在联合循环机组启停过程中如何 缩短燃气启动炉运行时间
M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组主蒸汽旁路系统控制策略介绍及优化
M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组主蒸汽旁路系统控制策略介绍及优化发布时间：2021-03-25T02:24:39.647Z 来源：《河南电力》2020年9期作者：黄永昆[导读] 随着当前环保压力不断加大，燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。
本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统，该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成，采用 “一拖一，双轴”的布置方式，单套机组装机容量为460MW。
（广东粤电中山热电厂有限公司广东中山 528445）摘要：旁路系统是蒸汽轮机主蒸汽系统的重要组成部分，它在燃气-蒸汽联合循环机组启停过程以及甩负荷时起着十分重要的作用。
本文主要介绍了M701F4型燃气轮机联合循环机组的主蒸汽旁路系统的主要作用，通过对主蒸汽旁路系统几种控制模式的介绍，描述旁路系统在机组运行过程中的控制过程，并通过介绍机组运行过程中一次特殊工况，分析现有旁路系统控制逻辑存在的问题，并提出解决方案。
关键词：M701F4燃气轮机；联合循环；旁路系统；控制模式随着当前环保压力不断加大，燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。
本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统，该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成，采用 “一拖一，双轴”的布置方式，单套机组装机容量为460MW。
在燃气-蒸汽联合循环机组中，旁路系统在机组启停过程以及甩负荷时起着重要作用，它的功能是，当余热锅炉产生的主蒸汽不满足蒸汽轮机运行需求时，这部分主蒸汽会通过旁路系统回到凝汽器，从而防止余热锅炉蒸汽管路超温、超压；另外，在汽轮机跳闸或甩负荷时，旁路系统可以联锁快开从而有效抑制主蒸汽压力、温度参数波动，防止汽包水位波动，维持余热锅炉及燃汽轮机正常运行，从而缩小事故范围，减少机组损失。
燃气—蒸汽联合循环机组的汽轮机启动过程优化要求
燃气—蒸汽联合循环机组的汽轮机启动过程优化要求摘要：文章以有限元计算为基础，采用DCS动态组的方式，实现对机组的监视、在线应力计算等，并且对整个机组的启动过程进行优化，保证机组良好的经济效益。
关键词：联合循环；汽轮机；优化燃气—蒸汽联合循环发电机组可在应用过程中主要由燃气轮发电机组、余热锅炉、汽轮发电机组三部分构成，在实际应用中，整个机组启动较慢，通常需要3-4h才能正常工作，就会出现燃气轮机已经运行达到额定负荷，汽轮机还在暖机阶段，废气直接排出造成较大的能源损失。
一、燃气-蒸汽联合循环概述1.燃气-蒸汽联合循环简介燃气-蒸汽联合循环机组在运行过程中是将燃气作为高温工质，蒸汽作为低温工质，由燃气轮机排气作为蒸汽轮机装置循环加热源实现联合加热。
燃气-蒸汽联合循环机组属于第二代增压流化床联合循环（2G－PFBC－CC）也被称为补燃增压流化床燃气－蒸汽联合循环，其工作本质是增压流化床联合循环（PFBC－CC）基础上增加一套炭化炉、煤气除尘装置及燃气轮机补燃燃烧室。
煤在炭化炉中分解，就会产生低热值煤气以及焦炭，焦炭被送到增压流化床中燃烧，产生蒸汽，驱动汽轮机发电。
煤气送入燃气轮机燃烧室补燃，将增压流化床送来的烟气加热至1000℃以上，送入透平做功。
这种方案集中了IGCC和PFBC－CC的优点，能使循环的总功率和热效率都得到提高。
2.燃气-蒸汽联合循环研究内容燃气-蒸汽联合循环研究内容主要包括：第一，增压循环流化床气化技术的研究；第二，补燃燃烧室系统的研究；第三，高温烟气对燃气轮机叶片磨蚀研究。
3.燃气-蒸汽联合循环基本形式及特点燃气—蒸汽联合循环可以分为三种基本形式：（1）余热锅炉型（2）平行双工质型（3）增压锅炉型。
平行双工质型、增压锅炉型两种形式由于自身条件的限制，严重影响了其发展。
余热锅炉型燃气—蒸汽联合循环系统的构成和部件特点，余热锅炉型燃气—蒸汽联合循环在运行过程中主要是以燃气轮机的高温排气作为锅炉运行的热源，由于锅炉自身不消耗燃料，通过对燃气轮机排气余热的利用进行工作，因此被称为余热锅炉，所以整个机组也被称为余热锅炉型燃气—蒸汽联合循环系统。
浅谈燃气与蒸汽联合循环汽轮机的快速启动技术
浅谈燃气与蒸汽联合循环汽轮机的快速启动技术摘要：本文分析了燃气与蒸汽联合循环汽轮机的机组情况，我们分析了燃气与蒸汽联合循环汽轮机优化的办法及效果，主要包括优化启动过程操作与优化燃气轮机清吹时间，结合启动过程的分析，本文阐述了高压缸缸温和缸胀、汽轮机振动情况等相关技术与产生的效益。
