9E燃气蒸汽联合循环发电机组节能运行探讨

     9E燃气—蒸汽联合循环发电机组节能运行探讨                  摘要：秉承节能原则，运行燃气—蒸汽联合循环发电机组，能够提升企业供电水平。基于此，本文从天然气预热、燃气轮机、锅炉、汽轮、辅助机、冷却设施这几个方面，详细阐述了燃气—蒸汽联合循环发电机的组节能运行，实现了对发电机组节能作业的深入分析，希望能够为供电设施建设水平的发展提供助力。关键词：联合循环；节能发电；冷却设施引言：燃气—蒸汽联合循环发电机组是指一种较为先进的电力系统发电设施，其具有高效、经济等优势，通常在供电中起到安全顶峰与调峰的作用。将节能运行措施应用到该发电机组的操作中，能够增强电网调峰效果，因此，应深入分析该发电机组的节能运行，以寻求更佳的机组运行方案，提升电力系统作业水平。天然气预热节能运行鉴于该联合循环发电机组所具备的强大调峰功能，当前大部分供电企业一般将其主要用于电网的调峰运行，因此，机组通常处于频繁启停的状态，导致其能耗较大。为了减少该部分的能耗，达到节能的运行效果，可以将发电用的天然气进行预热，在保证安全的前提下，使其长时间保持适宜的温度，这样在启停过程中，就无需反复加热天然气，以节省该部分能耗。就目前来看，根据该类型发电机的天然气燃烧要求，30℃左右是天然气的最理想温度。基于此，在节能运行中，可以考虑用热水锅炉，对天然气进行预热保温，使其长期稳定地处于20℃的温度状态下，同时，还要为该加热系统，设置一个自动的温控单元，让加热水锅炉能够实现低温启动、高温停用，以准确地控制天然气的温度，而相较于传统的发动机加热，热水锅炉所需的能耗更少，因此，该运行方式，能够有效实现发电机组的节能运行。此外，锅炉中的炉水应为除盐水，以便于长期的反复循环利用，深入优化发电机的节能运行效果，燃气轮机节能运行现阶段，机组在启动时，通常采用冷态启动的方式，而在这种方式下，燃气轮机部分从开始启动，直至正常运行，需要耗费2.5h。在这期间内，机组需要持续燃烧天然气来支持燃气轮机的启动，使得燃气轮机启动期间，需耗费大量的天然气。通常情况下，该燃气轮机高能耗问题主要源于，轮机长期运行后的热效率下降情况，因此，在运行中，应根据轮机的效率、周期负荷下降值等参数，结合折算公式，统计、计算出轮机的运行现状，然后基于此，科学、合理地制定出轮机800h的离线水洗周期，以及时恢复轮机的热效率，减少其运行能耗，达到节能的效果。一般来说，经过上述处理，燃气轮机的运行能耗会降低1%~2%。此外，如果有条件，还可以通过结合实际情况，协调疏水系统结构，调节运行参数，来缩短轮机冲转、加负荷时间，大幅度减少天然气的消耗。就目前来看，采用疏水系统改造措施，可以将启动时间缩短20min，节约2000m3的天然气。但待改造后，依然需要注意合理制定离线水洗周期，以保证改造措施的长效性，全面优化联合循环发电机组的运行水平。锅炉开机节能运行余热锅炉是联合循环发电机组的重要组成部分，当设备停运时，其内部的蒸汽温度就会逐渐降低，导致锅炉内部水汽滞留，对锅炉内部结构产生腐蚀作用，使得后续的开机保养需要耗费大量的能耗，同时，也容易影响余热锅炉的效率。基于此，为了实现联合循环发电机组的节能运行，应加强停运期间的锅炉养护工作，并采用开机保养与热风烘干相结合的保养方式，以弱化内部水汽对锅炉的腐蚀作用，降低保养能耗。在常规情况下，若只用开机保养，那么每月至少需要进行2次保养操作，需耗费天然气4万立方米以上、工业水3000t以上、电能40MWh以上。