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1、SS燃气-蒸汽联合循环启动速度的探讨2007年8月第8卷第8期电力设备ElectricalEquipmentAug.2007VOI.8NO.8在两班制运行中提高S109FA—SS燃气一蒸汽联合循环启动速度的探讨杨学峰,张志兵(张家港华兴电力有限公司,江苏省张家港市215627)摘要:文章提出了影响S109FA—SS燃气轮机联合循环机组两班制启动速度的主要因素为:高压缸金属温度与高压主蒸汽温度匹配时间过长,天然气温升慢等,并从运行操作,逻辑设计等方面提出了相应的改进措施,如加快高压缸金属温度和高压主蒸汽温度的匹配速度和加快燃机燃烧室入口处天然气温升等,从而达到提高机组两班
2、制启动速度的目的.关键词:燃气轮机;联合循环;两班制;启动速度中图分类号:TK4770引言张家港华兴发电有限公司1,2号机组自投产运行以来,分别启动235次和118次,分别运行5210h和4060h.2台机组的主要运行方式为两班制启动,即22:O0左右停机,次日6:O0左右启动,并在8:00前加至基本负荷.两班制启动属于热态启动.2台机组两班制启动的时间一般为100min,比GE公司要求热态启动用70min多30min.1造成机组热态启动速度慢的原因1.1高压缸金属温度与高压主蒸汽温度匹配时间过长机组在并网时投入金属温度匹配程序,燃机自动地以高压缸金属温度加100℃作为
3、控制燃机排烟温度的基准值.在两班制启动时,高压缸上缸温度一般在510～520℃之间.而燃机温度匹配所能达到的最高排烟温度为566℃,温差小导致了高压主蒸汽温度的增长速度受限.表1列出了2006年10月6日一次典型的两班制启动中高压缸金属温度与高压主蒸汽温度匹配时间过长的实例.此次从并网到金属温度匹配程序完成用了45min,比GE推荐的金属温度匹配时间11min多34min(本文中的温度均已转换为摄氏温度).表1高压缸金属温度与高压主蒸汽温度匹配时间1.2天然气温升速度慢在机组启动过程中109FA燃机燃烧室温度达到923℃时,天然气温度被限定在150℃以下.只有当109F
4、A燃机燃烧室温度超过923℃时,天然气温度才被允许加热到185℃.在两班制启动过程中,出现了在109FA燃机燃烧室温度超过923℃后,天然气温度的增长速度过慢.联合循环启动中天然气温升曲线如图1所示.天然气温度与性能加热器调节阀开度的关系见表2.由表2可见,在本次两班制启动在109FA燃机燃烧室温度超过923℃后,天然气温度加热到150℃用了20min.卜性能加热器出口天然气温度,℃;2--燃机饶室入口天然气温度,℃;3一天燃气沮度调节阀开度;4一机蛆负荷/MW图1联合循环热态启动中天然气温升曲线表2天然气温度与性能加热器调节阀开度的关系46电力设备第8卷第8期1.3电
5、加热器逻辑在启动中的影响气体燃料电加热器是为了确保气体燃料在到达燃气轮机之前有足够的过热度,能把燃气轮机的启动流量(最大流量的30%)温度提升28.9℃.在燃气轮机启动命令下达且当燃机透平到达启动转速和准备点火时,加热器被允许启动.当气体温度高于设定温度时,温度元件就会指示一个高的信号给透平一发电机系统,命令气体燃料电加热器停运.此逻辑限定了当天然气温度达到52℃时电加热器会停运.而从实际的启动过程来看,燃机燃烧室入口天然气温度在燃机燃烧室温度超过923℃后,经历长达30min后它还比性能加热器出口天然气温度低11℃.如果燃机燃烧室入口天然气温度等于性能加热器出口天然气
6、温度时电加热器才停运,那么实际效果就会理想很多.2提高109FA燃气一蒸汽联合循环热态启动速度采取的措施2.1加快高压缸金属温度与高压主蒸汽温度匹配速度的措施在两班制启动中,余热锅炉侧的高压主蒸汽温度在机组点火后15min即可超过510℃,而汽机侧高压主蒸汽调门前的温度一般在机组点火后55min才超过510℃,其间要相差40min.如果能够缩短这个时间差,则能缩短高压缸金属温度与高压主蒸汽温度匹配的时间.在燃气轮机暖机结束后,余热锅炉高压过热器疏水阀和高压过热器减温器疏水阀依次打开.在燃气轮机暖机结束且高压压力超过0.15MPa时,装在高压旁路压力控制阀入口处的高压管道
7、疏水阀被打开.当高压汽包压力高于1MPa时,余热锅炉高压过热器和高压减温器疏水阀开始开启.当高压压力超过0.15MPa且余热锅炉高压过热器疏水阀已经处在全开位置且时间不小于3min时,过热器出口处的高压管道疏水阀,高压蒸汽流量元件入口处的高压管道疏水阀,高压旁路接头的主蒸汽管线下游的高压管道疏水阀及汽轮机主控制阀入口处的高压管道疏水阀被打开.当高压汽包压力超过1MPa时,位于高压蒸汽流量元件入口处和高压旁路接头的主蒸汽管线下游的高压管道疏水阀开始开启.在高压过热器疏水阀,余热锅炉高压减温器疏水阀及过热器出口疏水阀处在全开位置3min后且高
