對(duì)天然氣發(fā)電機(jī)組供熱運(yùn)行方式優(yōu)化研究

黃保龍

摘 要： 隨著十八大以及十九大以來，我國對(duì)于環(huán)保以及污染方面的管控逐漸加強(qiáng)，各行各業(yè)也開始進(jìn)行優(yōu)化與改造，希望進(jìn)一步提高資源利用率，優(yōu)化發(fā)展。本文主要結(jié)合個(gè)人所從事的行業(yè)進(jìn)行研究與分析，以某廠區(qū)的天然氣發(fā)電機(jī)組供熱系統(tǒng)為案例展開分析，解析天然氣發(fā)電機(jī)組供熱運(yùn)行系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出天然氣發(fā)電機(jī)組供熱運(yùn)行存在的問題和待優(yōu)化的部分，并以此提出優(yōu)化的措施，結(jié)合本案例的實(shí)際情況得出改造優(yōu)化之后取得的一定效果。

關(guān)鍵詞： 天然氣發(fā)電機(jī)組；供熱；運(yùn)行方式；優(yōu)化

隨著十九大以來我國各項(xiàng)建設(shè)逐漸嚴(yán)格，對(duì)于環(huán)境的監(jiān)控與管制也增強(qiáng)。天然氣發(fā)電也逐漸成為當(dāng)前發(fā)電的重要組成，希望能夠促進(jìn)能源的可持續(xù)發(fā)展與建設(shè)。近年來我國在供暖行業(yè)也開展了大量的節(jié)能工作，希望通過各種形式的集中供熱系統(tǒng)最終能夠提高供暖效率。供熱系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化以及節(jié)能減排、降耗成為供熱企業(yè)工作重中之重，進(jìn)行改革也勢在必行。

1.天然氣發(fā)電機(jī)組供熱運(yùn)行方式

本文在進(jìn)行天然氣發(fā)電機(jī)組供運(yùn)行系統(tǒng)的研究與分析中，以某廠區(qū)的天然氣發(fā)電機(jī)組供熱運(yùn)行系統(tǒng)為例展開分析。

在天然氣發(fā)電機(jī)組供熱系統(tǒng)運(yùn)行之前，就開始利用低壓供熱進(jìn)行疏水，之后低壓壓力以及溫度會(huì)隨著燃機(jī)進(jìn)行負(fù)荷的增加，當(dāng)該值達(dá)到供熱用戶以及廠區(qū)的實(shí)際要求時(shí)，，系統(tǒng)開始進(jìn)行供熱。一般在廠區(qū)中還需要利用天然氣發(fā)電機(jī)組進(jìn)行二期供熱，當(dāng)汽機(jī)機(jī)組進(jìn)行并網(wǎng)，并且運(yùn)行穩(wěn)定之后，高壓蒸汽鍋爐進(jìn)行運(yùn)行，并且閥門打開通過分氣缸向廠區(qū)的管道進(jìn)行暖管處理，同時(shí)進(jìn)行開疏水。由于廠房需要供暖面積較大，因此暖管與開疏水時(shí)間需要四小時(shí)左右，在進(jìn)行供熱時(shí)一次閥門需要進(jìn)行控制，不能開發(fā)，主要防止供熱安全閥動(dòng)作。在該廠區(qū)天然氣發(fā)電機(jī)組供熱中的高溫蒸汽的產(chǎn)生壓力在0.40MPa-0.52MPa范圍內(nèi)。供熱溫度控制分期進(jìn)行控制，一般一期供熱控制在170℃左右，二期供熱控制在240℃左右，能夠保證供熱滿足用戶的實(shí)際需求。

