9E燃气轮机联合循环发电机组节能降耗分析

摘要：为了降低PG9171E燃气轮机联合循环发电机组的油耗和发电成本，通过运行操作优化以及设备技术改造，有效缩短了机组启停时间、降低了厂用电率，达到了节能降耗的目的。

关键词：燃气轮机；联合循环；运行优化；改造；节能降耗

推进能源资源的节约，使之合理高效利用，促进循环经济的发展，建设节约型社会是我国当前一项全局性和战略性的重大决策。在电力系统中，发电厂是重点耗能企业，加强和完善电力生产节能管理，提高其能源利用水平，减少排放，对企业自身和社会都具有极其重要的意义。

1 9E联合循环发电装置的配置和节能运行情况

9E燃气-蒸汽联合循环发电机组每套主要设备有：1台PG9171E型燃机发电机组、1台余热锅炉、1台蒸汽轮机。运行方式为1台燃气轮发电机组对应1台余热锅炉及蒸汽轮发电机组的单元联合循环运行。由于采用燃气-汽联合循环发电，PG9171E型燃气轮机进入透平做功的燃气温度达到1050℃，燃气轮机透平的排气温度在540℃左右进入余热锅炉，产生过压、过热蒸汽供汽轮机做功，进入汽轮机做功的高压蒸汽约502℃。从卡诺循环原理可见，联合循环机组能量转换过程中热能被合理梯级利用，因此热效率明显提高。经性能检测，联合循环的热效率在液体燃料运行时达到49%，在气体燃料运行时的热效率达到51%，远高于亚临界火力机组的38%～41.9%，超临界火力机组40%～44.5%的热效率水平。联合循环的总厂用电耗率3.02%，与国内先进火力机组水平的3.54%比低14.7%。在能耗方面，联合循环机组供电能耗折算成标准煤为286.53g/kWh，与国内火力发电机组折算成标准煤先进水平319.7g/kWh比较，低约10.4%。根据设备制造厂设计参数，燃机热耗为11275kJ/kWh，联合循环热耗为7700kJ/kWh。实际性能检测情况：4号燃机热耗为11445J/kWh，4号、5号单元联合循环热耗为7437kJ/kWh；6号燃机热耗为11349kJ/kWh，6号、7号单元联合循环热耗为7209kJ/kWh。4号、6号燃机热耗较设计参数略高，两单元的联合循环热耗均与设计参数相近略低，总体情况良好，与国内同类型PG9171E型燃气轮机联合循环机组对比，能耗相当。尽管2套9E燃气-蒸汽联合循环发电机组能耗总的来说属于比较先进的水平，但是从运行积累的经验中发现，仍然有潜能可挖掘。主要在于设计标准与机组实际运行方式下仍有最优化调整的空间，或通过局部技改可达到节能的目的。 2 运行操作优化

从近些年电网的发展情况来看，逐渐出现了电网峰谷负荷差较大的现象，在这种情况下联合循环机组往往被用作调峰工作，机组的启动和停止操作较为频繁。另外，汽机的启动时间长短对联合循环机组的发电功耗也有着很大的影响。研究联合循环机组启动优化工作具有重要意义和良好的效果。 2.1启动优化 2.1.1操作优化

在操作方面对联合循环机组的启动进行优化时主要有五个反面需要注意，分别为：汽机、燃机、余热锅炉的启动，余热锅炉的停运以及对汽机和燃机启动的统筹安排。要在汽包有较高压力和较低水位的情况下进行余热锅炉停运，以便于余热锅炉之后的快速启动；要在余热锅炉和汽轮机都准备妥当之后再启动燃机以便减少燃机并网到汽机并网的时间；在燃机点火之后在适当时间应快速开启余热锅炉的烟气挡板来实现快速升炉；可以通过汽轮机低转速暖机来加快暖管速度并

