西门子v94．3a型燃气一蒸汽联合循环机组冷态启动及优化

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1、西门子V94．3A型燃气一蒸汽联合循环机组冷态启动及优化西门子V94．3A型燃气一蒸汽联合循环机组冷态启动及优化西门子V94．3A型燃气一蒸汽联合循环机组冷态启动及优化西门子V94．3A型燃气一蒸汽联合循环机组冷态启动及优化西门子V94．3A型燃气一蒸汽联合循环机组冷态启动及优化西门子V94．3A型燃气一蒸汽联合循环机组冷态启动及优化西门子V94．3A型燃气一蒸汽联合循环机组冷态启动及优化西门子V94．3A型燃气一蒸汽联合循环机组冷态启动及优化西门子V94．3A型燃气一蒸汽联合循环机组冷态启动及优化第25卷第1期2012年3月《燃气轮机技术》GASTURBINETEC

2、HNoLoGYV0l_25No.1Mar.,2012西门子V94.3A型燃气一蒸汽联合循环机组冷态启动及优化杨小锋(华能上海燃气轮机发电有限责任公司,上海200942)摘要:分析西门子V94.3A型燃气一蒸汽联合循环机组的冷态启动过程中碰到的问题和现象,讨论了减少冷态启动时间,提高冷态启动安全性,优化冷态启动过程的方法.关键词:大型燃气轮机;冷态启动;低负荷暖机;OTC控制器中图分类号:TK477文献标识码:B文章编号:1009—2889(2012)叭一0063—04华能上海燃气轮机电厂V94.3A型燃气一蒸汽联合循环机组采用德国西门子公司制造的燃气轮机与蒸汽轮机.燃

3、气轮机型号为V94.3A,其采用单缸单轴,轴向排气的结构,具有设计合理,运行可靠,寿命长,适合多种燃料,检修方便等优点.它既可作为电网的基本负荷机组,也可作为调峰机组.燃气轮机采用可调节的进口导叶(IGV,开度范围一8%～108%),可防止喘振并提高低负荷时联合循环机组的热效率.压气机共15级,压比为17,除了提供燃气轮机燃烧所需的压缩空气外,还设有防喘放气阀和燃气轮机叶片冷却风阀.燃气轮机透平有4级,采用压气机抽气进行密封冷却.燃烧室为环形燃烧室,装有24个干式低NO预混型燃烧器.发电机是由燃气轮机冷端驱动的,与燃气轮机之间刚性连接,采用有刷励磁方式,配合独特的启动

4、变频装置(SFC),在机组启动时作为启动电动机,拖动燃气轮机.汽轮机型号为LZN135.8—12.23/0.354/564/549,汽轮机采用二缸,轴向排汽.高压缸为单缸,中低压缸为合缸,反向流动,低压缸沿轴向朝后排汽.汽轮机采用全周进汽方式,无调节级,主要以滑压方式运行,与发电机通过SSS离合器联轴,构成完整的单轴配置.汽轮机采用高压,中压和低压蒸汽旁路系统.余热锅炉的型号为SG一266(55)(47)/12.98(3.26)(0.27)一Q815,采用三压再热,无补燃,卧式布置,自然循环.该余热锅炉是上海锅炉厂有限公司在引进ALSTOM公司6B～9H等级联合循环机

5、组余热锅炉技术的基础上,与ALSTOM澳大利亚分公司联合设计的的余热锅炉.机组的控制系统采用西门子的TELEPERMXP系统,由现场的I/O柜(ET200),OM650操作监视系统,AS620过程控制和自动化系统,AG95F故障安全系统和ES680工程师站系统构成了一个完整的集中监控的系统.燃气一蒸汽联合循环发电在启动,运行,停用过程中与燃煤的蒸汽轮机发电技术有很多不同之处.尤其在机组冷态启动过程中,由于涉及到燃气轮机,余热锅炉,蒸汽轮机的互相配合和余热锅炉,汽轮机的暖管,暖机,冷态启动时间远远高于热态启动时间.机组热态启动从并网到满负荷大约耗时2h,而冷态启动则需耗

6、时8h左右.显而易见,如何减少冷态启动时间,如何优化冷态启动过程,成为减少机组气耗,提高机组运行经济性及安全性的重要问题.西门子V94.3A型燃气一蒸汽联合循环机组冷态启动的大致过程为:首先通过协调的顺序控制将各个系统的设备按顺序启动,余热锅炉上水至启动水位,我们称之为HRSGrelease.然后燃气轮机启收稿日期:2011—08—10改稿日期:2011—10—12作者简介:杨小锋(1982一),男,上海人,工程师,从事燃气一蒸汽联合循环电厂运行工作.燃气轮机技术第25卷动,此时发电机由SFC带动作为启动电动机,拖动燃气轮机升速,提供压气机所需要的耗功,当达到燃气轮机

7、自持转速后SFC退出,燃气轮机带动发电机旋转,直到并网后发电机带负荷发电.此后燃气轮机通过OTC控制器(出口温度控制器),会在40MW,130MW,200MW等负荷点做停留,等待锅炉和汽轮机的暖管和暖机.由于燃气轮机启动速度极快,从启动到并网仅耗时6min,并可以最高20MW/min的速度加减负荷,但汽轮机和余热锅炉由于受到金属设备热应力的限制,冷态启动和升负荷的速度不宜太快,并要求在某些工况下进行暖机,所以这些工况下燃气轮机必须限制其出口烟温和负荷.本文对燃气一蒸汽联合循环机组冷态启动过程中的几个典型的问题进行分析和讨论,提出了一些减少冷态启动时间