6FA機(jī)組供熱穩(wěn)定性保障措施分析

摘 要：國(guó)內(nèi)某電廠建設(shè)有兩套分軸式燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，用于熱電聯(lián)產(chǎn)。第一套聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組由兩臺(tái)GE 6FA燃?xì)廨啓C(jī)、一臺(tái)蒸汽輪機(jī)、三臺(tái)發(fā)電機(jī)和兩臺(tái)余熱鍋爐及相關(guān)設(shè)備組成，第二套聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組由一臺(tái)GE 6FA燃?xì)廨啓C(jī)、一臺(tái)蒸汽輪機(jī)、兩臺(tái)發(fā)電機(jī)和一臺(tái)余熱鍋爐及相關(guān)設(shè)備組成?，F(xiàn)介紹該廠在機(jī)組運(yùn)行期間的多種供熱方式，并針對(duì)各種故障類型提供相應(yīng)處理措施及相關(guān)預(yù)防和應(yīng)急方案，以促進(jìn)打造智能熱網(wǎng)，保障供熱穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：熱電聯(lián)產(chǎn);供熱方式;供熱保障;智能熱網(wǎng)

0? ? 引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型，各地工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了布局優(yōu)化調(diào)整，將分散的工業(yè)企業(yè)集中布置于工業(yè)園區(qū)內(nèi)，并按照國(guó)家相關(guān)政策，從節(jié)能、環(huán)保的角度出發(fā)，由分散供熱、啟動(dòng)鍋爐供熱改造為集中供熱，熱電聯(lián)產(chǎn)的電廠為園區(qū)提供熱源。燃?xì)庥酂徨仩t以天然氣為燃料，啟動(dòng)快速、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、可靠性高，成為工業(yè)園區(qū)的熱源選擇之一。在集中供熱的背景下，熱源的穩(wěn)定性關(guān)乎園區(qū)內(nèi)工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量，最大程度地保障機(jī)組供熱穩(wěn)定成為當(dāng)前電廠的重要任務(wù)。

1? ? 正常供熱方式

某電廠建設(shè)有兩套GE 6FA分軸式燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，第一套機(jī)組由兩臺(tái)GE 6FA燃?xì)廨啓C(jī)、一臺(tái)蒸汽輪機(jī)、三臺(tái)發(fā)電機(jī)和兩臺(tái)余熱鍋爐及相關(guān)設(shè)備組成，如圖1所示。第二套機(jī)組由一臺(tái)GE 6FA燃?xì)廨啓C(jī)、一臺(tái)蒸汽輪機(jī)、兩臺(tái)發(fā)電機(jī)和一臺(tái)余熱鍋爐及相關(guān)設(shè)備組成，如圖2所示。供熱汽源主要來(lái)自兩臺(tái)汽輪機(jī)抽汽或低壓補(bǔ)汽，同時(shí)廠區(qū)建有一臺(tái)啟動(dòng)鍋爐作為配套熱源，如圖3所示。整個(gè)系統(tǒng)控制供熱汽源參數(shù)范圍在0.65～1.0 MPa、260～280 ℃，通過(guò)管網(wǎng)集中至供熱聯(lián)箱，對(duì)外供熱蒸汽由供熱聯(lián)箱出口通過(guò)熱網(wǎng)管線提供給熱用戶。

1.1? ? 雙機(jī)運(yùn)行

當(dāng)該廠兩套機(jī)組全部投入運(yùn)行時(shí)，正常調(diào)度下處于滿負(fù)荷出力，#4汽機(jī)和#5汽機(jī)的額定蒸汽參數(shù)如表1所示。

考慮到燃機(jī)工況受外部環(huán)境變化影響的客觀因素，在供熱用戶總用量小于83 t/h時(shí)，可由#4機(jī)或#5機(jī)單機(jī)進(jìn)行抽汽供熱，供熱備用機(jī)組處于熱網(wǎng)暖管狀態(tài)，可根據(jù)實(shí)際需要隨時(shí)投入。在供熱總量大于85 t/h時(shí)，則由#4號(hào)進(jìn)行抽汽供熱。若供熱量需求繼續(xù)增大，則雙機(jī)投入供熱。

