浅析燃气电厂9H.02级燃机运行特点与优势

浅析燃气电厂9H.02级燃机运行特点与优势

李辉

青岛华丰伟业电力科技工程有限公司，266100

【摘要】当前我国的燃气蒸汽联合循环机组电厂建设正在如火如荼地开展，燃气电厂就是通过组成的循环系统，利用蒸汽轮机进行发电的电厂。近些年，我国对环保要求越来越高，对原有的能源结构进行了深化改革，燃机电厂是未来非常重要的一种发展趋势。尤其是随着9H燃气轮机的应用，大大提高了联合循环效率，H级是目前全球效率最大的燃气轮机。基于此，本文针对燃气电厂9H.02级的实际运行情况展开了多角度探究，旨在提高燃机的运行可靠性、安全性和经济性。

【关键词】9H级燃机；燃气电厂；运行；设计与优化

以天然气作为染料的燃气蒸汽联合循环机组，在当前可持续发展战略背景下变得越发重要，但随着天然气价格的提高，对燃气机组的能耗降低和发电效率的提升进行深入研究，已经到了迫在眉睫的时刻。

一、燃气电厂9H.02级燃机的优势分析

当前我国的联合循环机组燃机技术正在逐渐更新换代，容量最大的机组就是9H等级，往下为9F、9E、6B等级别机组。相比较9F级改进型机组来说，9H级联合循环机组优势更加突出，如：单位千瓦造价更低、发电效率更高等，近些年的应用越发广泛。9HA.01燃机出力为429MW，9HA.02燃机出力为519MW，您可以根据自己的发电需求选择合适容量。得益于简化的空气冷却结构、先进的材料，以及经过验证的运行灵活性和可靠性，9HA燃机拥有极低的单位千瓦生命周期成本。高的功率密度带来的规模效益以及超过63%的联合循环效率，使得9HA燃机成为最经济有效的发电设备，可以帮助电厂运营方满足日益变化的电力需求。

通过总结可以发现，9H.02燃机的优势主要有以下几方面：第一，行业领先的运行灵活性可以增加发电和辅助服务的收入；第二，12分钟从启动到满负荷的热态快速启动能力；第三，在满足排放要求的条件下，最高可达70MW/分钟的升负荷能力；第四，满足排放要求的情况下，最小运行负荷可降到基本符合的30%；第五，可以使用气体燃料和液体燃料，适用于广泛的气体燃料，包括乙烷含量高的气体燃料（页岩气）和液化天然气；第六，与GE早期不使用空气冷却的H级机组相比，系统配置更加简化；第七，模块化设计使安装更加方便，减少了25%现场机械焊接以及一个数量级的现场安装阀，从而减少了对安装现场的人力要求；第八，维护流程大大简化－快速拆装式透平间壳顶，叶片可现场更换，100%叶片内窥镜检查；第九，简化的双燃料系统使用更少的水，去除了再循环，利用增强的液体清吹以提高可靠性。而且燃气轮机联合循环发电机组还具有良好的环境保护效果，因为燃煤电厂锅炉排放灰尘很多，二氧化硫多，氮氧化物为200PPM，必须加装脱硫（效率90%左右）、脱硝效率（90%左右）及电除尘后（经脱硫、脱硝装置进一步除尘后每立方米含尘小于30毫克，比在家里的灰尘还少）使排放物除二氧化碳外均高于一般环境标准。燃机电厂余热锅炉排放无灰尘，二氧化硫极少，氮氧化物为(10～25)PPM。

二、工程概况

该燃气电厂为9H.02级燃气蒸汽联合循环机组，余热锅炉为三压再热式自然循环汽包锅炉，凝汽器换热管采用不锈钢管，为无铜给水系统。机组高压蒸汽压力为16.75MPa、高压蒸汽温度为602℃，中压蒸汽压力为3.56MPa,中压蒸汽温度为365℃，低压蒸汽压力为0.38MPa、低压蒸汽温度为375℃，属于亚临界汽包炉机组，设置凝结水精处理除盐系统。

燃气电厂采用二次循环供水冷却方式，循环冷却水补充水水源采用市政污水处理厂的再生水，该再生水含盐量约为400 mg/L，总硬度约为1.5mmol/L,氯离子含量约为300mg/L，循环冷却水浓缩倍取。锅炉补给水处理系统水源采用市政自来水，该自来水含盐量低于100mg/L，总硬度约为0.5mmol/L,活性硅含量约为9mg/L。

