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2优化运行方式等措施及效果
对于参与电网调峰和经常启停的燃气轮机发电机组来说,运行方式的优化对降低能耗起着至关重要的作用。
2.1优化机组冷态启停操作
燃气轮机频繁启停,且运行方式多以调峰启停为主。燃气轮机虽具备快速启动的特点,但整套机组并网后并不能立即加负荷,需要汽轮机在高压缸满足进汽条件后方可快速加荷,此时,燃气轮机运行方式将由简单循环方式转变为联合循环运行方式,可大大提高燃气轮机的热效率及出力。由于冷态启停占燃气轮机启停方式的20%以上,充分进行冷态启动方式的优化有利于燃气轮机节能降耗。冷态启动方式的节能潜力主要在汽轮机轴封温度控制,汽轮机进汽参数控制、汽轮机差胀和热应力控制。在进行机组冷态启动操作优化前的状况是:从并网至机组满负荷,大约需要180min,比GE公司冷态标准启动时间多出25min,极大地影响了机组启动成本,不利于节能降耗。
为充分发挥燃气轮机快速启停的特点,满足电力调度机组调峰的要求,针对目前冷态启动的现状,电厂成立冷态启动优化QC小组,在现有操作系统基础上进行了冷态启停优化,达到了预期效果,具体实施方案如下:
(1)机组冷态启动时控制好轴封蒸汽供汽温度在185-190℃,避免轴封蒸汽温度过高对汽轮机大轴过多加热造成中压差胀上升过快,影响开机时的启动速度。
(2)汽轮机进汽条件满足后汽轮机立即进汽,进汽时控制汽轮机进汽的速率,当汽轮机主汽门开度达10%时,汽轮机暂停进汽,进行低参数暖机。
(3)机组冷态启动过程中,余热锅炉侧提前介入主、再热蒸汽减温水,控制主、再热蒸汽温度比缸温高20-30℃之间,有利于控制高、中压汽缸和转子的热应力。
(4)当低压系统满足蒸汽并汽条件后立即低压并汽,提前低压并汽有利于控制中压差胀。
(5)优化温度匹配逻辑,当汽轮机进汽后,不断提高燃气轮机的排气温度,有利于控制机组冷态启动振动大问题。
上述措施实施后效果:
(1)缩短机组冷态启动的时间。优化操作前,机组并网至满负荷耗时180min,优化后缩短至150min,缩短了机组冷态启动的时间,降低了机组冷态启动成本,提高了机组热效率。
(2)延长了汽轮机的使用寿命。减少了机组启动过程中汽轮机的交变热应力。
(3)提高了企业的经济效益。按燃气轮机电厂40次/年冷态启动计算,启动操作优化后每年可为企业带来约200万元的利润。
2.2优化运行
2.2.1优化机组的运行方式
加强天然气的供应与发电量的协调工作,优化机组运行方式,提高机组负荷率。
(1)运行维护部每日就中国石油天然气有限公司批准的天然气量及时与省电力调度部门进行沟通,合理安排机组的运行方式,尽可能做到机组运行期间高效、满发。
(2)当值值长根据当日供气量情况及时同省当值调度进行沟通,当值期间在满足电网需求情况下,尽可能提高燃气轮机出力,提高机组的负荷率。
(3)当冬季北方供暖,发电天然气量不足时,通过与江苏省内其它燃气轮机电厂挪并天然气,提高机组运行时间和负荷率,减少机组调峰启停次数。
(4)密切关注天然气价格市场动态,在中国石油天然气有限公司迎峰度夏、中秋国庆期间实行阶段性优惠气价时,积极与江苏省电力调度部门沟通,力争在气价优惠期间机组多发电,减少企业的燃料成本支出。
2.2.2优化辅机的运行方式
(1)高压给水变频器差压调节优化。正常运行情况下高压汽包水位调节由高压给水泵的给水调节门和变频器频率双重调节,这种调节方式节流损失大,因此改为给水调节门全开,只采用变频器差压自动调节的方式,减少了给水阀门的节流损失,调整后额定工况运行条件下给水泵电机电流下降了6A,2台给水泵按年运行5000h计算,年可节省厂用电49万kWh。
(2)辅助闭冷水泵和辅助凝结水泵运行状态的调整。当机组调峰停运和备用期间,及时将6kV闭冷水泵和凝结水泵切换至辅助闭冷水泵和辅助凝结水泵运行,大大提高了6kV闭冷水泵和凝结水泵的使用寿命,并且节省了厂用电量,全年机组按3500h计算,仅此一项全年节省厂用电约150万kWh。
(3)循环水泵运行优化。根据机组凝汽器的真空和环境温度状况,合理调节循环水泵的运行方式,使凝汽器真空保持在最佳状态。①根据环境温度和凝汽器真空情况,及时将1台循环水泵电机改成低速运行,如每年10月下旬随着气温下降,凝汽器真空高于95kPa时,将1台循环水泵电机改为低速运行方式;②机组停机后及时改投功率小的辅助循环水泵,仅此年节电约180万kWh。
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