1.2? ? 單機(jī)運(yùn)行

在滿足供熱量需求的條件下，機(jī)組因檢修需要或電網(wǎng)調(diào)度等原因而單機(jī)運(yùn)行，可分為3種情況：（1）#4機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行;（2）#5機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行;（3）#4機(jī)維持一半負(fù)荷運(yùn)行。前兩種方式可滿足汽機(jī)的額定抽汽供熱量;第三種方式在1號(hào)或2號(hào)燃機(jī)單臺(tái)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)，此時(shí)需注意調(diào)整主汽門和低壓補(bǔ)汽門開度，且汽機(jī)抽汽口壓力已滿足不了供熱壓力，只能靠投入低壓補(bǔ)汽供熱，流量不能大于11 t/h。在運(yùn)行工況（3）下，因熱網(wǎng)需要，可投運(yùn)啟動(dòng)鍋爐以填補(bǔ)缺口用量。

2? ? 故障情況下供熱方式

2.1? ? 雙機(jī)運(yùn)行時(shí)單機(jī)故障

當(dāng)#4、#5機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，若其中一臺(tái)機(jī)出現(xiàn)故障停運(yùn)，可隨即投入備用供熱機(jī)組，切除低溫低壓支路并調(diào)整好流量。

2.2? ? 單套機(jī)組故障減負(fù)荷

因發(fā)電計(jì)劃或檢修工期出現(xiàn)單套機(jī)組運(yùn)行時(shí)，對(duì)熱網(wǎng)系統(tǒng)的保障是個(gè)考驗(yàn)。當(dāng)機(jī)組突發(fā)問(wèn)題需減負(fù)荷緊急處理時(shí)，6FA燃機(jī)可在保證熱網(wǎng)系統(tǒng)的壓力、溫度不觸及規(guī)定下限的前提下將負(fù)荷出力最低降至30 MW，同時(shí)調(diào)整主汽門和低壓補(bǔ)汽門開度，此時(shí)受抽汽口壓力限制，應(yīng)將抽汽供熱倒換至補(bǔ)汽供熱，須注意受負(fù)荷影響的補(bǔ)汽支路熱流量不足11 t/h，必要時(shí)投運(yùn)啟動(dòng)鍋爐增加熱供應(yīng)，并應(yīng)加快消缺，恢復(fù)正常工況。

當(dāng)汽機(jī)發(fā)生本體故障跳閘后，可配合開高旁將燃機(jī)出力維持在30 MW以上，并及時(shí)切換為補(bǔ)汽供熱。若是汽機(jī)真空低閉鎖高旁開啟，只能通過(guò)高壓對(duì)空排氣閥控制壓力，盡量控制燃機(jī)維持低供熱負(fù)荷，降低噪聲污染。若是余熱鍋爐斷水短時(shí)無(wú)法恢復(fù)，燃機(jī)應(yīng)立即減負(fù)荷至30 MW，并快速投運(yùn)啟動(dòng)鍋爐最大程度保障供熱。

在單臺(tái)燃機(jī)運(yùn)行的工況下，運(yùn)行燃機(jī)出現(xiàn)隱患，可通過(guò)備用燃機(jī)的啟動(dòng)切換操作維持電負(fù)荷及熱負(fù)荷的穩(wěn)定，應(yīng)注意兩臺(tái)燃機(jī)負(fù)荷升降配合中，燃機(jī)負(fù)荷應(yīng)維持30 MW以上切換補(bǔ)汽供熱，以保證熱網(wǎng)穩(wěn)定。

3? ? 穩(wěn)定供熱保障措施

當(dāng)前，集中供熱最明顯的缺陷就是供熱源備用不到位引發(fā)的供熱穩(wěn)定性不足，因此，做好各類預(yù)案，適當(dāng)進(jìn)行技改，借力網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)展不斷優(yōu)化管理模式，以最大程度地保障熱網(wǎng)系統(tǒng)顯得十分必要。

3.1? ? 規(guī)范人員操作流程，優(yōu)化管理水平

熱電企業(yè)運(yùn)行人員要熟悉并嚴(yán)格遵循停熱、供熱、熱網(wǎng)支路切換的標(biāo)準(zhǔn)操作流程，確保熱網(wǎng)設(shè)施運(yùn)行平衡，規(guī)避壓力及溫度大幅波動(dòng)。確保監(jiān)盤質(zhì)量，保持對(duì)影響負(fù)荷的參數(shù)出現(xiàn)異常變化的敏感度，杜絕走錯(cuò)操作間隔，加強(qiáng)熱網(wǎng)管道巡檢和信息系統(tǒng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集工作。不斷優(yōu)化熱網(wǎng)系統(tǒng)管理水平，分工明確，責(zé)任到位，記錄詳實(shí)，為熱電機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性提供保障。