增加暖管流量。 2.1.2程序优化

可以对集散控制系统进行必要的修改，如：首先，可以取消每台余热锅炉启动前先启动给水泵的限制，让2太余热炉公用1套给水除氧系统。因为一般的给水调节阀都会有内漏，如果两台给水泵同时运行会提前进行被迫防水影响启动时间造成能耗浪费。同时，还应当对凝汽器低真空限制余热锅炉挡板开启条件，保证汽轮机和凝汽器的安全，减少凝结水泵和循环水泵的辅机运行时间，缩短稳态启动的整体总时间。 2.1.3优化成效

通过了上述的改进之后，联合循环机组的稳态启动在时效上有了明显的进步，启动时间会进一步缩短，各项参数能够保持在正常范围内，对启动时间的缩短能够很大程度上节约能耗降低燃油消耗量，在当前选取的设备条件下能够带来每月18万KWh的额外发电量。

2.2缩短停机时简单循环运行时间

在联合循环机组停运的过程中，降低燃机负荷来降低主蒸汽温度从而降低汽轮机缸温，能够有效的减少简单循环的运行时间，在缸温降到规定值之后再将汽轮机停机，这样的过程中能够通过减少简单循环的时间来实现降低油耗的功能。 2.3降低厂用电率

2.3.1减少机组启停时的厂用电量

在实际操作汇中，可以通过修改DCS程序来实现减少机组启停时的厂电能耗，让1太给水泵带2太余热炉运行。由于给水泵的能搞较高但效率非常低，这样的操作不仅能够减少给水泵的功耗消耗也能够节约厂电用度。在联合循环机组停运之后，要及时关闭余热锅炉过热蒸汽手动隔离阀，这样便可以减少循环水泵的运行时间，节约厂电用量。

2.3.2合理安排辅机的运行方式

在凝汽器真空值能够满足机组运行安全的前提下，可以保持1台循环水泵正常运行，这样即便汽轮机的极限真空较低也能够保证凝汽器的真空值在98kpa左右，减少循环水泵对厂电使用度有很好的节约效果。 3技术改造

虽然GE企业生产的9E型燃气轮机联合循环发电机组在设计方法和使用技术方面较为先进，但是这其中也不免存在一些漏洞和缺陷，需要进一步优化。在优化中对重要的影响经济指标的主要辅机设备进行改进，以便达到节能的目的。 3.1疏水管路改造

该型号的发电机组主蒸汽管道的疏水管路相对较细，暖管时间较长，对联合循环机组的快速启动有一定的限制影响，为此可以进行主蒸汽管路输水管的更换，用更粗的合金钢管代替，大大加快疏水暖管的速度，提升效率。 3.2过热蒸汽手动隔离阀改造

该过热蒸汽隔离阀通过齿轮传动，受到齿轮开口的影响造成操作时间长，影响运行人员的处理效率，可以通过曲调齿轮传动机构和操作手轮的方法，在闸阀阀杆上安装电动执行机构，方便快捷的保证工作效率和经济效益。 3.3吹灰器系统改造

对吹灰器进行更换改型，将单梁、链条传动、开式传动的吹灰器，更改为箱式梁、双齿条结构的吹灰器，以解决卡涩、内漏、冒灰故障。1台炉配1套吹灰控制系统，可以提高吹灰器的运行可靠性，提高吹灰效果，降低余热锅炉排烟温

度3℃，提高余热锅炉效率。 4结语

该文中从运行方式、程序修改、技术改造三个主要方面对9E燃气轮机联合循环发电机组进行了优化，本着提高工作效率，降低能耗的目的进行了设计和实现。通过实践发现，这样的一些改造在保证系统可靠性的前提下提高了机组的经济效益，缩短了启停时间，降低了能耗。9E型燃气轮机联合循环发电机组在实际应用中还有很大的挖掘潜力。随着越来越多先进科学技术的不断研究和进步，相信该发电机组在不断的完善和进步下，将会得到更好的发展前景和应用效果。 参考文献：

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