影响9E型联合循环发电机组天然气气耗率的因素研究

陈祥勇

摘要：文章针对目前9E联合循环发电机组的发展现状进行分析，介绍对其单位吉焦发电量的影响因素，并针对其联合循环启动过程的评价来提出了相应的优化措施，以供参考。

关键词：9E型联合循环发电机组；天然气气耗率；影响因素

1引言

在目前的全社会能源消耗量在不断增加以及环境污染问题在不断加剧的形势下，我国的火电厂中的燃机电厂数量在不断增多，但是由于燃机电厂仍然存在部分传统火电厂中的能耗高问题。在我国针对全社会提出节能降耗策略的形势下，燃机电厂也需要在设备改造的过程中，做好运行技术管理等工作，针对影响燃机电厂节能降耗以及经济效益的主要因素，也就是天然气的价格和消耗等因素，需要通过对各项经济指标的提高，尤其要对发电机组天然气气耗率的降低来满足节能降耗的要求。因此本文提出了使用单位吉焦发电量来对天然气气耗率进行衡量和分析的方式。这主要是由于单位吉焦发电量主要是指含1GJ热能的天然气所能发出的电能度数，此经济指标在实际应用中也表现出比较容易进行统计和分析的特点。

2影响单位吉焦发电量的因素

2.1机组启动前状态的影响

针对目前采用9E联合循环发电机组的发电厂来说，其通常采用的是两班制的调峰运行方式。在此种运行方式下，由于启动频繁，燃气轮机中的蒸汽轮机高压内缸金属温度则会受到机组启动速度的影响，而且为了对启动前的机组状态进行区别，通常主要以停运天数和汽机高压内缸温度作为主要依据。而经过对9E联合循环发电机组的长时间实践经验总结可知，发电机组启動之前不同的状态以及启动过程中的不同的启动耗时、机组启动和日运行小时数等因素都会对每日吉焦发电量造成影响。

2.2日运行小时数的影响

即便是在发电机组相同的状态下进行启动时，也会存在带负荷速度不一样的情况，而此情况就会引发满负荷状态下运行时存在不一样的时间，因此，不同的日运行小时数以及不同的启动状态同样都会对日吉焦发电量造成影响，具体的影响情况如表2.1所示。

2.3降出力运行的影响

在9E联合循环发电机组带部分负荷运行的过程中，其燃机运行效率会有所下降，这就会降低此联合循环机组的整体效率。这就需要在对日吉焦发电量进行分析的过程中，需要对部分负荷运行的影响进行考虑。在不同的联合循环部分负荷情况下，在对部分负荷运行对日吉焦发电量的影响进行分析时，可以通过部分负荷与满负荷的吉焦发电量差值与降负荷时间占日运行小时数的份额的乘积来进行衡量。

2.4水洗烘干的影响

在对9E燃气轮机进行水洗的过程中，通常需要按照厂家要求在FSNL状态下进行20分钟的烘干，确保经过水洗之后的燃气轮机中的水分被充分烘干，避免出现热部件温升率过大的问题。而且此烘干过程通常会在机组启动到并网之前进行，在此状态下进行20分钟的烘干会消耗大约300GJ的天然气量。

2.5给水温度的影响

在9E燃气轮机运行中，通常通过大气式除氧器来确保积水温度满足良好除氧效果的要求。而给水温度的具体影响主要表现在，如果给水温度过高会减少省煤器的吸热量，这也会导致锅炉排烟温度的升高而降低余热锅炉的效率。通常来说，给水温度对联合循环效率的影响主要表现在每升高1℃的给水温度就会降低联合循环效率0.1%。

2.6发电除盐水耗的影响

在9E联合循环发电机组运行中，通常需要将运行中产生的高压汽包内的具有较高含盐量的饱和水进行及时排掉来确保锅炉中的汽水品质，而且还会在锅炉启动的过程中，为了确保升压和升温过程中汽包水位的稳定，需要对大量的炉水进行排放来满足上述要求。此外，还会在暖管的过程中向大气中进行大量的蒸汽的排放。在上述排放的过程中就会导致一定热能的排出，而通过9E联合循环发电机组的实际运行可知，通常在排放1t高压饱和水的同时也会造成106kwh电能的浪费，而且在排放1t高压饱和蒸汽的过程中会造成259kwh电能的浪费。而对于9E联合循环发电机组来说，其在每天正常运行中会消耗70t～150t的水，因此为了减少电能浪费，需要在确保机组安全运行的前提下来尽量减少排放来确保机组的经济运行。

3联合循环启动过程的评价与优化

3.1机组启动过程的评价技术经济指标

针对9E联合循环启动过程的评价通常所用的技术经济指标主要有燃机并网时的汽机冲转时间，汽机并网时的汽机投补汽时间以及汽机满负荷的时间，还有机组的启动成本。

3.2机组启动过程中的节能技巧

首先就是在机组启动过程中在确保设备安全的情况下实现机组各项参数的尽快提升，其启动过程中的节能关键就是燃机带负荷的速度与锅炉汽机的需求进行匹配。而影响锅炉启动速度的主要因素有锅炉受热面金属温度的升温速率、汽包升压率和升温率等。在此阶段中的优化控制措施主要有：在启动之前对水位进行合理控制，尽量减少启动过程中的放水量；燃机并网之后的初代符合应控制在其排烟温度比汽机冲转所需要目标温度100℃；尽量提前将锅炉蒸汽出口阀打开来对汽机主蒸汽进行暖管；对主蒸汽压力进行合理控制来确保其尽快满足冲转压力的要求。

而针对汽机的启动来说，主要的优化措施就是对轴封进行提前加热，并拉真空来确保主蒸汽顺利暖管到自动主汽门前。在低负荷暖机过程中需要对较高的背压进行控制，对蒸汽的焓降进行减小来实现进汽量的增加，最红高汽机缸温升温速率。

4结语

为了对9E联合循环发电机组天然气气耗率进行控制来实现其运行效率的提升，文章以单位吉焦发电量为主要研究对象来分析不同的因素对单位吉焦发电量的影响，并且在对联合循环启动过程进行评价之后，提出了相应的优化措施来实现对机组天然气气耗率的控制。

参考文献

[1] 李志鑫. S109FA燃气-蒸汽联合循环机组发电热耗率影响因素分析[J]. 华电技术，2018，40（09）：69-72+83.

[2] 熊伟. 基于AE64.3A型燃气轮机的联合循环性能影响因素分析[J]. 上海电气技术，2017（1）.

（作者单位：广州协鑫燃气热电有限公司）