樓宇型燃?xì)夥植际侥茉聪到y(tǒng)機(jī)務(wù)調(diào)試和主要問題探析

劉心喜，馬小軍，鄭宏偉，張正平，朱良君，柯冬冬，賈小偉

（1.華電電力科學(xué)研究院有限公司，浙江 杭州310030；2.國家能源分布式能源技術(shù)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心，浙江 杭州310030；3.浙江省蓄能與建筑節(jié)能技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州310030；4.華電綜合智慧能源科技有限公司，北京100160）

因清潔、高效、環(huán)保、需求側(cè)響應(yīng)快、與電網(wǎng)友好互補(bǔ)等諸多優(yōu)點(diǎn)，燃?xì)夥植际侥茉丛趪鴥?nèi)迅猛發(fā)展，其中樓宇型燃?xì)夥植际侥茉聪到y(tǒng)在醫(yī)院、學(xué)校、酒店、辦公樓等冷熱負(fù)荷中心得到越來越多的應(yīng)用[1]。調(diào)試是在系統(tǒng)安裝完成后必須進(jìn)行的工作，也是項(xiàng)目驗(yàn)收前的依據(jù)及必經(jīng)階段[2]。調(diào)試也是由項(xiàng)目基建期轉(zhuǎn)生產(chǎn)運(yùn)行期的重要環(huán)節(jié)，對(duì)項(xiàng)目安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要影響。本文以廣州某中央商務(wù)區(qū)分布式能源站為例，介紹系統(tǒng)機(jī)務(wù)專業(yè)調(diào)試內(nèi)容，以期為同類型項(xiàng)目調(diào)試提供參考。

1 系統(tǒng)概述

廣州某中央商務(wù)區(qū)分布式能源站采用3臺(tái)瓦錫蘭W20V34SG型燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)，裝機(jī)容量為3×9.78 MW，對(duì)應(yīng)的余熱設(shè)備為3臺(tái)YRX390（96/79）-872H2煙氣熱水型溴化鋰機(jī)組，以及3臺(tái)8.6 MW的串聯(lián)式離心式冷水機(jī)組，9臺(tái)單機(jī)制冷量7.4 MW和3臺(tái)單機(jī)制冷量為2.8 MW的大溫差離心式冷水機(jī)組。所發(fā)電力并網(wǎng)上網(wǎng)，利用溴化鋰機(jī)組或電制冷機(jī)組為商務(wù)區(qū)用戶提供供冷供熱服務(wù)。

燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組為瓦錫蘭W20V34SG型，內(nèi)燃機(jī)持續(xù)運(yùn)行功率9 780 kW，標(biāo)定轉(zhuǎn)速為750 r/min，額定輸出電壓為10.5 kV、頻率50 Hz。

溴化鋰機(jī)組與發(fā)電機(jī)組一對(duì)一配置，冷凍水額定進(jìn)出口溫度13/8℃。與溴化鋰機(jī)組配套設(shè)置離心式冷水機(jī)組3臺(tái)，與溴機(jī)一對(duì)一串聯(lián)，冷凍水設(shè)計(jì)進(jìn)出口溫度8/3℃。冷負(fù)荷不足部分由大溫差離心式冷水機(jī)組補(bǔ)充，大溫差離心式冷水機(jī)組補(bǔ)冷凍水額定進(jìn)出口13/3℃。

供熱系統(tǒng)由煙氣熱水換熱器、蓄熱水系統(tǒng)組成，蓄熱水系統(tǒng)由蓄熱板式換熱機(jī)組、放熱板式換熱機(jī)組、自然分層水箱及控制系統(tǒng)組成，內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組排放的高溫?zé)煔饨?jīng)煙氣熱水型溴化鋰機(jī)組利用后降溫至120℃后，進(jìn)入煙氣熱水換熱器，由120℃降溫至90℃排放，制取90～95℃熱水。熱負(fù)荷高峰時(shí)段，制取的熱水直接外供給用戶使用，低負(fù)荷時(shí)段制取的高溫?zé)崴疅崃拷?jīng)蓄熱板式換熱機(jī)組儲(chǔ)存至蓄熱水箱，在熱負(fù)荷高峰時(shí)段或內(nèi)燃機(jī)停運(yùn)時(shí)段蓄熱水箱內(nèi)儲(chǔ)存熱量經(jīng)放熱板式換熱機(jī)組換熱后供給用戶使用。

2 機(jī)務(wù)調(diào)試內(nèi)容

2.1 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組調(diào)試

燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組調(diào)試主要分為分系統(tǒng)調(diào)試與整套啟動(dòng)調(diào)試，分系統(tǒng)主要包含空壓機(jī)及其系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、罩殼通風(fēng)系統(tǒng)及甩負(fù)荷試驗(yàn)，整套啟動(dòng)則分為空負(fù)荷試運(yùn)、帶負(fù)荷試運(yùn)及（72+24）h滿負(fù)荷試運(yùn)。

