燃气发电系统运行模式研究

燃气发电系统运行模式研究

焦先文

浙江大唐国际江山新城热电有限责任公司324100

摘要：在现代信息化社会中，电力供应是保障生产生活的必须，当主要发电设施出现问题不能起到供电作用时，备用应急电源就能在最短时间内解决电力供应不足的情况。发电系统研制保障机组的正常运行。

关键词：燃气发电系统；运行模式

引言

燃气轮机发电机组是为满足应急电源的需要而研制开发的燃气轮机发电机组。机组采用单元化和集成化设计，采取成熟的先进技术；部分配套件选用世界上的先进产品；起动、运行和停机采用计算机全过程自动化控制，具有先进性、使用性、维护性等特点，适合各种环境条件下使用。

一、燃气发电系统现状分析

1.1降低煤压机出口压力

煤压机出口压力为2.35MPa，经过燃机进口的速比阀减压至2.12MPa，燃料控制阀减压至1.4MPa进燃烧室。煤压机与燃机在燃料供应压力上存在不协调的问题，也存在优化的必要性，降低煤压机出口压力能降低煤压机消耗。若煤压机出口压力降至2.1MPa，煤压机将减少1000kW的电能消耗。

1.2降低混合煤气热值，减少焦炉煤气消耗

燃机初始设计程序时，考虑到对机组的保护，对低热值进行限制；当低热值煤气燃烧时，燃料量FSR增大；当FSR过大，超过高高报警值DFSRHH时，燃机切油。通过更改燃机燃料量公式，使燃机适用的煤气热值范围变宽，避免燃机燃烧低热值煤气时，因FSR高报切油，现热值由6200kJ/Nm以上，降低为5800kJ/Nm左右。

1.3提高燃机温控线，增加燃机发电量

燃机发电量由温控线决定，温控线越高，燃机排烟温度越高，燃机和汽轮机发电量越大；温控线越低，燃机排烟温度越低，燃机和汽轮机发电量越小。因此必须重视提高燃机温控线，增加燃机发电量。

1.4燃机油气切换，采用“混烧”模式

燃气从油向气切换过程中，成功率不高，容易跳机。燃机油气切换过程中，切换至50%时，采用油气混烧，以10%的幅度逐步增加煤气，减少柴油，分段切换，提高燃烧稳定性，保证一次切换成功。

二、燃气发电系统的解决措施

（1）燃机入口煤气压力低限位切油值由2.079MPa修改至1.8MPa；更改速比阀控制程序，取消阀位开度大开始切油限制；煤压机出口压力由2.35MPa降低至2.05MPa，使燃机速比阀全开，减少压力损失，取消其调压功能，由煤压机三回一阀调节送入燃机的煤气压力，使燃机速比阀后煤气压力维持在1.95MPa左右；同时关小煤压机三回一阀开度，保持阀位开度在8-10%，减小回流量。

（2）对燃机温控线控制程序进行提高调整

在保证机组安全稳定的基础上，小幅度、步进式提升温控线，最终提高10℃，提高燃机负荷。

（3）通过更改燃机控制程序，对燃料量公式进行修订，保证混合煤气热值降低时，燃机不会因为FSR超标而切油或跳机。

修订后，增加DFSRHH范围，燃机燃料量空间大大增加，燃机运行更稳定，并使燃烧低热值煤气成为现实。

（4）燃机油气切换过程中，切换至50%时，选择油气混烧模式，以10%的幅度逐步增加混合煤气，减少柴油消耗量，分段切换，提高燃烧稳定性，保证一次切换成功。

三、燃气发电的实施效果

（1）混合煤气压力降低后，煤压机自耗电量减少，单台燃机提高上网电量1000kW，增加系统运行稳定性，提高发电效率。

（2）燃机温控线提高10℃后，提高了发电量1200kW。

（3）混合煤气热值由6200kJ/Nm以上，降低为5800kJ/Nm左右，减少焦炉煤气消耗；在焦炉煤气紧张的情况下，开辟提高发电量新途径；并减少高炉煤气放散量，减少煤气放散对环境的污染。

（4）探索燃机油气切换时混烧模式，减少停机率，增强系统稳定性。

（5）效果分析

通过技术优化和改进，发电量有明显提升，单台机组上网电量平均提升2000千瓦每小时；提高系统稳定性；减少高炉煤放散量，创造巨大的经济效益和环保效益。

四、管理思路及创新理念

为最大限度挽回煤气放散损失，生产部、能源动力厂对困难逐项进行深度剖析，大胆提出“增开第８套燃机，运行“8+5”模式。

通过观念创新，在上网短路容量及上网线路负荷受限情况下，采取措施，规避风险，打通上网瓶颈。发电乙站上网负荷受限，而甲站上网还有提升空间，且电压等级相同，上网线路短路容量也允许增加２台发电机组。技术上可行，管理上就要保证。为此实施发电乙站通过甲站上网线路改造，为＃7、＃12燃气发电机组并入甲站提供先决条件。

（2）推行操作标准化，强化值班质量、运行质量，提升应对风险能力。针对“8+5”模式运行后，运行操作调整多、难度大、风险高问题，发电车间在以往运行经验基础上，根据冶金行业特点，借鉴正规火力电厂管理规范，推行运行操作标准化。

（3）推行隐患发现与治理机制，降低故障停机率。针对发电系统工艺连锁复杂、开停机状态变化大、故障停机几率高，８套燃机同时运行系统更脆弱的新情况，及时出台发电系统隐患治理新机制，推行隐患分级管理、流程管理、闭环管理，强化过程监控，新增“隐患处置率”与“隐患处置及时率”两项考核指标，加大隐患治理资金支持力度，并配套大力度激励政策。

五、具体实施措施

①调整发电机功率因数，降低无功上网负荷，减少上网电流。

②能源动力厂生产科加强炼铁厂沟通，提前预测煤气状态变化趋势，通过气柜柜位和机组负荷调整，提高煤气系统稳定性。

③对110ｔ锅炉蒸汽母管工艺参数调整进行优化，实现蒸汽合理分配、高效利用，稳定汽机运行、提高发电效率。

④制定一系列生产运行操作管理规定。强化生产操作的规范性和工艺操作纪律的严肃性。

⑤发挥蒸汽母管和甲站补气作用，适时调整蒸汽参数，通过提高蒸汽压力、降低真空度、单元式供水模式、提高甲站补气压力等措施，提高汽机蒸汽负荷效率。

⑥提高日常及专业点检质量，做到设备运行状态可控。

⑦机组检修和隐患治理与高炉系统休风相结合，提高“8+5”模式下检修和隐患治理的预见性、针对性、及时性、彻底性。

⑧运行监控人员优化调整，由于多开机组后人员紧张，运行分散控制转变成集中监控，监控人员和点检人员合理调配，操检合并，提高整体运行质量。

⑨强化内部管理监督、严肃工作纪律，强化动态检查，确保正常工作秩序和各项工作的稳步推进。

结束语：通过分析燃气发电机组的运行效率，发现最大制约因素是煤气压力偏高和温控线偏低以及混合煤气热值偏高。为此制定降低煤压机出口压力、提高燃机温控线、降低混合煤气热值、优化燃机油气切换，增加燃机发电量。并提出“8+5”模式与具体实施措施，以期为燃气发电系统运行模式提供参考。

参考文献

[1]陈振山，王燕晋．燃气－蒸汽联合循环供热发电机组汽轮机运行模式控制[J]．华北电力技术，2013（7）．

[2]张贲，张毅威，梁旭等．燃气机组发电特性及其在电网中运行方式的研究[J]．燃气轮机技术，2010.