9E燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組節(jié)能減排

尹永凱 顏俊

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的技術(shù)與電力改革的深化，各類企業(yè)對節(jié)能降耗越來越重視。尤其是電廠這種特殊的高能耗行業(yè)，節(jié)能降耗在創(chuàng)收利益上就顯得頗為重要。相較于傳統(tǒng)的火力發(fā)電來說，燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組在節(jié)能、環(huán)保方面的優(yōu)化具有一定的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)；節(jié)能減排；光伏發(fā)電

一、引言

廣州某燃機(jī)電廠是一家熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，配置兩套9E燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組（氣源為LNG），對所在開發(fā)區(qū)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)實(shí)行集中供熱。其目前正常的運(yùn)行方式一般是一臺機(jī)組帶供熱連續(xù)運(yùn)行，一臺機(jī)組按實(shí)際需要調(diào)峰運(yùn)行，自投產(chǎn)以來，該電廠結(jié)合自身實(shí)際情況，多次對機(jī)組啟停性能進(jìn)行優(yōu)化，以降低氣耗與廠用電率等生產(chǎn)指標(biāo)，并取得了良好的效果。

二、余壓供熱優(yōu)化

2.1機(jī)組啟動直供熱

該電廠為供熱機(jī)組，供熱蒸汽壓力1.0MPa，溫度240℃，其正常運(yùn)行時采用汽輪機(jī)抽汽供熱，主蒸汽管道直供熱作為緊急備用。在機(jī)組啟停過程中，按照正常方式，當(dāng)余熱鍋爐起壓時，打開高壓旁路、低壓旁路對蒸汽管道進(jìn)行暖管及蒸汽的升溫升壓，將暖管后的蒸汽排入凝結(jié)器，這就造成了一定熱源的浪費(fèi)。結(jié)合供熱系統(tǒng)管道系統(tǒng)布置，該電廠采取在機(jī)組啟停過程中，將暖管后的蒸汽直接供入供熱蒸汽母管的方式，回收熱能。

當(dāng)調(diào)峰機(jī)組啟動時，在燃機(jī)點(diǎn)火20分鐘后，主蒸汽壓力可達(dá)2MPa，溫度210℃，完全滿足了供熱參數(shù)的要求。在蒸汽壓力、溫度滿足供熱條件時，通過直供熱進(jìn)行主蒸汽的升溫升壓以滿足汽輪機(jī)的沖轉(zhuǎn)條件，不需要打開汽機(jī)高壓蒸汽旁路。經(jīng)過計算，每次啟機(jī)可通過余壓直供熱回收12噸供熱蒸汽。

2.2機(jī)組停機(jī)直供熱

在調(diào)峰機(jī)組停運(yùn)時，當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)解列是，余熱鍋爐高壓汽包正常情況下，還有5.5MPa、520℃的余壓蒸汽，這時燃機(jī)至少還有5分鐘才會熄火，為了防止余壓鍋爐超壓，按正常運(yùn)行操作，需要打開高壓蒸汽旁路進(jìn)行泄壓，這也不可避免地造成了熱能的浪費(fèi)。該電廠同樣采用余壓供熱的方式解決了這個問題，在汽輪機(jī)打閘后立即關(guān)閉高壓旁路，維持爐側(cè)汽壓，打開直供熱管道進(jìn)行余壓供熱。經(jīng)過計算，每次啟機(jī)可通過余壓直供熱回收13噸供熱。

三、啟機(jī)時間的優(yōu)化

3.1余熱鍋爐啟動時間優(yōu)化

正常備用機(jī)組冷機(jī)、冷爐的情況下，余熱鍋爐啟動到滿足供熱參數(shù)至少需要30分鐘以上。為了避免機(jī)組故障導(dǎo)致供熱中斷的安全事故，該電廠使用運(yùn)行機(jī)組的低壓蒸汽對備用機(jī)組余熱鍋爐進(jìn)行加熱，維持汽包壓力與溫度，減少鍋爐啟動時間。經(jīng)過實(shí)際試驗(yàn)，投入鄰爐加熱后，余熱鍋爐啟動20分鐘后即可達(dá)到直供熱條件；當(dāng)機(jī)組正常啟動時，可縮短鍋爐啟動時間20分鐘，降低了天然氣氣耗和爐側(cè)蒸汽損耗，而鄰爐加熱每日低壓蒸汽用汽量約為7噸。經(jīng)綜合計算每次機(jī)組啟動可節(jié)省2720 NM3天然氣，合計節(jié)省電量12952KWH。

3.2燃機(jī)清吹時間優(yōu)化

燃機(jī)啟機(jī)過程中清吹時間最初邏輯設(shè)定為11分鐘，后經(jīng)測試，清吹8分鐘后就已經(jīng)達(dá)到清吹要求且保證了安全余量。為了縮短燃機(jī)啟動時間，將燃機(jī)啟動過程中清吹時間由11分鐘改為8分鐘。經(jīng)實(shí)際測量每次啟動可節(jié)省電量60KWH，更為重要的是節(jié)省了啟動時間，為供熱安全提供了保障。

3.3汽輪機(jī)軸封均壓箱暖管方式優(yōu)化

在機(jī)組啟動前，提前使用運(yùn)行機(jī)組的供熱蒸汽引入均壓箱，將均壓箱加熱到規(guī)定壓力與溫度。在機(jī)組啟動后，主蒸汽參數(shù)滿足條件時切回主蒸汽運(yùn)行，直接越過均壓箱的預(yù)暖時間，可減少40分鐘燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時間，大大降低了啟動氣耗。經(jīng)過計算，每次啟動可節(jié)省6700NM3天然氣，合計節(jié)省電量31904KWH。

