9E燃气-蒸汽联合循环机组启停优化

9E燃气-蒸汽联合循环机组启停优化

高守志

江苏华电通州热电有限公司 江苏 南通 226300

摘要：结合我公司2套220MW燃气-蒸汽联合循环发电机组运行情况，通过对机组启停过程运行方式、逻辑进行优化，从而降低厂用电率，达到节能降耗的目的，不仅可以提高发电厂的经济效益同时也能促进更好的发展。

关键词： 燃气轮机；联合循环；节能技术；启停优化

引言

发电厂在电力生产过程中，需要大量的电动拖动设备，用以保证机组主要设备和辅助系统的正常运行，这样就形成了厂内自耗电，而厂用电率的高低是影响燃气轮机组供电气耗和发电成本的主要因素之一，目前各个发电厂均把如何降低厂用电作为重要的生产运行目标来加以解决。

我公司2套220MW燃气-蒸汽联合循环发电机组，是由西门子制造的两台SGT5-2000E　（V94.2）型燃气轮机，与华西能源余热锅炉和上海汽轮机发电机组成的多轴布置的联合循环发电机组，于2016年12月先后投产。根据机组实际运行情况，以节约6kV设备的用电作为主要方向，对机组启停运行方式、逻辑等进行优化，为国内相似联合循环机组提供参考。

1、机组冷态启动上水阶段

1、1常见的低压汽包上水采用启动凝结水泵（变频）上水方式，锅炉上水要求如下：

1)、水质要求：必须符合给水标准。

2)、水温要求：上水温度在20℃～70℃。

3)、上水时间：夏季不少于2小时，冬季不少于4小时。

4)、上水速度应均匀缓慢，控制汽包上、下壁温≤40℃，给水温度与汽包壁温差≤40℃。

采用凝结水泵（变频）上水时，凝泵最低出口压力0.5Mpa,变频电流30A，自凝结水系统进水赶空气到低压汽包上水到启动水位,用时约2.5小时；为保证炉水品质，通常会将低包内炉水放掉再上至启动水位，又要维持凝泵运行约1小时。即正常的机组冷态启动，完成低压汽包上水工作，要维持凝结水泵（变频）运行约3.5小时。

1、2采用除盐水泵往低包上水

通过改造凝结水系统增加一路化学除盐水→低包上水电动门→凝结水系统→余热锅炉 。

采用除盐水泵（变频）运行，维持出口压力0.55Mpa,电流45A，运行机组补水40t/h，启动机组上水流量30t/h，低包4小时正常上水至启动水位。可减少6KV辅机凝结水泵运行时间约3.5小时。

2、机组启动阶段

下面我们以优化后的2022年3月一次3/4号联合循环机组启动前准备主要设备的启动为例：

2、1优化后的凝泵、循泵、高压给泵的启动选择

1）凝结水泵选择在机组供轴封后抽真空前启动，配合除盐水补充水的运用，既能满足凝结水系统用户要求，又减少凝结水泵运行时间。

2）循泵在汽轮机抽真空至-40KPa启动，保证对凝汽器铜管冷却同时，减少循泵运行时间。

3）高压给泵在燃机基本满足启动条件后，掌握凝汽器抽真空速率，在燃机启动顺控走步前约20min启动，可维持高包水位正常。

2、2真空泵运行方式

1）开启1台真空泵抽真空，凝汽器的真空的数据：

考虑真空-80KPa作为燃机走步的控制量，启动一台真空泵需要40min能满足条件。理想情况下走步前凝泵需投入45min，循泵需投入35min，高压给泵需投入15~20min即可满足燃机走步条件。走步后高低旁升温升压会自动打开,凝汽器的真空度会下降2kPa左右。

2）采用两台真空泵进行抽真空，2022年08月 1/ 2号联合循环机组启动，凝汽器真空的数据：

结论：两台真空泵同时运行至真空达到-80kPa时仅需22min，远低于启动一台真空泵所需的实间（40min）。缩短机组启动时间，同时减少凝泵、循泵的投入时间，节约厂用电，提高经济效益。

3、联合循环机组挂闸、并网阶段

以2022年2月1/2号联合循环机组冷态启动数据为例：

根据逻辑要求，冷态条件下，汽机SV阀前温度应达到300℃以上方可挂闸。参考高旁前蒸汽参数已满足挂闸条件，而实际由于SV阀前温度上升缓慢，故采用以高旁前蒸汽温度为参考值更为合适。

针对此情况，在符合机组启动规范情况下对逻辑进行优化，冷态启动时在高旁前蒸汽温度达到300℃时可以挂闸冲转，将汽机挂闸时间提前，缩短启动时间，减小气耗，以提升经济效益。

4、机组停运后冷却阶段

4、1机组停运后一般采用维持凝结水泵（变频）运行主要用以汽轮机后缸喷水、凝汽器水幕喷水、凝汽器喉部减温、疏水扩容器喷水冷却。

要求：汽缸排汽温度降至65℃以下，余热锅炉不再上水，可以停止凝结水泵运行。我厂机组停运后控制后缸排汽温度，需维持凝结水泵（变频）运行约2小时，方可停运行，而此时凝结水泵是停运机组冷却阶段唯一运行的6KV辅机。当出现蒸汽管道疏水阀门保养维护不到位造成内漏，则需要运行时间随之增加。

4、2针对机组停运后冷却阶段对凝结水压力的要求更低，实际操作中不宜低于凝结水泵变频器的长时间运行最小出力。

利用改造的除盐水→凝结水系统的管道，单台除盐水泵（变频）运行，出口压力0.5Mpa,能同时满足当前运行机组补水和停运机组排汽缸冷却的要求，可减少6KV辅机运行时间约2小时。

5、结语

从机组启停辅机运行方式、逻辑优化等方面对9E燃气-蒸汽联合循环发电机组进行优化，减少6KV辅机运行时间，缩短机组启动时间，降低厂用电率和气耗，同时带来了明显的节能经济效益。

参考文献：

[1]金亮.9E燃气—蒸汽联合循环发电机组节能运行.电力与能源，2011

[2]李广伟;陈鑫.9F燃气-蒸汽联合循环机组运行优化及节能改造，2019

[3]朱亚迪.燃气蒸汽联合循环机组能效分析及应用，2022（05期）：297-303