燃气轮机电厂节能降耗分析

燃气轮机电厂节能降耗分析

韩武健

广东大唐国际肇庆热电有限责任公司，广东肇庆526105

摘要：在燃气-蒸汽联合循环发电机组一般被作为调峰和紧急备用，由于机组启停频繁，天然气价格一直居高不下，进而导致燃机发电成本不断提高。怎样降低发电成本是每个发电厂的首要难题。联合循环机组一般作为调峰和紧急备用，机组启停频繁。而天然气价格居高不下，燃机发电成本不断增加。如何降低发电成本，是每个发电厂必须解决的。现介绍某燃气轮机发电厂在生产实践中采取的节能降耗、运行操作优化的措施。

关键词：燃气轮机；电厂；节能措施

随着节能减排的快速推进、淘汰落后产能的深入开展，节能降耗成为了发电厂乃至整个世界的一项重要任务。发电厂作为用水、用电的大户，其实只要不断探索，敢于面对生产中遇到的种种疑难问题，及时地对生产过程进行一系列的优化，以最大限度地发挥自身机组的性能，节能降耗就一定会取得成效的。

一、概述

燃气轮机的工作介质是压缩空气和高温燃气，压气机从大气中吸入空气，并把空气压缩到一定压力，然后送往燃烧室与喷入的燃料混合、燃烧，形成高温、高压燃气。然后经燃气轮机喷嘴和动叶逐级膨胀做功，推动燃气轮机转子带动压气机一起旋转，从而把燃料中的化学能部分地转变为机械能。燃机做功后的排气引入余热锅炉对其余热进行回收利用，由余热锅炉产生的蒸汽推动汽轮机做功。由于燃气机组具有启停快的特点，正常情况下作为调峰机组使用，F级燃气-蒸汽联合循环发电机组，一直以来，为响应国家节能减排号召，在设备和运行方式上，不断改进和优化，取得了一定的成绩。

二、燃气轮机电厂节能降耗的措施

对于经常启停的燃气轮机发电机组来说，运行方式的优化对降低能耗有着举足轻重的作用。

1、优化辅机的运行方式。电厂闭式冷却水系统由开式水系统、闭式水泵及紧急停机闭式冷却水泵组成。通常每套机组对应启动开式水系统、闭式水泵及紧急停机闭式冷却水泵。紧急停机闭式冷却水泵只在机组停用之后作为辅助闭式水泵。闭式水泵是6.3kV级的，能耗较高。在机组停备过程中，采取一系列措施，尽量晚启、早停闭式水泵。如机组解列后，立即启动紧急停机闭式冷却水泵，机组启动前再进行切换。以闭式水泵功率260kW、紧急停机闭式冷却水泵功率132kW计算，机组“早起晚停”模式下，每天机组停备8小时，单套机组节约厂用电量1024kW。根据广东省电网节能调度要求，节假日期间燃气机组停备，为了进一步节约能源，在保证空压机系统、主机润滑油、氢气干燥器使用冷却水的情况下，可将两套机组闭式水联通使用，停运其中一台机组紧急停机闭式冷却水泵，节约厂用电6336kW。每对于一些功耗低的辅机，也同样注重节电。随着对设备的熟悉和操作熟练程度的提高，在保证设备安全的前提下，可以减少许多辅机的运行时间。如首次两套机组运行时，其中一套机组停用时采用运行机组冷再供临机（启动机组）辅汽及轴封系统，不再启动启动锅炉，每次节约天然气量约3500Nm3、电量约1120kWh。根据季节变化对厂区及锅炉上的照明进行优化，不需要就及时关灯；这些细节，或者并不起眼，但都为节能降耗作出了贡献。

2、优化启停操作。燃机电厂每天都要进行机组的启停，优化启停操作至关重要。通过学习其他电厂的经验，并结合自身实际，不断完善，逐步形成自己的一套启停方式。如锅炉疏水，以加快锅炉升温升压速度；提前暖轴封及抽真空，尽早投入并开大旁路，以缩短锅炉对空排汽时间及汽轮机暖管时间；停机过程汽轮机尽量滑压，减少汽机旁路开启时间，以减少损耗并利于尽早停循环水泵等。这些都是启停过程中节约能源的有效措施。此外，为降低除盐水消耗，不断改进操作，晚上停炉时控制好补水水位，使早上启动锅炉时做到高压汽包不开定排放水，低压汽包少开定排放水。同时，总结启动过程中的疏水经验，缩短对外排放疏水阀的开启时间。

3、优化公用系统方式。机组运行期间，工业水泵正常运行，1号机组排水槽输送泵和2号雨水提升泵需要频繁启停，针对此现象进行分析、采取优化措施，在两套机组停备、启动炉停备期间，不需要使用工业水时，及时停运工业水泵，并且关闭工业水泵手动门，每日节省用水量1224t，节省厂用电量848.57kWh。

4、优化循环水系统。因循环水系统为扩大单元制设计，可以实现一机双塔，两机两塔灵活多变的运行方式，为达到节能减排的目的，保持循泵互备试验后的运行方式，机组启动正常稳定后，开启1、2号机循环水系统进回水联络门，此时循环水压力，流量，温度正常的情况下，单台机组运行时可以增加一个冷却塔投入运行，根据循环水温度≯25℃（夏天≯30℃），可提高真空0.5kPa,降低标准煤耗0.8g/kWh。

三、燃气轮机改进设备

1、两套机组投产后经过长期的治理及系统查漏，凝汽器真空泄漏率目前均已降至50Pa/分钟以下时，真空泄漏率非常低，基于两台机组真空泄漏率一直处于较低的基础上，提出了真空维持装置节能技改项目，在原有两台并联的真空泵系统上再增加并联一台高效真空维持装置，这样真空系统配置的真空泵有3台，运行方式为一用二备，可靠性比原来一用一备更高，机组启动初期使用原有大功率真空泵（功率123kw）建立真空，当机组并网带基本负荷、系统真空稳定情况下把真空泵切换到高效真空维持装置运行（功率22kW，用于真空维持。系统改造完成后经实际运行验证，高效真空维持装置运行状况良好，真空建立后切换至高效真空维持装置运行时不但能维持原有真空，还在原有基础上有30Pa的真空度提升。高效真空维持装置功率仅为原真空泵的1/5，高效真空维持装置改造完成后经核算单台机组每年可实现节电60万度。

随着时代步伐的加快，科学技术的变换，在燃气轮机联合循环发电机组使用时，必须采用良好的生产工艺，注重技术的改进和引用，通过不断实践和创新从而确保机组在节能减排的基础上安全运行，实现能源的可持续利用，进而提高单位的内部实力和经济效益。

参考文献：

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