3.4冷態(tài)啟機(jī)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)方式優(yōu)化

機(jī)組冷態(tài)啟動時，汽輪機(jī)暖機(jī)時間較長，燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行效率較低，在主蒸汽達(dá)到汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)條件前，提前使用供熱蒸汽對汽輪機(jī)進(jìn)行暖機(jī)沖轉(zhuǎn)，在主蒸汽參數(shù)達(dá)到條件后再切回主蒸汽繼續(xù)沖轉(zhuǎn)，經(jīng)過實(shí)際試驗(yàn)操作，使用供熱蒸汽可將汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)至2500RPM，可縮短整個聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的啟動時間30分鐘，每次啟動可節(jié)省5000NM3天然氣，合計節(jié)省電量23809KWH。需要注意的是在主蒸汽與供熱蒸汽切換的時候，必須選擇在壓力、溫度相匹配的時候，以避免引起管道振動。

四、LNG系統(tǒng)的優(yōu)化

4.1 LNG加熱水源的改造

LNG從-160加熱到28度，之前使用開式水作為氣化器水側(cè)水源，冬天開式水24度，經(jīng)常會使氣化器水側(cè)結(jié)冰，影響天然氣壓力 循環(huán)水回水34-35度，避免了水側(cè)結(jié)冰將LNG氣化器的熱水改為循環(huán)水回水，不但降低開式泵損耗，還避免了氣化器水側(cè)結(jié)冰，保證機(jī)組安全運(yùn)行！ 經(jīng)實(shí)際測量，每天可節(jié)省開式水泵的耗電量約1696KWH。

4.2 LNG冷能的利用

LNG是-162℃超低溫的液態(tài)天然氣，其內(nèi)存著巨大的冷能可以利用。該公司在氣化站內(nèi)新建一套制冷系統(tǒng)，利用天然氣從-162℃升溫至28℃的所釋放的冷能為周邊的公司提供冷源，平均每小時的制冷量為5300KW，不但為公司創(chuàng)收利益，也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念。

五、熱機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化

5.1開式水系統(tǒng)的優(yōu)化

該公司的開式水取自循環(huán)水供水母管，一路直接供給汽輪發(fā)電機(jī)的空氣冷卻器，一路經(jīng)開式水泵增壓后供給閉式水板式換熱器；該司將開式水泵設(shè)置了旁路，機(jī)組運(yùn)行時打開旁路，停運(yùn)開式水泵，開式水在循環(huán)水母管上的壓力作用下直接供給閉式水板式換熱器，其換熱效果同樣可以滿足閉式水溫度的要求。以一臺開式水泵正常運(yùn)行電流為120A算，平均一天一臺泵可以節(jié)省電量1696 KWH。

5.2水封的改造

為了提高機(jī)組真空，該公司還對汽機(jī)的多級水封進(jìn)行改造，由多級水封改為單級水封，經(jīng)試驗(yàn)，在同等的參數(shù)條件下，真空由原來的-92.8KPa上升至-93.8KPa，組的真空可以提高1KPa，，汽機(jī)負(fù)荷約提高1%，汽機(jī)每小時可多發(fā)約550 KW，一個月累計多發(fā)約40萬KWH電量。

5.3冷卻風(fēng)機(jī)的啟停

冷卻風(fēng)機(jī)的作用是降低循環(huán)水溫度，可以提高汽輪機(jī)的真空，使其維持在機(jī)組的最佳真空下運(yùn)行。該公司規(guī)定根據(jù)環(huán)境溫度、循環(huán)水溫度、真空和汽機(jī)的負(fù)荷綜合考慮進(jìn)行冷卻風(fēng)機(jī)的啟停。如：在真空-95KPa（最佳真空）以上時，可適當(dāng)停運(yùn)一臺冷卻風(fēng)機(jī)；當(dāng)真空低于最佳真空時，若啟動一臺冷卻風(fēng)機(jī)，機(jī)組的真空可以提高1KPa，，汽機(jī)負(fù)荷約提高1%，汽機(jī)可多發(fā)550KWH，一臺冷卻風(fēng)機(jī)額定功率185KW，綜合計算啟一臺風(fēng)塔可多發(fā)電量365 KWH。

六、光伏發(fā)電

該公司在廠區(qū)樓頂、停車場等地安裝光伏發(fā)電并入廠用電，裝機(jī)容量達(dá)1.8MW，有效降低了發(fā)電廠用電率與溫室氣體排放，截止目前已累計發(fā)電量46.2萬KWH。不但降低廠用電、節(jié)能降耗，還響應(yīng)了環(huán)保的理念。

七、總結(jié)

節(jié)能降耗是企業(yè)的生存之本，樹立一種"點(diǎn)點(diǎn)滴滴降成本，分分秒秒增效益"的節(jié)能意識，以最好的管理，來實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益的最大化是一個企業(yè)生存發(fā)展的命脈。節(jié)能工作任重道遠(yuǎn)，節(jié)能降耗人人有責(zé)。

參考文獻(xiàn)

[1]廣州協(xié)鑫藍(lán)天燃?xì)鉄犭娪邢薰具\(yùn)行規(guī)程，2016

[2]廣州協(xié)鑫藍(lán)天燃?xì)鉄犭娪邢薰竟?jié)能手冊，2017

作者簡介：尹永凱（1988-），男，山東煙臺人，助理工程師，值長，從事運(yùn)行管理工作；

顏?。?986-），男，江蘇鹽城人，工學(xué)學(xué)士，工程師，經(jīng)理助理，從事運(yùn)行管理工作。

（作者單位：廣州協(xié)鑫藍(lán)天燃?xì)鉄犭娪邢薰荆?/p>