楼宇型燃气分布式能源系统机务调试和主要问题探析

刘心喜，马小军，郑宏伟，张正平，朱良君，柯冬冬，贾小伟

（1.华电电力科学研究院有限公司，浙江 杭州310030；2.国家能源分布式能源技术研发（实验）中心，浙江 杭州310030；3.浙江省蓄能与建筑节能技术重点实验室，浙江 杭州310030；4.华电综合智慧能源科技有限公司，北京100160）

因清洁、高效、环保、需求侧响应快、与电网友好互补等诸多优点，燃气分布式能源在国内迅猛发展，其中楼宇型燃气分布式能源系统在医院、学校、酒店、办公楼等冷热负荷中心得到越来越多的应用[1]。调试是在系统安装完成后必须进行的工作，也是项目验收前的依据及必经阶段[2]。调试也是由项目基建期转生产运行期的重要环节，对项目安全、可靠、经济运行有着重要影响。本文以广州某中央商务区分布式能源站为例，介绍系统机务专业调试内容，以期为同类型项目调试提供参考。

1 系统概述

广州某中央商务区分布式能源站采用3台瓦锡兰W20V34SG型燃气内燃机发电机，装机容量为3×9.78 MW，对应的余热设备为3台YRX390（96/79）-872H2烟气热水型溴化锂机组，以及3台8.6 MW的串联式离心式冷水机组，9台单机制冷量7.4 MW和3台单机制冷量为2.8 MW的大温差离心式冷水机组。所发电力并网上网，利用溴化锂机组或电制冷机组为商务区用户提供供冷供热服务。

燃气内燃发电机组为瓦锡兰W20V34SG型，内燃机持续运行功率9 780 kW，标定转速为750 r/min，额定输出电压为10.5 kV、频率50 Hz。

溴化锂机组与发电机组一对一配置，冷冻水额定进出口温度13/8℃。与溴化锂机组配套设置离心式冷水机组3台，与溴机一对一串联，冷冻水设计进出口温度8/3℃。冷负荷不足部分由大温差离心式冷水机组补充，大温差离心式冷水机组补冷冻水额定进出口13/3℃。

供热系统由烟气热水换热器、蓄热水系统组成，蓄热水系统由蓄热板式换热机组、放热板式换热机组、自然分层水箱及控制系统组成，内燃机发电机组排放的高温烟气经烟气热水型溴化锂机组利用后降温至120℃后，进入烟气热水换热器，由120℃降温至90℃排放，制取90～95℃热水。热负荷高峰时段，制取的热水直接外供给用户使用，低负荷时段制取的高温热水热量经蓄热板式换热机组储存至蓄热水箱，在热负荷高峰时段或内燃机停运时段蓄热水箱内储存热量经放热板式换热机组换热后供给用户使用。

2 机务调试内容

2.1 燃气内燃机组调试

燃气内燃机组调试主要分为分系统调试与整套启动调试，分系统主要包含空压机及其系统、燃气系统、润滑油系统、气体灭火系统、罩壳通风系统及甩负荷试验，整套启动则分为空负荷试运、带负荷试运及（72+24）h满负荷试运。

2.2 溴化锂机组调试

溴化锂机组调试主要为溴化锂机组循环冷却水系统试运、溴化锂机组冷冻水系统试运、溴化锂溶液及冷剂充注调试、烟气三通阀及二通阀调试、溴化锂机组静态模拟运转、溴化锂缸套水试运、溴化锂机组整套启动试运。

2.3 电制冷机组调试

电制冷机组调试主要为循环冷却水系统试运、冷却塔系统试运、冷冻水系统试运、电制冷机组冷媒充注、电制冷机组整套启动试运。

2.4 其他辅助系统调试

其他辅助系统调试主要为冷却塔补水系统、冷冻水补水定压系统、脱硝系统调试。

3 调试遇到问题及分析

3.1 水管道冲洗不严格造成后续冲洗工作量大

调试初期对水管道冲洗工作准备不足，造成冷冻水管道及冷却水管道冲洗不充分，内部遗留脏物及焊渣较多，对内部管道有所划伤。后续对冷冻水系统持续排污注水置换，对冷却水系统持续清扫注水排水后水管道冲洗合格。

3.2 外供冷冻水系统试运时泵体气蚀

外供冷冻水二次泵1～4号泵距分水器较远，易造成泵入口管道最高处存气。未在此处设计放气阀，安装自动放气阀后，泵运行正常，无气蚀情况。长期运行后，自动放气阀因堵塞后造成排气不畅，位置较高且无平台造成手动排气困难，建议后续改成手动排气装置。

