5000F燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組安裝沖管改進(jìn)措施

楊少帥

中國電建集團(tuán)核電工程有限公司 山東濟(jì)南 250000

可持續(xù)發(fā)展背景下，能源政策不斷調(diào)整，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也發(fā)生了不同程度的變化，為了減少能耗和環(huán)境污染，天然氣憑借其節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢(shì)得到了廣泛應(yīng)用，以燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)機(jī)組為代表，在電力企業(yè)廣泛應(yīng)用。但是，燃?xì)廨啓C(jī)組安裝施工中，沖管問題較為嚴(yán)峻，如果這一問題未能得到及時(shí)有效改進(jìn)，不僅會(huì)延誤工期，還會(huì)增加設(shè)備運(yùn)行能耗，背離可持續(xù)發(fā)展要求。所以，為了縮短工期，減少能耗，應(yīng)積極推動(dòng)5000F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組安裝沖管問題，尋求改進(jìn)措施兼顧控制能耗和成本問題，為機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)保障。

1 機(jī)組概況

以某電廠的5000F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組安裝工程為例，二拖一燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)，為沖動(dòng)、雙壓、單軸結(jié)構(gòu)，調(diào)整抽汽凝汽式汽輪機(jī)和自然循環(huán)余熱鍋爐構(gòu)成?；贛ark Vie控制系統(tǒng)控制燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行，Ovation3.5控制系統(tǒng)控制汽輪機(jī)，相較于以往的燃煤發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化水平較高。

2 5000F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組沖管改進(jìn)措施

5000F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組安裝中，沖管問題如何有效改進(jìn)，直接關(guān)乎到后續(xù)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行和運(yùn)行效益。如果燃?xì)廨喗M全速空載運(yùn)行，投入進(jìn)氣加熱系統(tǒng)，對(duì)余熱鍋爐主蒸汽管沖管，并網(wǎng)前對(duì)發(fā)電機(jī)組電氣試驗(yàn)，在減少施工成本同時(shí)，縮短工期，力求帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

2.1 進(jìn)氣加熱系統(tǒng)

為了保證5000F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，縮短工期，減少施工成本，應(yīng)契合實(shí)際情況編制合理的施工方案。燃?xì)廨啓C(jī)組運(yùn)行中，保持全速空載運(yùn)轉(zhuǎn)，在滿足實(shí)際需要基礎(chǔ)上加熱系統(tǒng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)余熱鍋爐主蒸汽管道沖管操作，同時(shí)沖轉(zhuǎn)運(yùn)行汽輪機(jī)。并網(wǎng)發(fā)電前對(duì)發(fā)電機(jī)組電氣試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果符合要求后，方可并網(wǎng)發(fā)電。

進(jìn)氣加熱系統(tǒng)的運(yùn)行，將壓氣機(jī)出口的壓縮空氣抽出少部分，通過進(jìn)氣濾網(wǎng)到壓氣機(jī)入口加熱處理。此種方式是為了規(guī)避壓氣機(jī)一級(jí)靜葉在特殊溫度換井蓋出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象；將干式低氮預(yù)混穩(wěn)定燃燒范圍進(jìn)一步擴(kuò)展，預(yù)混燃燒模式下，通常機(jī)組有70%額定負(fù)荷，進(jìn)氣加熱系統(tǒng)投入運(yùn)行后，自動(dòng)化控制開度為42°，可以適當(dāng)?shù)奶嵘艢鉁囟龋細(xì)廨啓C(jī)及早進(jìn)入到預(yù)混穩(wěn)定燃燒狀態(tài)，一定程度上延伸DLN1.0燃燒室預(yù)混燃燒范圍。與此同時(shí)，調(diào)小IGV角度，符合設(shè)計(jì)防喘振邊界要求[2]。

2.2 優(yōu)化主蒸汽管路沖管方案

5000F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組安裝，缺少進(jìn)氣加熱系統(tǒng)，排氣溫度常年保持在280℃，致使余熱鍋爐的蒸汽參數(shù)難以滿足沖管標(biāo)準(zhǔn)要求。所以，沖管時(shí)確保燃機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷運(yùn)行，但可能會(huì)增加機(jī)組運(yùn)行能耗，增加施工成本，燃機(jī)并網(wǎng)發(fā)電時(shí)需要經(jīng)歷較為復(fù)雜的審批程序，不可避免出現(xiàn)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)間之后的情況，增加成本。需要注意的是，進(jìn)氣加熱系統(tǒng)投入使用后，規(guī)范辦理并網(wǎng)發(fā)電手續(xù)，有助于提升排氣溫度，各項(xiàng)參數(shù)滿足沖管標(biāo)準(zhǔn)[3]。通過此種方法，可以燃?xì)庀牧恐辽贉p少50%，機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間隨之縮短，提升機(jī)組運(yùn)行效益。余熱鍋爐高壓蒸汽系統(tǒng)調(diào)整參數(shù)，額定溫度為523℃，額定壓力6.1MPa，額定流量193.2t/h；低壓蒸汽系統(tǒng)額定溫度253℃，額定壓力0.617MPa，額定流量37.7t/h；沖管高壓系統(tǒng)蒸汽溫度300℃～350℃，壓力則3.5MPa～4.0MPa。

吹管過程中，要注意沖管系數(shù)保持在1以上。

其中D是沖管時(shí)流量，R是沖管系數(shù)，Dz為設(shè)計(jì)流量，v是沖管的蒸氣比容，vz是設(shè)計(jì)蒸氣比容[4]。

2.3 優(yōu)化汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)方案

對(duì)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)方案優(yōu)化改進(jìn)是必然選擇，主要是由于以往的5000F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組選擇冷態(tài)啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)方案，并網(wǎng)發(fā)電提升燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度，保證各項(xiàng)參數(shù)符合要求。但是，并網(wǎng)發(fā)電審批流程繁瑣、復(fù)雜，一定程度上延誤沖轉(zhuǎn)時(shí)間。所以，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)手續(xù)審批過程中，同時(shí)進(jìn)行空負(fù)荷試驗(yàn)和汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)工作，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，可以縮短工期10d左右，降低安裝成本，提升發(fā)電機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。

以5000F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組為例，冷態(tài)啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)要求壓力在2.0MPa～2.5MPa范圍，溫度控制在300℃～350℃范圍。需要注意的是，5000F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在全速空載運(yùn)行狀態(tài)下，排氣溫度可以滿足這一標(biāo)準(zhǔn)要求，不需要并網(wǎng)發(fā)電即可穩(wěn)定運(yùn)行[5]。

以往的燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組沖管，選擇常規(guī)方式會(huì)浪費(fèi)天然氣40萬m3左右，機(jī)組帶負(fù)荷20MW。而通過沖管方式改進(jìn)優(yōu)化后，天然氣耗量則為18.85萬m3，符合國家日常的節(jié)能降耗的號(hào)召，帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3 結(jié)語

綜上所述，5000F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組沖管問題不容忽視，處理效果直接關(guān)乎到能源耗量、成本和最終經(jīng)濟(jì)效益，這就需要電廠提高對(duì)其重視程度，尋求沖管方案改進(jìn)優(yōu)化，提出合理的改進(jìn)措施來保證發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。