和125MW级是明显的优点。此外，因为气轮机柴油发电机启动特性不错，因而，它能够精准定位为电力网调峰发电机组。当今，9F级汽轮机协同循环系统发电机组设计方案运作时间为3500钟头。从整体状况看，发电厂运作仍有一定的提升空间。

运用时，若为近程运作系统软件，则可采用9F级发电机组。此外，依据表2所显示，9F级发电机组的运作将遭受时间的危害。长期性运作时，发电机组需耗费很多的汽柴油。这时候，可挑选125MW燃机能够合理的节约汽柴油。

5天然气调峰与气量平衡分析

火力发电厂125MW机组经技术改造，可完成燃气双燃料运作，并可线上转换，做到调峰的目的。本毕业论文仅对燃气供货不够、用燃料油填补时的总流量特点开展了科学研究，并假设125MW发电机组持续运作5000h一年，9F级汽轮机每一年可持续性运作3500钟头。燃气供供气量峰时差在较大负载月份的某一天较大负载日。文中根据对发电厂典型性年、月负载特点曲线图的科学研究，能够得到年较大负载日的用供气量最高值，如图所示1。在使用供气量最高值很大的状况下，发电厂可将125MW发电机组改成燃料油填补发电量，可使燃气总流量相对性降低，以减轻燃气要求工作压力，减少气路管路的调峰工作压力。总而言之，发电厂在运作全过程中，要密切关注发电机组负载转变，并联系实际状况调节运作方法，以做到调峰的目的。

选用燃料油补峰时，负载最高值不容易发生起伏，燃气总流量将相对性降低，燃气空缺与较大负载日燃料油发电能力呈正比例关联。

燃气总流量的相对性最高值一般是以发电能力为4.0TW·h的燃气总流量为标准的。除此之外，伴随着发电量的明显提高，补燃料油量也慢慢提升，从而做到日较大负载日的燃料油发电能力，进而使燃料油的调峰实际效果愈来愈显著。

6操作气量平衡及调峰分析

鉴于管道无储气设施，且储气调峰能力相对较弱，要做到用气平衡的有效调节，还需结合气量对外界电力负荷的限制问题进行分析，因此电厂平稳用气并不现实，需要在实际运行中进行分析。但在调峰过程中还必须考虑影响机组负荷、机组运行方式等诸多影响因素，存在较高的不确定性[8]。实际上，目前一些电厂存在着严重的天然气缺口，其重油补封问题比较严重，天然气流量也相对偏大。假定使用两个规格为125WM/a的机组，并保证其年运转时间在5000h时，天然气供气量应达到8×112m³/a。

剖析燃气气路工作能力峰时差，测算出其最高值，并融合较大负载月份中的较大负载日开展剖析，保证某发电厂典型性年负载特点曲线图剖析及时。对燃气气路开展详细分析，掌握峰时差的最高处。但在燃料油补峰期内，需对负载最高值不更改的难题开展剖析，发觉燃气总流量相对性降低。燃气总流量相对性最高值主要是由发电能力来决策的，伴随着发电能力的慢慢升高，发电厂的填补燃料油慢慢提升。根据对较大负载中燃料油发电能力的剖析，发觉燃料油削峰实际效果十分显著。

7结束语

总而言之，选用管路式天然气发电机组与其他发电机组对比具备一定的独特性，对发电机组开展提升和调节，有利于提升发电机组的总体经济收益。举例来说，不一样种类的发电机组能够构成一个系列，由它们一同参加电力网的调峰，而增加发电机组的持续运作时间。

参考文献：

［1］王娟娟，吕泉，李卫东，等.电力市场环境下燃气轮机调峰交易模式研究［J］.电力自动化设备，2014（1）：73-74.

［2］张广亮.燃气轮机发电厂的运行优化思路及具体策略研究[J].企业技术开发（下半月）,2016(6)：27-29.