摘要：介绍浙江大唐国际绍兴江滨热电有限责任公司近年来在生产实践中采取的节能降耗措施，这些方法和经验对同类型燃机电厂具有一定的参考价值。
关键词：燃气轮机电厂；节能措施；设备改造；优化运行
0 概述
浙江大唐国际绍兴江滨热电有限责任公司两套M701F4燃气轮机联合循环发电机组投产至今，已四年多。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，想方设法，取得了一定的成绩。现将近年来在节能降耗方面所做的工作进行一个总结，供参考。
1 节能措施在设备改造中的应用
1.1一机双塔改造
该电厂循环水供水系统采用冷却塔循环供水系统，两台机组配2座冷却塔、一座循环水泵房（设4台循环大泵及2台辅助循环小泵）及2根供、回水管道，供水管设置联络阀，即采用扩大单元制循环供水系统。每座冷却塔冷却面积为3500平方米，设计出口温度为31.76度。单机单塔运行时，冷却塔的冷却效果基本能达到设计要求，但在高温季节，因环境温度较高及冷却面积有限，冷却塔出水温度偏高造成真空偏低，无法满足机组运行的要求，机组经济效率更是大打折扣，降低了机组发电煤耗。为此该电厂提出在单机运行时采取一机双塔运行方式以增加冷却塔冷却面积，来降低冷却塔出水温度达到提高机组真空的目的。两台机组循环水泵出口母管间已经有两个联络电动门，改造是在两个冷却塔进水母管间增加联络管，联络管上设置两个电动门。改造施工后1、2号机组实现了循环水系统“一机一塔”及“一机双塔”运行方式的转换，还可通过调整回水母管上的电动蝶阀开度均匀分配两台冷却塔的水量，以充分利用两台冷却塔的冷却面积，使双塔的冷却效果达到最佳。“一机双塔”改造完成后运行方式灵活，安全性和运行经济性均有提高。安全性上，单台机组运行时，循环水系统采用一机双塔方式，即使运行机组的循环水泵都故障的情况下也能通过停备机组的备用循环水泵保证机组正常运行。经济性上，由于冷却的面积扩大一倍，使循环水温度大幅降低，机组真空值提高。经过长期运行试验，运行一机双塔和一机单塔真空相差在1.3kPa以上，按该联合循环机组每变化1kPa，影响机组出力3.0MW 计算，采用一机双塔后机组出力最少增加3.9MW。
1.2辅机变频及削短叶轮改造
该电厂辅机变频器使用数量较少，除了凝结水泵、除盐水泵、化学加药泵设计为变频调节以及给水泵使用液力耦合器外，其余辅机设备都是工频运行。根据兄弟电厂经验，2016年该厂将380V辅机中循环水辅助冷却水泵、闭式水停机冷却水泵、启动锅炉给水泵、化学水泵、工业水泵、生活水泵进行了变频改造，变频改造后通过全开阀门，在系统压力、流量满足要求，各参数基本不变的条件下，变频改造前后节能效果明显。该厂6KV辅机闭式水循环泵对叶轮削短处理后，通过开大闭式水供水调阀开度保持相同母管压力情况下，电流下降18A，每小时大约节约167 kW•h。
在同等工况下380V辅机电机变频改造前后电流对比情况表
1.3空压机系统改造
该电厂采用两台机组合用一套压缩空气系统，系统共配置4 台功率为250 kW的空压机（以下称大空压机），正常运行时，2 台运行，1台备用，1台检修备用，并配套3 台相应的干燥装置，保证露点温度达到仪用空气的要求，统一布置在空压机房内。通过改造，该厂在压缩空气母管上增加2台功率为110 kW小空压机（以下称小空压机），避免了大空压机运行时频繁加载和减载及空载损耗。在单台燃机正常运行情况小，运行一至两台小空压机能够满足要求，4台大空压机任意一台作为备用。
1.4锅炉保养装置改造
由于燃机电厂大多作为电网调峰机组，利用小时数较少，机组在长期停运时为避免余热锅炉和管道金属未受到腐蚀，需要对锅炉进行保养。该厂机组短期（一个月内）停运采用带水充氮保养方法，机组长期停运采用放水充氮保养方法。该电厂单台余热锅炉停炉保养每月需 900 瓶氮气（首次充氮 300 瓶，每天补充 20 瓶），按瓶装氮气每瓶 35 元进行计算，每月需要氮气保养费用 9.45 万元。该厂通过锅炉系统分析以及对保养流量的试验、预估，购买了一台空分制氮机，工作气源为压缩空气，氮气产量为600Nm³/h。通过制氮机对余热锅炉充氮保养，月保养成本降至2000元以内，并且保养效果明显提高，启机前上水一次性冲洗合格。