而开机保养与热烘干相结合的方式下，仅需保持每月一次的锅炉开机保养频率，然后待带压防水操作后7d，使用烘干装置，对锅炉内部进行干燥处理，直至下次开启，再进行开机保养，即可保持锅炉的良性运行状态。其中，烘干装置的作用原理是，向锅炉结构内部吹入干燥的空气，以去除结构面的水膜、沉积物，并积水，达到抑制腐蚀的效果，其每月能耗仅为3MWh电能，由此可见，采用这种开机保养与热烘干相结合的方式，显然能够使锅炉的开机运行更加节能。汽轮机节能运行在发电机组启动时，汽轮机达到自身启动参数之前，其运行所产生的热能，有很大一部分进入了疏水中，并随着疏水系统进入到了锅炉排污降温池中，这不仅造成了热能的浪费，而且也为排污降温池增添了运行负担，增加了降温池的运行能耗，因此，为了达到汽轮机的节能运行效果，需对其配套疏水系统的运行予以优化，以减轻热能的浪费与排污降温池的运行负担。在此过程中，首先，将高低旁阀开启，直至高旁阀前气温度达到150℃后，再手动关闭疏广气动门。其次，待汽机挂闸后，汽轮机转速达到600r/min，关闭气动门。再次，若汽机达到15%额定负荷时，关闭所有疏水。最后，在停机时，待汽机负荷降低到15%额定负荷时，将全厂疏扩气动门关闭，打开其他的疏水气动门，同时，应注意，需在高低旁阀门关闭后，才能打开全长疏扩气动门，以免大量的高温疏水集中流入排污降温池，增加冷却循环水资源的消耗量。通常情况，经过上述操作，汽轮机启动期间的热能利用率会显著提高，同时，也能节约200t以上的排污降温池循环水耗费量。辅机节能运行目前，联合循环发电机组每年的开机时长大约为3000h，而其余时间，其均处于停机状态，因此，停机后辅机的运行状态，直接关系着发电机组的节能运行效果。在此过程中，待机组停机后，辅机需要在一定时间内，持续供应冷却水，以维护机组各部分的良好停机状态。而在冷却水的供应中，主要依靠闭式水泵来进行冷水供应，这种水泵的功率一般在运行期间都会保持一致，而在寒冷天气条件下，设备散热较快，无需使用过高功率的水泵，由此形成了电能的浪费问题。为此，可以考虑为水泵安装变频装置，或采用手动调节的方式，根据气温条件，合理调整水泵的运行功率，以消除传统情况下，存在的电能浪费。一般来说，经过上述操作后，基本可以节约20%以上的电能，实现机组的节能运行[1]。冷却设施节能运行余热锅炉、汽轮机结构中的部分设备，在运行中均需要借助冷却设施进行降温处理，以保持其正常的工作状态。在冷却设施运行中，如果遇到寒冷天气，设施需将内部的冷却水，加热保温在2℃左右，以免其在低温下出现冻结现象。在此过程中，为了降低冷却设施的运行能耗，可以在冷却设施体系中，加设一个变频装置，根据不同的冷却需求，开启相应数量的水泵，避免浪费，同时，在低温天气下，通过调控水泵开启的数量，来加速冷却水的流动，能够在一定程度上，降低保温能耗，以实现节能运行。一般来说，经过上述操作后，通常可以节约50%左右的电能，有助于发电机组节能运行水平的优化[2]。结论：综上所述，有效落实节能运行方案，能够强化联合循环发电机组的作业效果。在发电机作业中，借助节能运行方案措施可以减少天然气加热能耗、降低燃气轮机启动能耗、缩减锅炉保养能耗量、提高汽轮机启动效率、改善辅机的运行状态、节约冷却设施用电量，从而达到降本增效的电力系统运行效果。参考文献：[1]胡华强,徐运达,李晓倩.燃气—蒸汽联合电厂循环水系统优化与循环水泵的选择[J].电力勘测设计,2020,(11):1-5+34.[2]王树成,付忠广,张高强.基于先进?分析方法的太阳能燃气联合循环?损分析[J].太阳能学报,2020,41(11):192-198. -全文完-