9E燃气—蒸汽联合循环机组节能减排

2018-05-17 00:00尹永凯颜俊
科学与技术 2018年16期
关键词:光伏发电燃气节能减排

尹永凯 颜俊

摘要:随着科学技术的技术与电力改革的深化,各类企业对节能降耗越来越重视。尤其是电厂这种特殊的高能耗行业,节能降耗在创收利益上就显得颇为重要。相较于传统的火力发电来说,燃气-蒸汽联合循环发电机组在节能、环保方面的优化具有一定的优势。

关键词:燃气-蒸汽联合循环;节能减排;光伏发电

一、引言

广州某燃机电厂是一家热电联产企业,配置两套9E燃气蒸汽联合循环机组(气源为LNG),对所在开发区内生产企业实行集中供热。其目前正常的运行方式一般是一台机组带供热连续运行,一台机组按实际需要调峰运行,自投产以来,该电厂结合自身实际情况,多次对机组启停性能进行优化,以降低气耗与厂用电率等生产指标,并取得了良好的效果。

二、余压供热优化

2.1机组启动直供热

该电厂为供热机组,供热蒸汽压力1.0MPa,温度240℃,其正常运行时采用汽轮机抽汽供热,主蒸汽管道直供热作为紧急备用。在机组启停过程中,按照正常方式,当余热锅炉起压时,打开高压旁路、低压旁路对蒸汽管道进行暖管及蒸汽的升温升压,将暖管后的蒸汽排入凝结器,这就造成了一定热源的浪费。结合供热系统管道系统布置,该电厂采取在机组启停过程中,将暖管后的蒸汽直接供入供热蒸汽母管的方式,回收热能。

当调峰机组启动时,在燃机点火20分钟后,主蒸汽压力可达2MPa,温度210℃,完全满足了供热参数的要求。在蒸汽压力、温度满足供热条件时,通过直供热进行主蒸汽的升温升压以满足汽轮机的冲转条件,不需要打开汽机高压蒸汽旁路。经过计算,每次启机可通过余压直供热回收12吨供热蒸汽。

2.2机组停机直供热

在调峰机组停运时,当汽轮发电机组与电网解列是,余热锅炉高压汽包正常情况下,还有5.5MPa、520℃的余压蒸汽,这时燃机至少还有5分钟才会熄火,为了防止余压锅炉超压,按正常运行操作,需要打开高压蒸汽旁路进行泄压,这也不可避免地造成了热能的浪费。该电厂同样采用余压供热的方式解决了这个问题,在汽轮机打闸后立即关闭高压旁路,维持炉侧汽压,打开直供热管道进行余压供热。经过计算,每次启机可通过余压直供热回收13吨供热。

三、启机时间的优化

3.1余热锅炉启动时间优化

正常备用机组冷机、冷炉的情况下,余热锅炉启动到满足供热参数至少需要30分钟以上。为了避免机组故障导致供热中断的安全事故,该电厂使用运行机组的低压蒸汽对备用机组余热锅炉进行加热,维持汽包压力与温度,减少锅炉启动时间。经过实际试验,投入邻炉加热后,余热锅炉启动20分钟后即可达到直供热条件;当机组正常启动时,可缩短锅炉启动时间20分钟,降低了天然气气耗和炉侧蒸汽损耗,而邻炉加热每日低压蒸汽用汽量约为7吨。经综合计算每次机组启动可节省2720 NM3天然气,合计节省电量12952KWH。

3.2燃机清吹时间优化

燃机启机过程中清吹时间最初逻辑设定为11分钟,后经测试,清吹8分钟后就已经达到清吹要求且保证了安全余量。为了缩短燃机启动时间,将燃机启动过程中清吹时间由11分钟改为8分钟。经实际测量每次启动可节省电量60KWH,更为重要的是节省了启动时间,为供热安全提供了保障。

3.3汽轮机轴封均压箱暖管方式优化

在机组启动前,提前使用运行机组的供热蒸汽引入均压箱,将均压箱加热到规定压力与温度。在机组启动后,主蒸汽参数满足条件时切回主蒸汽运行,直接越过均压箱的预暖时间,可减少40分钟燃机低负荷运行时间,大大降低了启动气耗。经过计算,每次启动可节省6700NM3天然气,合计节省电量31904KWH。