关键词：燃气；蒸汽联合循环汽轮机；快速启动技术0 引言20世纪90年代末以来，我国从国外引进9E型燃气轮机机组参与调峰，燃气轮机已成为电网调峰的主要机组。
在燃气-蒸汽联合循环机组启动过程中，燃气轮机启动响应快，额定负荷可在几分钟内达到，而联合循环机组启动相对较慢。
通常需要3分钟4小时，所以当燃气轮机达到额定负荷时，汽轮机仍处于加热阶段超过3小时。
在此期间，大部分燃气轮机废气直接从旁路排出，余热锅炉的蒸汽也通过旁路阀排入凝汽器，造成巨大的能量损失。
为了减少启动过程中的能量损失，联合循环快速启动的研究主要集中在余热锅炉的快速启动上，如何优化汽轮机启动过程已成为当前研究的热点问题。
1 机组概况A发电公司的机组结构如下：美国GE公司9E机组燃气轮机为PG9171E型。
该机配备Q 1097/555-181U 31C-6.1N 0.63/532/256）三压强制循环余热锅炉和上海汽轮发电机有限公司生产的LZN55-5.6/0.65型脉冲冷凝单缸汽轮机。
燃气轮机燃料为天然气（柴油），环境温度为20℃、稳定运行在BASLOAD状态下时，燃气轮机出力为120MW，天然气质量流量达7．5kg/s（柴油质量流量达8．0kg/s）。
燃气轮机的工作介质是压缩空气和高温燃气，压气机从大气中吸入空气并把空气压缩到一定压力后送往燃烧室与喷入的燃料混合并燃烧，形成高温、高压燃气；然后经燃气轮机喷嘴和动叶逐级膨胀做功，推动燃气轮机转子带动压气机一起旋转，从而把燃料中的化学能部分地转化为机械能。
在运行优化之前，从燃气轮机开始指挥到整个燃气-蒸汽联合循环机组达到满负荷，至少需要240.00min。
M701F4型联合循环机组汽轮机启动方式的优化方案
陈琦袁燕金栋(广东粤电大亚湾综合能源有限公司,广东惠州,516082)摘要:相比单轴的燃气蒸汽联合循环机组,分轴机组的汽轮机有独立的启动过程,其中包括冲转、并网、升负荷。
运行人员通过多次的启动经验和查阅厂家资料,提出了汽轮机启动方式的优化方案。
通过优化,汽轮机在启动过程中的安全性和经济性有了大幅提高。
关键词:分轴,汽轮机启动,调阀控制中图分类号:TK262文献标识码:A文章编号:1674-9987(2023)03-0073-05 Optimization Scheme for Steam Turbine Startup Mode ofM701F4Combined Cycle UnitCHEN Qi,YAN Jindong(Guangdong YuDean DaYaBay Comprenesive Energy Co.,Ltd,516080,HuiZhou,GuangDong)Abstract:Compared to the single shaft gas steam combined cycle unit,the steam turbine of the split shaft unit has an independent startup process,including impulse starting,grid connection,and load increase.The operating personnel of plant have proposed an optimization scheme for the startup mode of steam turbines through multiple startup experiences and consulting the manufacturer's data.Through optimization,the safety and economy of the steam turbine during startup have been greatly improved.Key words:split-shaft,turbine start,control某电厂机组为三菱M701F4型分轴燃气蒸汽联合循环机组,其中燃机为三菱M701F4型重型燃机,汽轮机为东汽三压、再热、双缸、向下排汽、抽凝供热汽轮机(一拖一分轴)。
两炉一机扩大单元制机组缩短启动时间的探讨
两炉一机扩大单元制机组缩短启动时间的探讨摘要：将某厂#21、22机组启动过程中的一些问题加以分析改进，以便缩短机组启动并网时间，提高机组的经济性和调峰能力。
关键词：CFB锅炉；双抽供热机组；启动时间；措施一、前言目前在循环流化床（CFB）机组机炉联合启动方面，主要存在CFB 锅炉点火投油时间长、床温和汽温上升慢、汽压上升过快的问题，限制了机组升速和带负荷。
为使汽压不至于升高过快，值班员必须严格控制燃料量，缓慢提高床温和烟温，此时主汽温又难以达到要求；如采用高汽压、高汽温参数冲转，一方面失去了滑压启动带来的机组经济性上的优点；另一方面，过高的蒸汽参数在进入汽轮机后，蒸汽温度较金属温度高的多，必然引起较大的热应力，同时高参数小流量的冲转主蒸汽对锅炉和汽机的控制都是不利的，尤其是对于热惯性较大CFB锅炉机组，极易出现汽温低和汽压高的矛盾情况。
