9E联合循环机组汽轮机冷态启动优化

张洪雨

摘 要：目前多数联合循环电厂都采用APS一键启停技术来提高自动化水平，但是在机组启动初期由于对余热锅炉蒸汽参数的控制不理想，使得多数联合循环电厂在启动初期到达汽机冲车参数时间较长，延长了机组启动时间。本文通过对于机组启动初期蒸汽参数的合理控制，减少了到汽机冲车参数的时间，达到了减少启动时间和能源消耗等。

关键词：启动优化；胀差；安全性；经济性

中图分类号： TK47 文献标识码：A

某厂机组配置为：燃机是西门子SGT5-2000E、余热锅炉是光华锅炉UG-SCC5-2000E-R、汽轮机是上汽LZCB81-7.8/0.65/0.3型，机组为“一拖一”分轴布置。该厂在投运初期通过努力实现了APS一键启动，但在燃机点火后余热锅炉蒸汽参数上升不理想，延长了启动时间。我们通过对于高压旁路的手动控制，实现了在合理范围内快速提高蒸汽参数的目的，减少了到达汽机启动的时间。我们通过分析余热锅炉蒸汽参数上升过程来说明这一过程，并对比APS启动和优化启动后汽机启动过程中的主要参数，说明没有对汽机启动产生负面影响。

一、机组APS启动过程

蒸汽-燃气联合循环机组启动过程主要是启动前的准备、燃机启动并网、汽机启动并网、联合循环至规定负荷等。

我们通过APS一键启停操作来控制机组启动，并在关键节点设置断点来完成启动中遇到的重大操作，在理想状态下由燃机启动到汽机启动时间在150min。

二、优化启动方法

在实际工作中我们发现燃机点火后由于高旁开度较大，使得余热锅炉主汽压力上升较慢，所以我们在启动中刻意控制高旁开度来优化主汽压力的变化，在汽机冲车前在降低主汽压力来使主蒸汽获得较高的过热度，从而满足汽机冲车条件，达到节约启动时间的目的。

三、安全性和经济性对比

1.我们优化了机组启动，使得汽机在冲车前的主蒸汽参数得到了优化，但是这些优化后的蒸汽能否满足汽机的启动要求，我们通过这两次机组的启动来对比，首先是APS启动方式启动时汽机的主要参数变化情况，如图1所示。

其次是优化后汽机的主要参数变化情况，如图2所示。

通过两次机组启动对比我们可以看出，汽机启动主要参数变化不大，机组的最大振动（5瓦Y向）、胀差、轴位移、机组膨胀和上下缸温度都在合理范围内，两次启动没有明显差别。

2.机组优化启动控制中，由于开始阶段主蒸汽压力上升较快，需要监视主蒸汽管道壁温、主蒸汽温度、主蒸汽压力变化速率等不超限，图3为机组优化启动中各数值变化。

由图3、表1可见在优化启动中余热锅炉最开始起压过程中主汽温度温升率较快，在进入优化区间（02：10～03：10）后能够满足温升率3.3℃/min的起压温升。在整个优化过程中我们能够明显看出主调门内外壁金属温度能够满足一般温升率3℃/min的要求；主汽压力在优化区间内增长明显，其余时间满足厂家给出0.025MPa/min的要求，在优化过程中需要得到有效控制才能确保机组稳定运行。

3.机组启动节约了大量的时间，这样的操作给我们带来了巨大的经济利益，按机组并网后最低负荷150MW、大气温度16℃、天然气耗量34000Nm3/h计算，机组15min产生的经济效益是：

（150000kwh*0.7556元/kwh-34000Nm3*2.51元/Nm3）*（15min/60min）=7000元

即节约啟动时长15Min后最少产生经济效益为7000元。

结论

1.蒸汽-燃机联合循环机组的优化启动在确保机组运行安全稳定的前提下，达到了节约启动时间、减少能源消耗、增加经济效益的目的，这样的方法值得大家学习、推广。

2.在优化中我们要切实了解机组状态，控制好主汽温度、主汽压力、主汽过热度和主汽管道温升率、汽机上下缸壁温差等，确保机组的启动安全。

参考文献

[1]北京京能未来燃气热电有限公司，V94.2燃气—蒸汽联合循环机组运行规程[S].2014.endprint