300mw燃气-蒸汽联合循环余热锅炉快速启动研究

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1、300MW燃气-蒸汽联合循环余热锅炉快速启动研究2007-04-1110:45:08张纪平刘文涛能动信息网关注：98次文字大小：［大］［中］［小］进入论坛讨论核心提示：通过对镇海300丽联合循环余热锅炉热力系统、自动控制程序和实际运行数据的分析研宄，找出该余热锅炉启动速度慢的根木原因，经过设备和控制程序的相应改造，实现丫余热锅炉的安全快速启动，取得很好的经济效益。关键字：300MW燃气-蒸汽联合循环余热锅炉快速启动研究300MW燃气-蒸汽联合循环余热锅炉快速启动研宄0概况海300MW燃气轮机一蒸汽联合循环机组由两台GE公司PG917

2、1E型燃气轮机、两台荷兰NEM公司立式非补燃单压强制循环炉和一台GRCA1-sthom单缸纯凝式、轴向排气蒸汽机组成。燃气轮机和余热锅炉之间有烟气挡板相隔，当烟气挡板关闭时，燃气轮机排烟从旁路烟肉排掉，为简单循环。挡板打开后，燃气轮机排烟经余热锅炉排至主烟阎，锅炉产生的蒸汽通过主汽管道送至汽机，为联合循环。每台锅炉均配有设计容量为额定蒸发量100%的旁路。燃气轮机控制采用MKV,汽轮机控制采用GEM80,余热锅炉及电站的主控采用TNFT一90DCS控制系统，自动化水平较高，可以实现整个电站的全自动启、停，完成简单循环或联合循环等各种

3、运行方式，并可实现自动负荷控制（AGC）。由于外方系统设备及控制程序设计不合理，联合循环启动速度较慢，特别是在余热锅炉处于冷态的情况下，启动时间需3〜4h，按设计余热钢炉启动前燃气轮机需减负荷到18丽，并切至轻油运行，燃气轮机在此期间不仅AGC要撤出，而且负荷较低，经济效益差，大大制约燃气轮机快速调节负荷的优势，使经济效益明显下降。为适应电力市场对调峰的要求，应增加锅炉启动灵活性和加快联合循环启动的速度，进行余热锅炉快速启动的研究和实践。1余热锅炉启动速度慢的原因分析通过对余热锅炉热力系统、F1动控制程序和近2年的实际运行数据的分析

4、研宄，找出了影响启动速度慢的主要因素有以下儿方面。1.1自动控制和保护设计不合理本厂自动化程度很高，机组的启动实现全自动，余热锅炉挡板、阀门和泵组启动全进入程控，在程序设计上加入许多限制条件，经常因为次要环节条件不满足，导致整个程序无法执行。集屮反映在以下方面：(1)设计余热锅炉启动时燃气轮机负荷为18MW,需切轻油运行，这种运行方式不但经济效益极差，而且需要燃机降负荷，重油切回轻油，影响启动速度。(2)烟气挡板开启前对汽包和除氧器水位有严格的要求，如汽包启动水位设计为一515mm,水位波动限制在±30mm/s之内且需稳定30s，经

5、常因为水位条件不满足而无法开启挡板。特别在一台余热锅炉运行的情况下，由于疏水箱(注两台炉共同一个疏水箱)压力较高，导致另一台炉汽包或除氧器水位偏高吋无法放掉，不能满足启动水位条件。根据实际运行经验，不需要设置如此严格的水位条件。(3)除氧器、汽包、主汽温度控制特性不好，无法满足在高负荷快速启动时水位和温度控制。(4)主控和联合循环启动程序设计存在不合理的限制条件。(5)与同类燃机电厂比较，我厂锅炉保护过于复杂，如设计屮测量信号的扰动容易引起锅炉的误跳，在锅炉启动时，由于工况的不稳定更容易出现误跳，严重影响机组的正常启动及启动速度。1

6、.2余热锅炉热力系统方面因素余热锅炉热力系统设计不合理影响启动速度，主要有以下几个因素：(1)烟气挡板力矩不足，经常出现无法打开现象，在高负荷启动余热锅炉时烟道挡板开启更困难。(2)主蒸汽管道较长，而且疏水管径小，因此其暖管、疏水时间较长。2余热锅炉综合改造2.1自动控制及保护的改进(1)修改余热锅炉启动时对燃气轮机负荷的限制，即在燃气轮机并网后即可开启挡板，允许开挡板的燃机负荷为0〜50MW,并允许在重油状态下启动锅炉，在锅炉旁路系统投运后，负荷允许在50〜100MW任意调节。(2)在高负荷下启动，可以通过减小烟气挡板的开度来控制

7、烟气流量，从原来的50%改为30%，另外调整烟气挡板及液压汕控制系统，使满足在高负荷下能开启挡板，而且能在0%〜100%全程调节。(3)在安全范围内对汽包及除氧器注水水位和启动水位都进行适当的放低，另外开挡板时接近启动水位的条件放大，根据实际的运行经验，在锅炉挡板开启至旁路投运前，保持汽包水位处于低水位(一300mm左右)，可以明显提高启动速度。具体情况如下：1)除氧器水位：原注水水位为一100mm，启动水位为一150mm,接近启动水位的条件为：水位波动在±12mm/s之内II稳定30s。水位在一200〜0画之间，相应改为：注水水位

8、一250画，启动水位一300画，接近启动水位条件改为：水位波动在±50mm/s之内，稳定时间为10s,水位在一400〜150mm之内。2)汽包水位原注水水位为一115mm，启动水位为一515mm,接近启动水位条件为：水位波动在±30m