二、分设备剖析影响机组启动时间的原因某厂#21、22机组为两台DG410/9.81CFB锅炉配置一台Alstom 公司DKEH-1ND31型汽轮机双抽供热机组，由于CFB锅炉特性与常规煤粉炉特性有很大差别，Alstom DKEH-1ND31型汽轮机双抽供热机组与国产同类机组特性也有所不同，现从锅炉、汽机设备各自分析影响启动时间因素。
2.1 CFB锅炉锅炉自身特点CFB锅炉不同于常规煤粉炉，在启动前需要向炉膛内添加大量的床料，在启动过程中需要将床料加热到600℃后投煤，当床温达到780℃时逐渐撤出油枪，床温变化率一般控制在3-4℃/分钟。
由于床料量大，床料温度低，给水温度低，油枪出力经常不能保证床温变化率，在床温300℃-400℃以后，床温上涨困难，迟迟达不到投煤温度。
这就使点火、并网及带负荷时间较之煤粉炉显著增长，不能满足现行工况下电网对机组调峰运行的要求。
2.2 汽轮机影响因素分析Alstom 公司DKEH-1ND31型汽轮机双抽供热机组对热应力的限制较为严格，汽机调速控制器Turbotro和热应力计算器T urbomax相互协调，使汽轮机在各种运行工况下的灵活性得到充分的发挥，但是无论汽机调速控制器Turbotro在自动还是在手动状态，热应力计算器Turbomax始终发挥作用，限制转速和负荷的盲目增长和盲目减载。
优化M701F 燃气轮机联合循环机组启动过程的探讨
燃气轮机发电技术第14卷 第3/4期2012年10月优化Ｍ７０１Ｆ燃气轮机联合循环机组启动过程的探讨张蕴峰，林炎城，陈正建，范新宇，徐 刚（深圳能源集团股份有限公司东部电厂，广东 深圳 ５１８１２０）摘要：分析Ｍ７０１Ｆ燃气轮机联合循环机组启动过程中的各环节，并对某些环节提出优化的措施，以减少启动过程中热通道部件寿命损失，并且提高机组启动过程的经济性。
着重对清吹过程，提出根据不同情况采用不同清吹方式缩短清吹时间的建议；对暖机期间建议优化主蒸汽管道疏水阀控制逻辑，加快汽轮机满足进汽条件的速度，从而缩短燃气轮机单循环运行时间，提高经济性；针对周末停机的温态启动汽轮机进汽温度与缸温相差较大，提出了提高“热温态”暖机负荷和升负荷速率，减少启动时间，提高经济性和减少氮氧化物排放。
关键词：燃气轮机；联合循环机组；启动优化；清吹时间；汽轮机进汽；温态启动；热温态启动0 前言国内F级燃气轮机发电机组从第1批打捆招标投入生产运行至今已有7年多的时间，目前这些燃气轮机在电力系统中基本担任调峰任务，昼启夜停，每台机组全年启动次数平均基本都在200次左右（深圳某燃气轮机电厂2010年226次、2011年182次）；每台机组全年平均供电量12亿kWh左右。
由此可见这些燃气轮机在电力系统中所起的作用举足轻重，机组安全、快速、经济启动非常重要。
鉴于此,认真分析机组启动过程数据，从中发现了一些问题，并对优化M701F燃气轮机启动过程进行了深入探索，与同行共探讨。
1 优化机组启动过程的清吹时间机组启动过程的清吹主要目的是防止燃气轮机点火瞬间发生燃气爆燃[1]，保护发电设备和人员的人身安全。
三菱M701F机组启动清吹是在机组转速维持700 r/min情况下运行550 s，近10 min的时间。
通过运行实际观察，发现550 s的清吹时间偏长，存在以下问题：（1）燃气轮机在电网中主要承担系统调峰任务、长期处于两班制运行，过长启动清吹时间会加剧产生如金属疲劳、热部件的局部烧蚀等设备安全上的问题，余热锅炉保温保压能力也会有所下降。
9E燃气-蒸汽联合循环机组启停优化
9E燃气-蒸汽联合循环机组启停优化摘要：结合我公司2套220MW燃气-蒸汽联合循环发电机组运行情况，通过对机组启停过程运行方式、逻辑进行优化，从而降低厂用电率，达到节能降耗的目的，不仅可以提高发电厂的经济效益同时也能促进更好的发展。
关键词：燃气轮机；联合循环；节能技术；启停优化引言发电厂在电力生产过程中，需要大量的电动拖动设备，用以保证机组主要设备和辅助系统的正常运行，这样就形成了厂内自耗电，而厂用电率的高低是影响燃气轮机组供电气耗和发电成本的主要因素之一，目前各个发电厂均把如何降低厂用电作为重要的生产运行目标来加以解决。
我公司2套220MW燃气-蒸汽联合循环发电机组，是由西门子制造的两台SGT5-2000E （V94.2）型燃气轮机，与华西能源余热锅炉和上海汽轮机发电机组成的多轴布置的联合循环发电机组，于2016年12月先后投产。
根据机组实际运行情况，以节约6kV设备的用电作为主要方向，对机组启停运行方式、逻辑等进行优化，为国内相似联合循环机组提供参考。
1、机组冷态启动上水阶段1、1常见的低压汽包上水采用启动凝结水泵（变频）上水方式，锅炉上水要求如下：1)、水质要求：必须符合给水标准。
2)、水温要求：上水温度在20℃～70℃。