3.2? ? 提高設(shè)備運(yùn)行可靠性及預(yù)警能力

選用穩(wěn)定理想型系統(tǒng)熱源，提前布局，使相關(guān)熱源能夠滿足整個(gè)熱網(wǎng)運(yùn)行的基本要求。為最大程度消除人為因素干擾，規(guī)避設(shè)備誤動(dòng)事件，減小供熱中斷風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)分軸機(jī)組特性，在燃機(jī)不因本體故障原因跳閘的情況下，可在熱控邏輯上將煙道排空閥門閉鎖操作，從而降低燃機(jī)聯(lián)跳的風(fēng)險(xiǎn)。保障公用冷卻水、壓縮空氣設(shè)備的聯(lián)動(dòng)可靠性，并進(jìn)一步提高公用系統(tǒng)預(yù)警能力。對(duì)于未安裝柴油發(fā)電機(jī)的電廠，可設(shè)計(jì)增加機(jī)組FCB功能，保證網(wǎng)側(cè)線路跳閘時(shí)全廠不失電，并聯(lián)鎖啟動(dòng)鍋爐供熱。為縮短啟動(dòng)鍋爐升溫升壓時(shí)間，可通過(guò)技術(shù)改造將余熱鍋爐高溫?zé)崴羻?dòng)鍋爐，優(yōu)化供熱保障能力。同時(shí)，根據(jù)熱網(wǎng)系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)，增加預(yù)警區(qū)間，提高預(yù)警能力，第一時(shí)間對(duì)熱網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)異常進(jìn)行鑒別，以采取正確措施。

3.3? ? 強(qiáng)化熱網(wǎng)系統(tǒng)定期維護(hù)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作

在供熱機(jī)組停止運(yùn)行的情況下，必須做好停運(yùn)保養(yǎng)工作。同時(shí)，供熱系統(tǒng)也要定期積極開展檢查維護(hù)工作，以保證對(duì)存在的缺陷在計(jì)劃時(shí)間內(nèi)予以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除，確保運(yùn)行時(shí)的正常穩(wěn)定性。在硬件方面，設(shè)計(jì)雙冗余回路電源，定期維護(hù)升級(jí)系統(tǒng)，防止傳輸數(shù)據(jù)失真，做好數(shù)據(jù)備份及校核工作。

3.4? ? 完善熱網(wǎng)應(yīng)急搶修機(jī)制

在集中供熱系統(tǒng)運(yùn)行中，各廠應(yīng)結(jié)合實(shí)際，針對(duì)可能出現(xiàn)的各種安全隱患和突發(fā)事故經(jīng)驗(yàn)，不斷完善熱網(wǎng)應(yīng)急搶修預(yù)案，確保方案切實(shí)可行，聯(lián)動(dòng)機(jī)制快速有效，將安全威脅降到最低。

3.5? ? 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”進(jìn)行智能供熱技術(shù)升級(jí)

在通信傳輸、智慧互聯(lián)技術(shù)興起的背景下，應(yīng)對(duì)智能熱網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)的理論研究，將無(wú)線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息、熱力計(jì)算、模擬仿真、自動(dòng)控制、輔助決策、移動(dòng)診斷等多種應(yīng)用程序融為一體，并應(yīng)用于工程實(shí)踐，打造安全、可靠、高效、智能的供熱模式。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

隨著熱用戶的增加和熱管網(wǎng)敷設(shè)面的拓廣，對(duì)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集、分析、應(yīng)急處理和智慧管理能力的要求也在不斷提高。本文通過(guò)介紹在集中供熱管理模式下典型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的多種運(yùn)行方式和相關(guān)安全保障措施，為最大程度降低供熱中斷風(fēng)險(xiǎn)，排除人員、設(shè)備等潛在隱患因素提供了借鑒。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 涂新.集中供熱安全隱患分析與防治策略研究[J].科技與創(chuàng)新應(yīng)用，2017（1）：130.

收稿日期：2020-03-27

作者簡(jiǎn)介：李坤平（1989—），男，福建泉州人，助理工程師，從事燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)運(yùn)行管理工作。