低碳技术在燃机电厂主机设备应用

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1、低碳技术在燃机电厂主机设备应用　　【摘要】本文着重介绍了张家港华兴电厂GES109FA-SS燃机启停及运行中在节能降耗方面的分析、摸索及节能技改的可行性分析。【关键词】S109FA-SS联合循环的启动；燃烧模式0.概述天然气发电作为一种清洁发电模式，在我国呈现快速发展势头，其具有环保、快速启停、热效率高及优越的调峰性能等，因此，在安全前提下尽可能降低机组启停中的能耗来适应电力市场激烈竞争的需要，并通过节能技改来降低能耗，促进低碳经济的发展。1.主机设备节能潜能公司现有2台GE公司生产的S109FA单轴燃气-蒸汽联合循环发电机组，每台燃机配套设备为杭州锅炉厂生产的三

2、压、卧式、无补燃、自然循环余热锅炉。由于燃机频繁启停，在燃机启停过程中进行热工逻辑及操作优化，则可实现低碳节能。1.1主机启停优化前现状4热态启动期间，汽机并网至满足高压缸进汽时间在55分钟左右，明显高于GE推荐的启动曲线（合理启动时间为35分钟），不利于联合循环机组热效率的提高，同时燃机氮氧化物排放超标（大于100ppm）。1.2优化原因分析1.2.1高压缸进汽应力逻辑控制GE规定满足汽机热态高压缸进汽条件为：高压主蒸汽压力至少在3.81MPa　　A、加负荷过程中燃烧基准温度TTRF介于华氏1750度和华氏2300度间。B、减负荷过程中燃烧基准温度TTRF介于华

3、氏1720度和华氏2250度间。（d）预混燃烧模式（PremixMode）：该模式开始于满负荷的50%左右（TTRF大于2300华氏度），在预混模式下，D5管线由空气进行清吹，PM1和PM4的燃料量配比进行稳定低排放燃烧；该燃烧模式下，由于5个预混燃烧的喷嘴均匀地分布在燃烧器上，使得火焰强度适中，燃烧动力场稳定，火焰中心温度相对较低，烟气流量大，更加有效地保护了燃烧部件不会烧毁。因此，预混燃烧的运行模式是最为稳定的；运行方式为：PM1+PM4喷嘴运行。该方式下氮氧化物排放量约为25ppm。2.2.2性能加热器温度控制逻辑优化4性能加热器的工作原理主要是中压省煤器来

4、部分给水加热管程中的天然气，提高燃烧效率。机组热态启动方式下优化前天然气控制逻辑是：通过给定性能加热器内中压给水进水温度与天然气温度出口温度之差的设定值来自动调节用于天然气加热的给水流量，通过控制温控阀的开度来调节天然气温度。优化前温度差设定值为15度，即：中压给水温度始终高于天然气出口温度15度，优化后该温度差设定值降至5度，明显加快了天然气温度的上升速率，缩短了扩散燃烧和先导预混的燃烧时间，减少了氮氧化物的排放量。2.2.3优化前后各燃烧模式分布情况比较优化后，点火到并网D5燃烧模式减少2分钟，并网至高压缸进汽燃烧模式D5+PM1+PM4减少20分钟，机组到基

5、本负荷PM1+PM4减少5分钟。因此，优化后每次启机缩短PPM（D5+PM1+PM4）燃烧模式约20分钟，使得排放量减少约100ppm以上，针对氮氧化物，1ppm=2.05mg/m3，按照每年燃机热态启停210次计算，在燃机负荷处于PPM方式下，烟气流量约为800000m3/h，则全年氮氧化物排放量可减少约210×100×2.05×（20/60）×800000/1000000000=11.48吨。3.结束语通过实施的主机设备节能技改及启动优化可以看出：在安全前提下大力实施节能降耗是十分有必要的，不仅有效降低发电成本，减少氮氧化物排放量，使公司经济效益得以提升，而且

6、也提高了企业在同行中的市场竞争力。[科]【参考文献】4[1]杨顺虎.燃气-蒸汽联合循环发电设备及运行，2003.4