燃气轮机发电厂的运行优化与天然气调峰研究

燃气轮机发电厂的运行优化与天然气调峰研究

王君

江苏徐塘发电有限责任公司 江苏徐州

摘要：本文简单的介绍了燃气轮机发电厂天然气调峰过程的工作原理，并通过平衡调峰与气量关系、使用重油补峰方法、提升燃气管道安全性、规范燃气轮机运行流程等措施，优化燃气轮机发电厂运行，增强电厂系统运行可靠性与安全性。若能有效控制天然气供应量，可避免出现消耗超负荷现象。

关键词：燃气轮机发电厂；天然气；调峰运行；研究

发电厂燃气轮机发电对环境产生的污染和破坏得到很大的减少，这符合中国可持续发展的要求，需要企业加大对燃气轮机设备及相关技术的研究。我们知道燃气轮机发电厂能否稳定运行，对天然气调峰具有深远影响，因此需要不断提高燃气轮机发电厂的运行质量，以确保发电厂能够正常的进行工作，增加企业的经济效益。天然气调峰作为提高燃气轮机发电厂运行效率的重要途径，理应予以重视，并结合天然气调峰特征制定科学的运行优化方案，确保发电厂能够在电能供应期间获得可靠的天然气供应保障，进而避免天然气耗气扩增，影响民众正常的消耗体验，进而破坏民众生活秩序。

一、燃气轮机发电厂现状

作为大型电厂，燃气轮机发电厂内的燃气轮机发电机械设备相较于其他设备来说，组装运行和检修维护的成本较高，对使用人员和维修人员的技术水平也是一种考验。在应用过程中，操作人员必须要注意设备的日常使用情况，最重要的是在人员交接的时候，短时间内反复开关造成的短路或损坏。除了设备日常使用需要注意之外，发电厂设备长时间超负荷使用也是现在燃气轮机发电厂表现之一。这不仅降低设备的使用年限，使其容易提前报废，更对发电厂操作人员的安全埋下隐患。

二、燃气轮机发电厂天然气调峰研究

（一）液态天然气

过去，天然气调峰过程主要调峰方式是管道调峰，通过比较天然气消耗量和供气量，实现管道天然气的合理储存。但是，与液化天然气压缩处理相比，其调峰方式具有优势性，将其体积减小到原来体积的1/620，有效扩大储气空间。根据实际情况来看，在选择液化天然气调峰方式时，安装储气罐的调峰方式更加便捷灵活，可以作为燃气轮机发电厂天然气调峰的一个重要方向，其储气量可高达160000立方米，使得发电厂能够及时获得稳定的天然气，不然会受天然气消耗负荷的影响而减少发电量的产生。

（二）地下储气库

中国的天然气开发前景仍然可观，在天然气高质量发展调查报告中，我们得知中国城镇天然气需求量达到1500亿立方米，占比34%；燃气需求量为1450亿立方米,占比33%。中国作为一个拥有高能源储量的国家，如果有可能实施有效的地下储气库调峰，将有助于提升天然气储备量，满足新发展对天然气的实际需求。

另一方面，地下储气库的建设可作为储气的重要手段，它比传统储气方式更不易受季节变化的影响，对生态环境的污染也更小。可根据地下天然气储气库库存计算公式确定调峰方法，公式如下：

公式中，P₁、P₂和Q₁、Q₂表示两种状态下不同的储气贮藏气压和体积，T₀表示标准温度，T_R表示气藏温度，Z₁和Z₂表示两种状态下形成的气体压缩系数。

三、燃气轮机发电厂的运行优化

（一）增加发电厂的研究资金投入

研究资金是确保发电厂运行优化的保障，在现代化发展中，要不断提升燃气轮机发电机械设备的质量和使用年限。目前，相关操作技术人员使用的设备基础成本较高，相对应的维修费用也很高，研究资金的投入能为开发新型的燃气轮机提供机会，创造更为节省能源的设备，提升其性价比。

（二）确保调峰和气量之间关系的平衡

在操作人员的实际应用中，需要平衡调峰和气量之间关系，为了优化燃气轮机动力装置的运行状态，解决气体负载问题。特别是可以使用在线变化技术来执行自动调峰。为了在天然气的帮助下支持燃气轮机的正常运行，只有确保消耗量与调峰之间的平衡，发电气组才能保持稳定的运行状态。