1.5真空系统改造
该厂每台机组真空系统配置两台水环式真空泵，在原有真空系统的基础上，增加一套罗茨风机串联水环式真空泵（以下简称罗茨真空泵）。在机组启动准备过程中，同时启动两台原水环式真空泵，用最短的时间满足真空启动条件，缩短启动准备时间，降低启动阶段辅机电耗能。机组出力升至225MW后将水环真空泵切换为罗茨真空泵运行，切换完成后，将两台水环真空泵投入自动备用。通过大小真空泵切换前后机组真空和电流对比，切换后机组真空绝压下降0.5KPa左右，电流下降128A，每小时节约72 kW•h。
2 运行方式优化
对于参与调峰和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。
2.1 优化燃机暖机负荷
为提高机组启动过程的经济型，就要尽量缩短机组启动暖机时间，该厂#2机分别将冷态暖机负荷由50MW提至58MW，暖机时间减少10分钟左右，温态暖机负荷由72MW提至78MW，暖机时间减少4分钟左右，热态暖机负荷由120MW提至128MW，暖机时间减少5分钟左右，环境温度越低缩短暖机时间越明显。在机组启动暖机阶段经济性较差，机组运行经济性较差，经测算暖机时间每减少一分钟，可产生节能效益1700～2000元，节能效果明显。
1.2 优化启停操作
作为调峰的燃气机组大多早启晚停，优化启停操作至关重要。优化机组启动环节各辅机及系统投运行最佳时机，优化和规范运行人员启动操作衔接、缩短辅机运行时间和启动过程，达到降低煤耗、气耗以及厂用电率的目的。如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，不开高压蒸汽旁路，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。
1.3 优化压气机水洗时间
空气中各种污物、灰尘和烟雾等悬浮物质在压气机进气过滤器不能全部除尽，这些物质进入压气机后，随着运行时间的不断增加，会将吸附在压气机叶片表面产生积垢。压气机叶片积垢后就改变了叶片的气动性能，导致机组出力、效率及运行性能逐步降低。必须定期对压气机进行离线水洗，恢复机组性能。参考三菱公司资料和国内同类电厂经验，一般电厂的水洗周期为1300小时。该厂通过水洗效益最大化计算和实际运行经验，将进组水洗最佳周期定在400小时。
1.4 优化TCA冷却器水侧冷却水流量
TCA（燃气轮机透平冷却空气）冷却器作为一个转子冷却空气热量回收的节能措施，本应提高机组出力和效率，但是该厂在实际使用过程中，TCA回水温度在250℃左右，远低于高压汽包饱和水温度300℃，降低了高压主蒸汽蒸发量10-20t/h，另一方面，由于经过高压省煤器侧的给水量变少，导致中压蒸汽压力略微偏高，因高压主蒸汽流量减少，降低机组出力4-5MW。通过逻辑修改和TCA回凝汽器阀门改造，TCA冷却水流量从120t/h降至70t/h，在不增加燃料的情况下，汽机出力提高3MW左右，节能效果显著。
3 结语
本文针对浙江大唐国际绍兴江滨热电有限责任公司两台M701F4型燃气蒸汽联合循环机组对生产过程进行优化，以最大限度地发挥机组自身的性能，取得较好的经济性，该厂机组发电煤耗、厂用电已达到区域同类电厂较优水平。
参考文献：
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[2] 岳强．浅谈F级燃机电厂节能[J].电源技术应用，2012（11）：147-147
[3] 朱云上．燃机电厂变频器应用和节能[J].电子世界，2013（10）：47-47
作者简介：
赵跃东（1981.2～），男，汉族，浙江绍兴人，浙江大唐国际绍兴江滨热电有限责任公司，助理工程师，本科学历，研究方向：燃机电厂优化运行与节能。
论文作者:赵跃东
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/19
标签：机组论文; 冷却塔论文; 电厂论文; 水泵论文; 两台论文; 节能论文; 真空论文; 《电力设备》2017年第8期论文;