2.2 溴化鋰機(jī)組調(diào)試

溴化鋰機(jī)組調(diào)試主要為溴化鋰機(jī)組循環(huán)冷卻水系統(tǒng)試運(yùn)、溴化鋰機(jī)組冷凍水系統(tǒng)試運(yùn)、溴化鋰溶液及冷劑充注調(diào)試、煙氣三通閥及二通閥調(diào)試、溴化鋰機(jī)組靜態(tài)模擬運(yùn)轉(zhuǎn)、溴化鋰缸套水試運(yùn)、溴化鋰機(jī)組整套啟動(dòng)試運(yùn)。

2.3 電制冷機(jī)組調(diào)試

電制冷機(jī)組調(diào)試主要為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)試運(yùn)、冷卻塔系統(tǒng)試運(yùn)、冷凍水系統(tǒng)試運(yùn)、電制冷機(jī)組冷媒充注、電制冷機(jī)組整套啟動(dòng)試運(yùn)。

2.4 其他輔助系統(tǒng)調(diào)試

其他輔助系統(tǒng)調(diào)試主要為冷卻塔補(bǔ)水系統(tǒng)、冷凍水補(bǔ)水定壓系統(tǒng)、脫硝系統(tǒng)調(diào)試。

3 調(diào)試遇到問題及分析

3.1 水管道沖洗不嚴(yán)格造成后續(xù)沖洗工作量大

調(diào)試初期對(duì)水管道沖洗工作準(zhǔn)備不足，造成冷凍水管道及冷卻水管道沖洗不充分，內(nèi)部遺留臟物及焊渣較多，對(duì)內(nèi)部管道有所劃傷。后續(xù)對(duì)冷凍水系統(tǒng)持續(xù)排污注水置換，對(duì)冷卻水系統(tǒng)持續(xù)清掃注水排水后水管道沖洗合格。

3.2 外供冷凍水系統(tǒng)試運(yùn)時(shí)泵體氣蝕

外供冷凍水二次泵1～4號(hào)泵距分水器較遠(yuǎn)，易造成泵入口管道最高處存氣。未在此處設(shè)計(jì)放氣閥，安裝自動(dòng)放氣閥后，泵運(yùn)行正常，無氣蝕情況。長期運(yùn)行后，自動(dòng)放氣閥因堵塞后造成排氣不暢，位置較高且無平臺(tái)造成手動(dòng)排氣困難，建議后續(xù)改成手動(dòng)排氣裝置。

3.3 溴化鋰循環(huán)冷卻水系統(tǒng)注水下水不暢

對(duì)系統(tǒng)放水后再次進(jìn)行注水，58 m冷卻塔塔盆處有水，系統(tǒng)管路通暢，但0 m處注水過程緩慢。經(jīng)排查及分析后，分析為管路結(jié)構(gòu)造成管道內(nèi)部空氣頂住，造成58 m水下0 m緩慢，在58 m主管道上安裝放氣閥后，再次注水順暢。

3.4 全廠循環(huán)冷卻水泵停泵動(dòng)靜大

針對(duì)停泵時(shí)，管道振動(dòng)大問題，后續(xù)發(fā)現(xiàn)針對(duì)離心泵應(yīng)先關(guān)閉出口電動(dòng)門后再停泵，之前按操作習(xí)慣先停泵后關(guān)出口電動(dòng)門則是在非正常狀態(tài)下的停泵方式，因此動(dòng)靜較大。采取先關(guān)出口電動(dòng)門后停泵方式后，管道幾乎無晃動(dòng)，無震感。

3.5 內(nèi)燃機(jī)缸套水壓力波動(dòng)

內(nèi)燃機(jī)缸套水泵啟動(dòng)后缸套水壓力低至跳機(jī)值，造成內(nèi)燃機(jī)跳機(jī)。經(jīng)分析判斷為溴化鋰機(jī)組缸套水管路處初期存在氣體，而此氣體流經(jīng)內(nèi)燃機(jī)壓力測(cè)點(diǎn)處時(shí)造成壓力瞬降至跳機(jī)值。對(duì)高溫水膨脹水箱進(jìn)行補(bǔ)水，并在溴化鋰機(jī)組缸套水管路高處絲堵、高溫水板換處對(duì)缸套水進(jìn)行排氣，隨后手動(dòng)開啟溴機(jī)缸套水三通閥、強(qiáng)制打開內(nèi)燃機(jī)熱回收三通閥并多次進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)空載缸套水平衡試驗(yàn)后，此異常情況消除。

3.6 內(nèi)燃機(jī)組潤滑油被加熱

為避免出現(xiàn)缸套水壓力波動(dòng)，對(duì)缸套水出口手動(dòng)門進(jìn)行限流至10%再啟動(dòng)缸套水泵，啟動(dòng)后2 min內(nèi)潤滑油本應(yīng)被冷卻的卻被加熱，內(nèi)部潤滑油控制模塊控制響應(yīng)不及，造成內(nèi)燃機(jī)因潤滑油溫高跳機(jī)。經(jīng)分析后出口手動(dòng)門限流會(huì)造成缸套水加熱潤滑油，將啟動(dòng)時(shí)出口手動(dòng)門限流至30%，啟動(dòng)泵后在10 s內(nèi)將手動(dòng)門全開。更進(jìn)一步，對(duì)潤滑油板換潤滑油進(jìn)出口溫度差設(shè)置邏輯，若潤滑油溫度被加熱至3℃，將立刻停止內(nèi)燃機(jī)組缸套水泵、關(guān)閉內(nèi)燃機(jī)組熱回收三通閥。若出現(xiàn)潤滑油被加熱情況，運(yùn)行人員將能提前干預(yù)，并能優(yōu)先保證內(nèi)燃機(jī)組不跳機(jī)。