三、燃气电厂9H.02级燃机水质控制

为更好地保证9H级机组的安全、可靠和经济运行，除对余热锅炉给水加药及水汽取样监测外，应同时考虑凝结水及补给水水质控制，主要体现在凝汽器、凝结水精处理系统和锅炉补给水处理工艺的选择上。

（一）选择高严密性的凝汽器

国内外不乏因凝汽器泄漏使凝结水精处理设备运行出水不良而导致机组腐蚀结垢的事例，因此选择严密性可靠的凝汽器是保证机组凝结水水质的前提条件。要保证凝汽器严密性，首先应选择耐蚀性能优良的凝汽器管材。该9H级燃机电厂凝汽器管材采用317不锈钢管，可确保凝汽器的严密性。

（二）选择可靠地凝结水精处理系统

    凝结水精处理系统可以有效地、连续地去除热力系统的金属腐蚀产物或因凝汽器微量泄漏而进入系统的盐分，从而提高机组的效率，延长酸洗周期。在机组启动时精处理系统还可以大幅缩短机组的启动时间，减少启动时的大量排水损失。《发电厂化学设计规范》(DL 5068-2014)的规定：（1）对由亚临界汽包锅炉供汽的汽轮机组，全部凝结水应进行精处理。冷却水水源为再生水，凝结水精处理系统应设置除盐装置，且应设置备用设备；（2）凝结水精处理宜采用中压系统；（3）凝结水精处理系统应选用高速离子交换器，树脂应采用体外再生方式进行再生；（4）凝结水精处理系统中的体外再生装置，可2台机组合用1套。

按上述规定，该9H级燃机电厂设置全流量中压凝结水精处理除盐系统。每台机组设置2×100%的高速混床，1用1备。2台机组共用1套精处理体外再生系统。精处理系统设备出口在线设置氢电导率表、电导率表和硅表。

（三）加氨处理系统优化

2台机组设置1套加氨装置，包括2台机械搅拌溶液箱、3台凝结水加氨计量泵、3台中压给水加氨计量泵和3台高压给水加氨计量泵。凝结水加氨点设在凝结水精处理系统出水母管(混合三通后)，给水加氨点设在中压给水泵进口和高压给水泵进口。凝结水、给水加氨采用自动加氨方式，凝结水加氨根据凝结水流量和加氨后凝结水比电导率控制加药量，给水加氨根据给水流量和给水比电导率控制加药量。

（四）加磷酸盐处理系统

为了防止锅炉受热面管壁产生钙镁垢，延长锅炉的化学清洗周期，对炉水进行加磷酸盐处理。2台机组设1套磷酸盐加药装置，包括2台机械搅拌溶液箱、3台中压炉水加磷酸盐计量泵和3台高压炉水加磷酸盐计量泵。磷酸盐直接加入锅炉中、高压汽包内，采用自动加药方式。为了防止闭式循环冷却水中产生腐蚀或结垢，利用中压炉水加磷酸盐备用泵作为闭冷水母管的临时加药泵。

（五）做好运行保养

首先，组织措施。燃气电厂想要确保9H.02级燃机的有序安全运行，就需要制定完善的管理制度机制，提前制定应急管理措施，并建设应急启动队伍，在维护、检修、运行的人员和工作职能进行明确，确保9H.02级燃机的稳定安全运行。

其次，技术措施。对设备校验切换记录定期进行检查，对各专业操作票认真梳理，管理好设备的运行分析和台账。9H.02级燃机在停运的过程中，要做好每周一次的盘车工作。对余热锅炉要定期进行带压防水，记录好盘车前滑油温度工作。

四、结束语

综上所述，随着9H级机组建设规模的日益增加，国内的燃气蒸汽联合循环机组各项性能变得越发强大，国家也相继颁布了一系列的规范准则。燃气电厂实际在应用9H.02级燃机时，要对水质进行严格控制，对现有的在线监测仪表进行优化改进，确保9H.02级燃机的经济、安全运行。而且要做好后期的运行保养工作，建立应急管理制度，充分发挥出9H.02级燃机的价值。

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