3.4冷态启机汽轮机冲转方式优化

机组冷态启动时,汽轮机暖机时间较长,燃机低负荷运行效率较低,在主蒸汽达到汽轮机冲转条件前,提前使用供热蒸汽对汽轮机进行暖机冲转,在主蒸汽参数达到条件后再切回主蒸汽继续冲转,经过实际试验操作,使用供热蒸汽可将汽轮机冲转至2500RPM,可缩短整个联合循环机组的启动时间30分钟,每次启动可节省5000NM3天然气,合计节省电量23809KWH。需要注意的是在主蒸汽与供热蒸汽切换的时候,必须选择在压力、温度相匹配的时候,以避免引起管道振动。

四、LNG系统的优化

4.1 LNG加热水源的改造

LNG从-160加热到28度,之前使用开式水作为气化器水侧水源,冬天开式水24度,经常会使气化器水侧结冰,影响天然气压力 循环水回水34-35度,避免了水侧结冰将LNG气化器的热水改为循环水回水,不但降低开式泵损耗,还避免了气化器水侧结冰,保证机组安全运行! 经实际测量,每天可节省开式水泵的耗电量约1696KWH。

4.2 LNG冷能的利用

LNG是-162℃超低温的液态天然氣,其内存着巨大的冷能可以利用。该公司在气化站内新建一套制冷系统,利用天然气从-162℃升温至28℃的所释放的冷能为周边的公司提供冷源,平均每小时的制冷量为5300KW,不但为公司创收利益,也实现了节能环保的理念。

五、热机系统的优化

5.1开式水系统的优化

该公司的开式水取自循环水供水母管,一路直接供给汽轮发电机的空气冷却器,一路经开式水泵增压后供给闭式水板式换热器;该司将开式水泵设置了旁路,机组运行时打开旁路,停运开式水泵,开式水在循环水母管上的压力作用下直接供给闭式水板式换热器,其换热效果同样可以满足闭式水温度的要求。以一台开式水泵正常运行电流为120A算,平均一天一台泵可以节省电量1696 KWH。

5.2水封的改造

为了提高机组真空,该公司还对汽机的多级水封进行改造,由多级水封改为单级水封,经试验,在同等的参数条件下,真空由原来的-92.8KPa上升至-93.8KPa,组的真空可以提高1KPa,,汽机负荷约提高1%,汽机每小时可多发约550 KW,一个月累计多发约40万KWH电量。

5.3冷却风机的启停

冷却风机的作用是降低循环水温度,可以提高汽轮机的真空,使其维持在机组的最佳真空下运行。该公司规定根据环境温度、循环水温度、真空和汽机的负荷综合考虑进行冷却风机的启停。如:在真空-95KPa(最佳真空)以上时,可适当停运一台冷却风机;当真空低于最佳真空时,若启动一台冷却风机,机组的真空可以提高1KPa,,汽机负荷约提高1%,汽机可多发550KWH,一台冷却风机额定功率185KW,综合计算启一台风塔可多发电量365 KWH。

六、光伏发电

该公司在厂区楼顶、停车场等地安装光伏发电并入厂用电,装机容量达1.8MW,有效降低了发电厂用电率与温室气体排放,截止目前已累计发电量46.2万KWH。不但降低厂用电、节能降耗,还响应了环保的理念。

七、总结

节能降耗是企业的生存之本,树立一种"点点滴滴降成本,分分秒秒增效益"的节能意识,以最好的管理,来实现节能效益的最大化是一个企业生存发展的命脉。节能工作任重道远,节能降耗人人有责。

参考文献

[1]广州协鑫蓝天燃气热电有限公司运行规程,2016

[2]广州协鑫蓝天燃气热电有限公司节能手册,2017

作者简介:尹永凯(1988-),男,山东烟台人,助理工程师,值长,从事运行管理工作;

颜俊(1986-),男,江苏盐城人,工学学士,工程师,经理助理,从事运行管理工作。

(作者单位:广州协鑫蓝天燃气热电有限公司)

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