（三）重油补充发电运行降低天然气流量

在优化燃气轮机发电厂运行的过程中，还可以通过重油补峰的方式有效降低天然气流量，避免发电厂燃气轮机使用的天然气超出额定标准，导致天然气用户所使用的天然气质量下降。重油能源的发电能力越高对天然气的需求就越高。因此，如果发电厂发电量增加，在降低天然气调峰结束后，则有必要增加重油补峰量，确保发电厂能有良好的能源供应条件，使天然气流量逐渐增加而产生的天然气调峰效果不受影响。以发电厂达到100%峰值时天然气流量峰值为例，不需要重油补峰，但当天然气流量达到96.7%时，需要23kt的重油补峰量，经由重油补峰而产生的供电量可达到312MW∙h。而随着峰值的降低，还将增加重油补峰量与发电量的必要峰值补充，这表明在正比关系下，可以使用重油实现天然气的合理调峰，以避免增加发电厂燃气轮机所需的天然气用量，导致天然气的峰值较高，燃气轮机发电厂无法持稳定的发展状态。按照上述情况，有必要在最大限度补峰重油的基础上，消除天然气超负荷使用带来的不利影响。

（四）科学规划燃气轮机的运行过程

燃气轮机实际上是一种燃气驱动装置，可帮助发电厂发电。通过使用天然气作为能源供应时，为避免与民用天然气相互干扰，必须优化其操作过程，这不仅可以保证天然气供应的稳定，而且可以提高电力生产的质量。在实践中，我们可以从能耗计算和性能控制出发。当燃气轮机组的性能调整时，可记录其在不同时期的运行状态，然后通过统计数据了解天然气调峰与燃气轮机运行状态的关系。通过优化燃气轮机的运行性能，相关人员还可从数据釆集过程、数据统计、功率能耗分析等方面了解燃气轮机组的运行阶段。

另一方面，运行过程中，记录下测量燃气轮机开始结束状态，建立数据库保存。天然气使用促进了中国能源发电生产的发展，只有确保燃气轮机组的稳定性能，才能确保燃气轮机在发电项目中能够提供充足的源动力。当燃气轮机实现运行优化时，提高运行效率，并将发电厂扩展到更大的运行容量。基于此，需要应结合自身运行条件，对燃气轮机的运行每个过程进行标准化控制，提高电厂系统运行的安全性，为天然气用户提供优质电能。

（五）增加燃气管道运用的安全性

发电厂采用将厂内不同规格的发电机组不同配合起来的方式，进行天然气调峰，提高天然气供应管道的安全性。为了改善管道安全性还将降低天然气调峰压力，帮助发电厂提供足够的发电动力，避免天然气消耗量因为长期使用而导致的调峰之间的不平衡。然而，在确保燃气管道安全方面，为了避免燃气管道与发电厂实际需求不一致，可加强管道工程建设，以提供应有的充足的天然气。发电机组所运用的燃料中主要以重油为主，改造后将采用天然气和重油方式。由于建设的燃气管道在连通发电厂过程中可能受到阻力，致使发电厂无法获得足够的天然气储量，最终破坏发电厂的原始供电质量。对于这种现象，在发电厂升级阶段，需要专门建设新的燃气管道，满足发电厂供电需求。因此，在燃气轮机发电厂优化运行阶段，有必要充分利用燃气管道，确保天然气广泛供应，促使燃气轮机具有良好的发展前景。

四、结语

燃气轮机发电厂是以燃气能源供应机械设备为主的发电场所，若能实现天然气有效调峰，将促进发电厂的稳定运行。随着燃气轮机的使用大规模的增加和投入运行，应从燃气轮机优化的角度显示燃气轮机的能量转换值。与此同时，不仅有利于促进发电厂的高质量发展，还有利于提高燃气轮机发电厂运行的稳定性，同时还必须保证其性能得到不断的增强。

参考文献

1. 白晓光.试论燃气轮机发电厂的运行优化与天然气调峰[J].建筑工程技术与设计,2018(30).

2. 王家东.燃气轮机发电厂的运行优化及天然气调峰[J].科技与创新,2014(21):5-5,6.

3. 黎文坚.燃气轮机发电厂的运行优化与天然气调峰研究[J].智能建筑与工程机械,2(9):2.