2.天然氣發(fā)電機(jī)組供熱運(yùn)行存在問題及待優(yōu)化部分分析

2.1供熱管網(wǎng)長，存在凍堵現(xiàn)象

在本案例的整個(gè)廠區(qū)中，天然氣發(fā)電機(jī)組供熱不僅僅針對(duì)廠區(qū)的生產(chǎn)區(qū)供暖設(shè)備，而且涉及生活區(qū)的供暖系統(tǒng)以及供暖設(shè)備，導(dǎo)致整個(gè)供熱管線長達(dá)300米，而且設(shè)計(jì)多個(gè)伴熱設(shè)備，也導(dǎo)致了蒸汽循環(huán)路徑較長，不僅僅導(dǎo)致其需要浪費(fèi)較多的能源，而且還導(dǎo)致其在冬季頻繁出現(xiàn)凍堵現(xiàn)象，管線損壞、蒸汽系統(tǒng)循環(huán)不暢等問題突出，影響生產(chǎn)以及廠區(qū)的正常供暖。

2.2凝結(jié)水回收期內(nèi)凝結(jié)水溫度高

在廠區(qū)的冬季高峰生產(chǎn)期中，不僅僅生活供暖需求較大，而且工廠的生產(chǎn)區(qū)也有極大的供暖需求，因此需要投用多臺(tái)鍋爐進(jìn)行供暖，這樣導(dǎo)致過量的蒸汽產(chǎn)生并進(jìn)入回收系統(tǒng)，在供熱系統(tǒng)的凝結(jié)水回收器中溫度高達(dá)115℃，造成回收熱量的浪費(fèi)，凝結(jié)水溫度以及壓力也因此而升高，在凝結(jié)水管線中出現(xiàn)比較明顯的水擊現(xiàn)象。另外鍋爐上水泵也因此影響而出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象，出現(xiàn)補(bǔ)水停止問題影響安全生產(chǎn)。因此在廠區(qū)天然氣發(fā)電機(jī)組的供熱系統(tǒng)中需要通過手動(dòng)來降低凝結(jié)水回收器的問題，也造成了資源的浪費(fèi)。

3.天然氣發(fā)電機(jī)組供熱運(yùn)行方式優(yōu)化措施

3.1供熱管網(wǎng)優(yōu)化

在進(jìn)行該廠區(qū)天然氣供熱系統(tǒng)運(yùn)行的供熱管網(wǎng)優(yōu)化過程中，首先對(duì)整個(gè)供熱系統(tǒng)，尤其是伴熱管線組成等進(jìn)行了細(xì)致分析，通過分析發(fā)現(xiàn)其中的多余和可優(yōu)化部分，并進(jìn)行了多次各處優(yōu)化，對(duì)伴熱不必要部分管線進(jìn)行了割除。經(jīng)過多余管線的割除優(yōu)化之后，蒸汽循環(huán)回路節(jié)約了四分之一的管線，通過管線的割除優(yōu)化能夠降低蒸汽的消耗量，同時(shí)對(duì)于管線腐蝕刺漏頻次也有很好的降低作用。在該廠區(qū)進(jìn)行了供熱管線優(yōu)化之后，設(shè)備管線在一個(gè)月之內(nèi)并沒有再次出現(xiàn)凍堵情況。

3.2工藝管線改造，優(yōu)化高溫凝結(jié)水利用

3.2.1凝結(jié)水管線改造

供熱管網(wǎng)通過天然氣發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的蒸汽提供熱源，在蒸汽加熱塔的塔底凝結(jié)水扉頁溫度仍然超過100℃，在實(shí)際的供熱中并沒有合理利用這些凝結(jié)水，造成浪費(fèi)。進(jìn)行改造中將加熱器管線進(jìn)行割除，同時(shí)將高溫凝結(jié)水進(jìn)行二次利用。經(jīng)過二次利用之后，高溫凝結(jié)水得到了充分利用，溫度也有所降低，大約在50℃-60℃左右，起到了能量很好利用的效果。

