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摘要：三菱M701F4联合循环机组具有启停快、调峰能力强、循环热效率高、污染小的特点，成为浙江省电网的调峰机组。燃机主要是昼开夜停，对于开停机频繁并且热态启动占主要的燃机，启机过程中的天然气消耗直接影响到机组运营的经济性，每次启机的成本很大，如何降低热态启动过程中天然气气耗就显得尤为重要。
关键词：联合循环；热态启动；气耗
一、现状调查
随机选取M701F4联合循环机组热态启动38次，进行每次热态启机的气耗分析。这些热态启机中，最大气耗为40.72Nkm3，最小气耗为33.78Nkm3，这38次热态启机的平均气耗为：37.582Nkm3。机组热态启机平均耗用天然气量偏大，其中每次启机暖机耗用平均天然气量7.66Nkm3（暖机耗气多）和低压缸冷却蒸汽平均耗用天然气量1.68Nkm3（低压缸冷却蒸汽用量大）。因此机组暖机耗气多，低压缸冷却蒸汽用量大是造成耗用平均天然气总量偏大的主要问题。
针对机组暖机耗气多，低压缸冷却蒸汽用量大这两个主要问题，只要将暖机气耗和低压缸冷却蒸汽气耗降低，那么热态的启动平均总气耗就能下降。
二、原因分析
针对“暖机耗气多”、“低压缸冷却蒸汽用量大”两个主要问题运用关联图开展因果分析，绘制出如关联图1：
根据关联图，找到7个末端原因如下：1、培训不到位；2、锅炉保温效果不佳；3、阀门自动逻辑不合理；4、低压缸冷却蒸汽缺少标准操作；5、天然气热值偏低；6、环境温度；
7、测量仪表不准。
针对以上7个末端原因，展开要因分析。
要因确认一：热态启机过程中，点火后炉侧疏水阀门会自动开启，锅炉侧高压主汽温度和再热蒸汽温度就开始下降，高压主汽下降幅度有50.74℃，再热蒸汽温度下降幅度有27.69℃。当转速到2940转时机侧高中压主汽阀的阀体疏水阀自动开启，汽机侧的高中主汽温度就开始下降，汽机侧高压蒸汽温度下降幅度高达84℃，机侧再热蒸汽温度下降15℃。疏水阀门自动开启逻辑不合理，造成主蒸汽温度下降过快，从而延长了机组暖机时间，增加气耗。
要因确认二：随机翻查几次热态启机低压缸冷却蒸汽调阀的开度曲线，最大的低压缸冷却蒸汽调压开度有60%，最小的开度只有30%，由于该阀门没有操作标准，完全根据操作人员的经验判断，这几次操作过程中低压缸末级叶片金属温度最高123℃，达到低于170℃的规范要求。低压缸冷却蒸汽调阀缺少标准操作，造成用量过大。
通过要因分析，阀门自动逻辑不合理，低压缸冷却蒸汽缺少标准操作是造成启机气耗偏差大的主要原因。
三、对策制定和实施
根据要因，制定以下对策实施表：
对策实施一：优化疏水阀门开启时间
1、手动控制疏水阀门：
（1）点火后，高中压锅炉侧疏水阀自动开启后立即手动关闭，因为刚点火，烟气温度低于锅炉侧主蒸汽温度，这时如果开启疏水阀会造成主蒸汽温度快速下降。
（2）等烟气温度大于高压主蒸汽温度时手动开启高压系统锅炉侧疏水；烟气温度大于再热蒸汽温度时手动开启中压锅炉系统炉侧疏水，这样能确保锅炉侧蒸汽温度平稳上升，缩短暖机时间。
（3）等锅炉侧高压蒸汽温度大于汽机侧高压主汽温度时手动开启机侧高压主汽管道疏水阀；锅炉侧中压蒸汽温度大于汽机侧中压主汽温度时手动开启机侧中压主汽管道疏水阀。这样能确保汽机侧主蒸汽温度平稳上升，缩短暖机时间，降低启机气耗。
2、修改阀门自动开启逻辑：
修改疏水阀自动逻辑，修改的逻辑如下表所示：
策实施检查：
此对策实施后，启机过程中主蒸汽温度不会出现下降的趋势，一直保持蒸汽温度平稳上升，启动时间由原来的1小时16分32秒，下降到1小时14分20秒，缩短启动时间141秒，机组暖机耗用天然气量为5.75Nkm3，较之前的7.66Nkm3下降1.91Nkm3。
对策实施二：制定阀门操作规范，适当减小调阀开度
经过分析研究，在热态启机过程中，从2000转到汽轮机进汽这段时间，将低压缸冷却蒸汽调压开度从6%开到35%，此过程共耗用天然气1060Nm3。这过程中低压缸末级叶片金属温度最高115℃，远远低于170℃的规范要求。
对策实施检查：
此对策实施后，低压缸冷却蒸汽耗用的天然气量由之前的1680Nm3下降到1060Nm3，节约了620Nm3天然气。
四、效果检查
对策实施阶段热态启动共14次，对每次启动的总时间及耗用天然气量进行统计，统计情况详见下表：
从上表可以得出：这14次热态启动气耗较之前有明显的下降，平均值为34.359Nkm3，远低于之前38次热态启机的平均气值37.582Nkm3。
五、结束语
对于日开夜停适应电网调峰需求的燃气-蒸汽联合循环机组，如何提高经济运行方式，减少开机过程的气耗，提出具有可行性的操作方法，将其标准化，制度化，对企业生产经营有着很好的使用价值。
论文作者:吴凯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
标签：蒸汽论文; 温度论文; 低压论文; 疏水论文; 机组论文; 锅炉论文; 阀门论文; 《电力设备》2018年第20期论文;