3.7 內(nèi)燃機(jī)組潤滑油溫度控制不平緩

在溴化鋰機(jī)組啟機(jī)時(shí)溴化鋰機(jī)組缸套水三通閥開度過大易造成內(nèi)燃機(jī)組潤滑油溫度低，或低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溴化鋰機(jī)組缸套水三通閥開度過小易造成內(nèi)燃機(jī)組潤滑油溫度高。經(jīng)試驗(yàn)后確定溴機(jī)啟機(jī)時(shí)缸套水三通閥初始開度為35%，在溴機(jī)負(fù)荷調(diào)整過程中缸套水三通閥最低開度始終大于等于35%，至此內(nèi)燃機(jī)組潤滑油溫降或溫升在可接受范圍內(nèi)。后經(jīng)分析及討論，溴化鋰機(jī)組缸套水回水總管增加一個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)并將信號(hào)傳送到內(nèi)燃機(jī)控制柜，經(jīng)內(nèi)燃機(jī)組調(diào)整溫度控制邏輯后，溴機(jī)啟機(jī)及低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)燃機(jī)潤滑油溫度及缸套水溫控制平穩(wěn)。

3.8 主燃?xì)庑箟洪y卡澀造成甩100%負(fù)荷試驗(yàn)失敗

甩100%負(fù)荷時(shí)內(nèi)燃機(jī)主燃?xì)庑箟洪y卡澀，造成內(nèi)燃機(jī)內(nèi)氣缸壓力升高，內(nèi)燃機(jī)停車。對(duì)主燃?xì)庑箟洪y卡澀處進(jìn)行拆出、徹底清理、回裝后，卡澀消失，再次甩100%負(fù)荷試驗(yàn)成功。

3.9 冷凍水分集水器流量不匹配造成自力式壓力平衡閥動(dòng)作

初期因外部冷負(fù)荷不足，外供二次泵頻率較低，站內(nèi)站外冷凍水通過集分水器及壓力平衡閥聯(lián)通。后期因冷負(fù)荷上升，外供二次泵頻率加大后，但站內(nèi)冷凍水流量并未相應(yīng)增加，造成分集水器壓差較大，自力式壓力平衡閥脈沖式動(dòng)作，冷凍水管道因氣體存在造成振動(dòng)。分析此原因主要是運(yùn)行時(shí)未考慮到流量匹配不一致，后經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證站內(nèi)外流量基本一致時(shí)平衡閥未動(dòng)作，另一原因則是由于平衡閥設(shè)計(jì)與廠家供貨不一樣。經(jīng)討論協(xié)商后，短期內(nèi)以流量匹配運(yùn)行，后續(xù)擇期進(jìn)行平衡閥更換成電動(dòng)門。

4 建議及結(jié)論

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試進(jìn)度情況，提出以下建議：①邊界條件對(duì)項(xiàng)目整體進(jìn)度至關(guān)重要，如燃?xì)?、送出工程接入、外部冷熱?fù)荷情況。尤其是倒送電進(jìn)度，工程建設(shè)時(shí)應(yīng)優(yōu)先確保外部重要邊界條件能按時(shí)投入使用。②樓宇型燃?xì)夥植际侥茉蠢錈嵊脩魧?duì)系統(tǒng)的整體盈利性水平至關(guān)重要，在用戶側(cè)調(diào)試前期或調(diào)試中建議專業(yè)技術(shù)人員監(jiān)督指導(dǎo)，確保與外供冷網(wǎng)交接處的板換潔凈，避免投運(yùn)后因板換換熱效果差影響用戶體驗(yàn)。③調(diào)試過程中應(yīng)確保有足夠冷負(fù)荷，此項(xiàng)目冷水回水溫度設(shè)計(jì)為13℃，但因用戶冷負(fù)荷不足，限制溴化鋰機(jī)組及大溫差電制冷機(jī)組實(shí)際出力。④冷卻塔補(bǔ)水系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)調(diào)試進(jìn)度影響也較大，需充分考慮水泵揚(yáng)程、流量以及泵出口閥門質(zhì)量等綜合因素，避免因補(bǔ)水原因造成進(jìn)度遲滯。

本文介紹了樓宇型燃?xì)夥植际侥茉错?xiàng)目機(jī)務(wù)專業(yè)調(diào)試內(nèi)容、出現(xiàn)的問題分析及解決辦法，最后給出了工程建設(shè)的部分建議。為同類型項(xiàng)目調(diào)試積累了經(jīng)驗(yàn)，可為同類型項(xiàng)目提供參考。