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9E燃气轮机联合循环发电机组能耗节约方法研究

2015-09-21 10:13:40来源:论文网浏览:评论:0

  随着时代的发展和各类先进科学技术的不断研究和应用,电力产业在科学技术的推动下取得了前所未有的进步。在多年的研究和探索中,笔者发现,能耗问题是当前电力产业发展的瓶颈问题,已经成为每一个电力行业必须关注的问题。该文中,笔者以PG917E燃气轮机发电机组为例,为了降低燃气轮机的油耗和发电成本,从运行操作优化以及设备技术改造等方面进行了阐述,介绍了节能降耗的一些方法和措施,以期能够更好地促进燃气轮机循环发电机组的能耗节约发展,为业内的研究和应用者提供参考和借鉴。

  为了进一步研究燃气轮机联合循环发电机组的能耗问题,本文中,选取某公司的300 MW燃气-蒸汽联合循环发电机组为研究对象,该机组由两台额定蒸发量17 7t/h的单压余热锅炉和2台110 MW的PG917E燃气轮机发电机组组成。至今已经运行52000 h,联合循环设计油耗为201 g/kWh、简单循环设计油耗为295 g/kWh。在使用时,联合循环机组通常处在紧急备用和调峰状态,启动和停止较为频繁,对油耗影响严重,尤其是在当前燃油价格不断上升的背景下,如何降低发电成本是每一个电厂都需要面对的问题。下面将针对这一问题进行具体讨论。

  1 运行操作优化

  从近些年电网的发展情况来看,逐渐出现了电网峰谷负荷差较大的现象,在这种情况下联合循环机组往往被用作调峰工作,机组的启动和停止操作较为频繁。另外,汽机的启动时间长短对联合循环机组的发电功耗也有着很大的影响。研究联合循环机组启动优化工作具有重要意义和良好的效果。

  1.1 启动优化

  1.1.1 操作优化

  在操作方面对联合循环机组的启动进行优化时主要有五个反面需要注意,分别为:汽机、燃机、余热锅炉的启动,余热锅炉的停运以及对汽机和燃机启动的统筹安排。要在汽包有较高压力和较低水位的情况下进行余热锅炉停运,以便于余热锅炉之后的快速启动;要在余热锅炉和汽轮机都准备妥当之后再启动燃机以便减少燃机并网到汽机并网的时间;在燃机点火之后在适当时间应快速开启余热锅炉的烟气挡板来实现快速升炉;可以通过汽轮机低转速暖机来加快暖管速度并增加暖管流量。

  1.1.2 程序优化

  可以对集散控制系统进行必要的修改,如:首先,可以取消每台余热锅炉启动前先启动给水泵的限制,让2太余热炉公用1套给水除氧系统。因为一般的给水调节阀都会有内漏,如果两台给水泵同时运行会提前进行被迫防水影响启动时间造成能耗浪费。同时,还应当对凝汽器低真空限制余热锅炉挡板开启条件,保证汽轮机和凝汽器的安全,减少凝结水泵和循环水泵的辅机运行时间,缩短稳态启动的整体总时间。

  1.1.3 优化成效

  通过了上述的改进之后,联合循环机组的稳态启动在时效上有了明显的进步,启动时间会进一步缩短,各项参数能够保持在正常范围内,对启动时间的缩短能够很大程度上节约能耗降低燃油消耗量,在当前选取的设备条件下能够带来每月18万KWh的额外发电量。

  1.2 缩短停机时简单循环运行时间

  在联合循环机组停运的过程中,降低燃机负荷来降低主蒸汽温度从而降低汽轮机缸温,能够有效的减少简单循环的运行时间,在缸温降到规定值之后再将汽轮机停机,这样的过程中能够通过减少简单循环的时间来实现降低油耗的功能。

  1.3 降低厂用电率

  1.3.1 减少机组启停时的厂用电量

  在实际操作汇中,可以通过修改DCS程序来实现减少机组启停时的厂电能耗,让1太给水泵带2太余热炉运行。由于给水泵的能搞较高但效率非常低,这样的操作不仅能够减少给水泵的功耗消耗也能够节约厂电用度。在联合循环机组停运之后,要及时关闭余热锅炉过热蒸汽手动隔离阀,这样便可以减少循环水泵的运行时间,节约厂电用量。

  1.3.2 合理安排辅机的运行方式

  在凝汽器真空值能够满足机组运行安全的前提下,可以保持1台循环水泵正常运行,这样即便汽轮机的极限真空较低也能够保证凝汽器的真空值在98kpa左右,减少循环水泵对厂电使用度有很好的节约效果。

  2 技术改造

  虽然GE企业生产的9E型燃气轮机联合循环发电机组在设计方法和使用技术方面较为先进,但是这其中也不免存在一些漏洞和缺陷,需要进一步优化。在优化中对重要的影响经济指标的主要辅机设备进行改进,以便达到节能的目的。

  2.1 疏水管路改造

  该型号的发电机组主蒸汽管道的疏水管路相对较细,暖管时间较长,对联合循环机组的快速启动有一定的限制影响,为此可以进行主蒸汽管路输水管的更换,用更粗的合金钢管代替,大大加快疏水暖管的速度,提升效率。

  2.2 过热蒸汽手动隔离阀改造

  该过热蒸汽隔离阀通过齿轮传动,受到齿轮开口的影响造成操作时间长,影响运行人员的处理效率,可以通过曲调齿轮传动机构和操作手轮的方法,在闸阀阀杆上安装电动执行机构,方便快捷的保证工作效率和经济效益。

  2.3 吹灰器系统改造

  对吹灰器进行更换改型,将单梁、链条传动、开式传动的吹灰器,更改为箱式梁、双齿条结构的吹灰器,以解决卡涩、内漏、冒灰故障。1台炉配1套吹灰控制系统,可以提高吹灰器的运行可靠性,提高吹灰效果,降低余热锅炉排烟温度3 ℃,提高余热锅炉效率。

  3 结语

  该文中从运行方式、程序修改、技术改造三个主要方面对9E燃气轮机联合循环发电机组进行了优化,本着提高工作效率,降低能耗的目的进行了设计和实现。通过实践发现,这样的一些改造在保证系统可靠性的前提下提高了机组的经济效益,缩短了启停时间,降低了能耗。9E型燃气轮机联合循环发电机组在实际应用中还有很大的挖掘潜力。随着越来越多先进科学技术的不断研究和进步,相信该发电机组在不断的完善和进步下,将会得到更好的发展前景和应用效果。

 

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