9E型燃机启停优化与经济性评估

张宗毅

摘 要：通过对PG9171E型燃气-蒸汽联合循环机组热态启停过程的试验、分析，提出了机组最经济的启、停操作方案，经济效益可观。

关键词：热态；暖管；燃机；经济性

一、概述

作为燃气-蒸汽联合循环机组，在电网中主要担负调峰作用，早晚启停频繁，其中90%以上均为热态启动，因而研究适当加快机组热态启动速度、节约燃气消耗、降低厂用电耗，对于提高机组运行的经济性显得尤为重要。我厂经过一系列启停机试验、数据采集、经济分析，摸索出一套最佳的燃气-蒸汽联合循环机组热态（温态）启停方案，经济效益可观。

二、机组启停优化及经济性分析

（一） 燃机启动优化及经济性分析

燃机本身启动过程是基于MK-V自动控制，人为干预因素极少，优化空间有限，更多是要考虑燃机并网后选择负荷与汽机匹配的问题，以保证在耗气量较小的情况下加快汽机暖管速度，使汽机尽快具备冲转条件，减少燃机启动单循环发电时间。通过数据采集分析，我们采用燃机并网投IGV温控预选75MW负荷为最佳方案。一方面是出于燃机在75MW时排烟温度已进入550℃左右的高温区，有助于主汽温的快速提升（高于75MW以后对排烟温度提高不大，但小于75MW时排烟温度将快速下降，详见附表I及图1）；另一方面，燃机预选75MW待汽机暖管，可保证气耗合理的情况下，锅炉蒸发量较大，大大缩短汽机冲转前的暖管及燃机单循环发电时间，经济性最突出。

（二）汽机启动优化及经济性分析

对于汽机热态（温态）启动，制约其启动速度的主要问题是：暖轴封速度过慢，真空未建立前，燃机不能带高负荷，以防锅炉超压，同时也导致汽机暖管速度下降，难以具备冲转条件。我们通过多次试验，根据我厂汽机自身特点，采取以下措施可以使汽机能够在燃机并网前具备送轴封、抽真空条件，燃机并网后直接带75MW，从而加快了机组暖管速度。

1）因正常运行中，轴封供汽母管内并无蒸汽流动，易产生凝结水，在汽机轴封母管无疏水点的情况下，为防止该处积水影响次日暖轴封速度，我们采取停机前30分钟，开启轴封供汽电动门、调门，对轴封供汽管道暖管30分钟，既提高该管道蓄热，同时有效蒸发该处积水，为次日启机做好铺垫；

2）做好锅炉保压工作，控制停机锅炉压力。停机后我们要求高压炉疏水保持关闭状态（包括存在内漏的疏水电动阀前手门关闭）；投入盘车时，控制锅炉高压包压力在5.0MPA以上，并做好保压保温记录；

3）加强机、炉侧疏水控制，不易过早疏水，过度泄压，最好在燃机发启动令前10min，开启锅炉疏水手阀、电动阀进行锅炉疏水1～2min，待疏水完毕后关炉侧疏水电动阀，继续对机侧主汽管路疏水1～2分钟，即可进行暖轴封的操作；优化后，汽机均压箱温度上升速度大幅提高，使得汽机暖均压箱时间缩短，汽机冲转及并网时间比优化前提前了9分钟。计算启机气耗率由0.3544下降至0.3345NM3/KWH，节约天然气2702 NM3，节省厂用电924KWH，尽管少发电4598KWH，但折算后每次启机仍可产生效益7270.8元，全年按200次启机可产生146.549万元的可观效益。详见附表III

三、辅助启停优化，有效降低厂用电耗

（1）循环水池水位：由于炉区泵组冷却水、锅炉化学取样间冷却水均回收到循环水池，因此在停机后循环水池水位会持续上升。为防止停机后循环水池溢流，要求停机前2小时逐步将循环水池液位降至1.2米。

（2）循环水泵及冷却风塔的启停：正常运行中采用两泵四塔运行方式；燃机发停机令時，停运两台冷却风塔；燃机负荷降至75MW时，停运一台循环水泵； 30MW时，停运剩余两台冷却风塔；汽机转速到零，退轴封，即可停运另一台循环水泵。对于启机过程，燃机发启动令时，先启动第一台循环水泵，以免燃机滑油超温；高、低压旁路拉开后，启动第一台冷却风机；待大量蒸汽进入凝汽器后，根据循环水温度的上升幅度再逐步启动其它冷却风机运行；燃机带负荷75MW时，再启动第二台循环水泵。

四、结束语

通过以上经济分析，优化操作方案后，每次热态启动节约7327.45元，每次停机节约1000.5元，全年按启停200次计算，全年一套机组可以节省166.4万元，经济效益极其可观。

参考文献

[1]焦树建.燃气-蒸汽联合循环[M].北京：机械工业出版社，2002.

[2]杨顺虎.燃气-蒸汽联合循环发电设备及运行[M].北京：中国电力出版社，2003.