3.2.2生產(chǎn)區(qū)供暖管線改造優(yōu)化

在經(jīng)過分析與調(diào)查之后對(duì)重沸器的凝結(jié)水管線進(jìn)行了優(yōu)化，這樣保證了凝結(jié)水的充分利用，管線溫度也有所降低，但是凝結(jié)水總管進(jìn)行凝結(jié)水回收器之前的溫度仍然超過80℃。為進(jìn)一步合理利用高溫凝結(jié)水，在凝結(jié)水進(jìn)入回收器之前通過管線改造將其引入生產(chǎn)區(qū)采暖系統(tǒng)，在生產(chǎn)區(qū)采暖系統(tǒng)中能夠進(jìn)行二次換熱，同時(shí)還能夠消耗高溫凝結(jié)水，使得高溫凝結(jié)水溫度降低，經(jīng)過改造之后該廠區(qū)的高溫凝結(jié)水溫度能夠達(dá)到60℃左右。

3.3起機(jī)參數(shù)優(yōu)化

在本案例廠區(qū)天然氣發(fā)電機(jī)組供熱運(yùn)行的起機(jī)時(shí)，采用高壓蒸汽隨機(jī)組升負(fù)荷來進(jìn)行疏水以及暖管操作，并且需要逐漸進(jìn)行。在該廠區(qū)中供熱暖管開始的時(shí)候利用鍋爐高壓包蒸汽來進(jìn)行疏水以及暖管，在疏水和暖管合格之后進(jìn)行供汽，同時(shí)在低壓蒸汽合格之后再進(jìn)行高壓蒸汽供汽轉(zhuǎn)換到低壓蒸汽來完成正常的供熱操作。

4.優(yōu)化后效果評(píng)價(jià)

4.1安全性

在對(duì)廠區(qū)天然氣發(fā)電機(jī)組供熱運(yùn)行方式以及參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化之后，廠區(qū)的供熱的相關(guān)參數(shù)更加合理，對(duì)于溫度控制以及壓力的控制也更有利，從而有利于降低對(duì)管道壽命的損壞。對(duì)于相關(guān)工工作人員而言，在進(jìn)行控制時(shí)更加方便安全。而且經(jīng)過運(yùn)行優(yōu)化之后，廠區(qū)供熱管線的腐蝕等故障也明顯降低，在天然氣供熱機(jī)組中的氣蝕現(xiàn)象也不再出現(xiàn)。對(duì)于供熱管線中的高溫凝結(jié)水而言，溫度也明顯降低，對(duì)于其對(duì)供熱管線的沖擊強(qiáng)度明顯降低，對(duì)于供熱管線運(yùn)行安全提供共了重要保障。

4.2經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

經(jīng)過對(duì)天然氣發(fā)電機(jī)組供熱運(yùn)行方式的優(yōu)化之后，每天凝結(jié)水排放量得到了極大的降低，每天能夠節(jié)約超過45立方米凝結(jié)水，根據(jù)軟化成本費(fèi)可以發(fā)現(xiàn)廠區(qū)每年能夠節(jié)約上萬元的水量費(fèi)用。同時(shí)，在進(jìn)行優(yōu)化改造之后，還能夠節(jié)約燃?xì)夂牧浚瑩?jù)統(tǒng)計(jì)，節(jié)約的燃?xì)夂牧砍^90W立方米，極大的節(jié)約了成本。

結(jié)論

在天然氣發(fā)電機(jī)組供熱系統(tǒng)的運(yùn)行中，加強(qiáng)改造與管理，同時(shí)提高其高效性以及安全性具有重要意義。在進(jìn)行天然氣發(fā)電機(jī)組供熱系統(tǒng)的改造，必須要進(jìn)行供熱管網(wǎng)優(yōu)化，對(duì)重沸器凝結(jié)水管線、生產(chǎn)區(qū)采暖水管線等均進(jìn)行優(yōu)化與改造，希望通過這些措施能夠降低供熱管網(wǎng)的故障率，同時(shí)還能夠節(jié)約生產(chǎn)成本，保證正常供暖。經(jīng)過對(duì)某廠區(qū)天然氣發(fā)電機(jī)組供熱系統(tǒng)的改造案例，改造效果顯著，對(duì)于天然氣發(fā)電機(jī)組供熱系統(tǒng)的運(yùn)行與發(fā)展具有重要借鑒意義。

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