3.3 溴化锂循环冷却水系统注水下水不畅

对系统放水后再次进行注水，58 m冷却塔塔盆处有水，系统管路通畅，但0 m处注水过程缓慢。经排查及分析后，分析为管路结构造成管道内部空气顶住，造成58 m水下0 m缓慢，在58 m主管道上安装放气阀后，再次注水顺畅。

3.4 全厂循环冷却水泵停泵动静大

针对停泵时，管道振动大问题，后续发现针对离心泵应先关闭出口电动门后再停泵，之前按操作习惯先停泵后关出口电动门则是在非正常状态下的停泵方式，因此动静较大。采取先关出口电动门后停泵方式后，管道几乎无晃动，无震感。

3.5 内燃机缸套水压力波动

内燃机缸套水泵启动后缸套水压力低至跳机值，造成内燃机跳机。经分析判断为溴化锂机组缸套水管路处初期存在气体，而此气体流经内燃机压力测点处时造成压力瞬降至跳机值。对高温水膨胀水箱进行补水，并在溴化锂机组缸套水管路高处丝堵、高温水板换处对缸套水进行排气，随后手动开启溴机缸套水三通阀、强制打开内燃机热回收三通阀并多次进行内燃机空载缸套水平衡试验后，此异常情况消除。

3.6 内燃机组润滑油被加热

为避免出现缸套水压力波动，对缸套水出口手动门进行限流至10%再启动缸套水泵，启动后2 min内润滑油本应被冷却的却被加热，内部润滑油控制模块控制响应不及，造成内燃机因润滑油温高跳机。经分析后出口手动门限流会造成缸套水加热润滑油，将启动时出口手动门限流至30%，启动泵后在10 s内将手动门全开。更进一步，对润滑油板换润滑油进出口温度差设置逻辑，若润滑油温度被加热至3℃，将立刻停止内燃机组缸套水泵、关闭内燃机组热回收三通阀。若出现润滑油被加热情况，运行人员将能提前干预，并能优先保证内燃机组不跳机。

3.7 内燃机组润滑油温度控制不平缓

在溴化锂机组启机时溴化锂机组缸套水三通阀开度过大易造成内燃机组润滑油温度低，或低负荷运转时溴化锂机组缸套水三通阀开度过小易造成内燃机组润滑油温度高。经试验后确定溴机启机时缸套水三通阀初始开度为35%，在溴机负荷调整过程中缸套水三通阀最低开度始终大于等于35%，至此内燃机组润滑油温降或温升在可接受范围内。后经分析及讨论，溴化锂机组缸套水回水总管增加一个温度测点并将信号传送到内燃机控制柜，经内燃机组调整温度控制逻辑后，溴机启机及低负荷运转时内燃机润滑油温度及缸套水温控制平稳。

3.8 主燃气泄压阀卡涩造成甩100%负荷试验失败

甩100%负荷时内燃机主燃气泄压阀卡涩，造成内燃机内气缸压力升高，内燃机停车。对主燃气泄压阀卡涩处进行拆出、彻底清理、回装后，卡涩消失，再次甩100%负荷试验成功。

3.9 冷冻水分集水器流量不匹配造成自力式压力平衡阀动作

初期因外部冷负荷不足，外供二次泵频率较低，站内站外冷冻水通过集分水器及压力平衡阀联通。后期因冷负荷上升，外供二次泵频率加大后，但站内冷冻水流量并未相应增加，造成分集水器压差较大，自力式压力平衡阀脉冲式动作，冷冻水管道因气体存在造成振动。分析此原因主要是运行时未考虑到流量匹配不一致，后经试验验证站内外流量基本一致时平衡阀未动作，另一原因则是由于平衡阀设计与厂家供货不一样。经讨论协商后，短期内以流量匹配运行，后续择期进行平衡阀更换成电动门。

4 建议及结论

根据现场调试进度情况，提出以下建议：①边界条件对项目整体进度至关重要，如燃气、送出工程接入、外部冷热负荷情况。尤其是倒送电进度，工程建设时应优先确保外部重要边界条件能按时投入使用。②楼宇型燃气分布式能源冷热用户对系统的整体盈利性水平至关重要，在用户侧调试前期或调试中建议专业技术人员监督指导，确保与外供冷网交接处的板换洁净，避免投运后因板换换热效果差影响用户体验。③调试过程中应确保有足够冷负荷，此项目冷水回水温度设计为13℃，但因用户冷负荷不足，限制溴化锂机组及大温差电制冷机组实际出力。④冷却塔补水系统对系统调试进度影响也较大，需充分考虑水泵扬程、流量以及泵出口阀门质量等综合因素，避免因补水原因造成进度迟滞。

本文介绍了楼宇型燃气分布式能源项目机务专业调试内容、出现的问题分析及解决办法，最后给出了工程建设的部分建议。为同类型项目调试积累了经验，可为同类型项目提供参考。