3)、上水时间：夏季不少于2小时，冬季不少于4小时。
4)、上水速度应均匀缓慢，控制汽包上、下壁温≤40℃，给水温度与汽包壁温差≤40℃。
采用凝结水泵（变频）上水时，凝泵最低出口压力0.5Mpa,变频电流30A，自凝结水系统进水赶空气到低压汽包上水到启动水位,用时约2.5小时；为保证炉水品质，通常会将低包内炉水放掉再上至启动水位，又要维持凝泵运行约1小时。
即正常的机组冷态启动，完成低压汽包上水工作，要维持凝结水泵（变频）运行约3.5小时。
1、2采用除盐水泵往低包上水通过改造凝结水系统增加一路化学除盐水→低包上水电动门→凝结水系统→余热锅炉。
采用除盐水泵（变频）运行，维持出口压力0.55Mpa,电流45A，运行机组补水40t/h，启动机组上水流量30t/h，低包4小时正常上水至启动水位。
燃气-蒸汽联合循环机组冷态启动优化
总751期第十七期2021年6月河南科技Henan Science and Technology燃气-蒸汽联合循环机组冷态启动优化郑彦豪（国家电投集团郑州燃气发电有限公司，河南郑州450001）摘要：通过分析某西门子V94.3A型燃气-蒸汽联合循环机组冷态启动过程，运用质量控制（Quality Control，QC）的方法查找出导致冷态启动时间长的原因，并制定并实施了有效对策。
通过采取优化余热锅炉停炉保养、缩短汽水取样表计投入时间以及规范化学操作等措施，达到了缩短联合循环机组的冷态启动时间和降低启动发电成本的目的，提高了机组冷态启动的经济性。
关键词：联合循环机组；冷态启动；暖机时间中图分类号：TM611.31文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）17-0040-03 Optimization of Cold Start of Gas-Steam Combined CycleZHENG Yanhao（State Power Investment Group Zhengzhou Gas Power Generation Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan450001）Abstract:This paper by analyzing the cold start up process of a Siemens V94.3A gas-steam combined cycle unit,the reasons for the long cold start up time are found out by using Quality Control(QC)method,and the effective counter⁃measures are formulated and implemented.By optimizing the maintenance of waste heat boiler,shortening the input time of soda sampling meter and standardizing chemical operation,the purpose of shortening the cold start-up time and reducing the start-up cost of combined cycle unit is achieved,and the economy of cold start-up unit is improved. Keywords:combined cycle units；cold start-up；warming-up time某燃气电厂采用两套德国西门子公司制造的GUD 1S.V94.3A燃气-蒸汽联合循环机组，单机额定容量为387.3MW。
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在联合循环机组启停过程中如何缩短燃气启动炉运行时间
发表时间：2019-03-27T09:33:48.330Z 来源：《电力设备》2018年第29期作者：林茂庭[导读] 摘要：某厂9F级西门子燃气－蒸汽联合循环发电机组在启停过程中均需要对汽轮机的轴封汽系统进行投撤操作，而机组的轴封汽的汽源主要来至于燃气启动锅炉，对频繁二班制运行的大型燃气联合循环机组而言如何减少启动炉的运行时间，减少燃气消耗，具有现实的意义，本文从燃气启动炉的启动保温保压、热备方式、控制启停方式减少启动时间达到节能效果。
（浙江浙能电力股份有限公司萧山发电厂 311251）摘要：某厂9F级西门子燃气－蒸汽联合循环发电机组在启停过程中均需要对汽轮机的轴封汽系统进行投撤操作，而机组的轴封汽的汽源主要来至于燃气启动锅炉，对频繁二班制运行的大型燃气联合循环机组而言如何减少启动炉的运行时间，减少燃气消耗，具有现实的意义，本文从燃气启动炉的启动保温保压、热备方式、控制启停方式减少启动时间达到节能效果。
关键词：轴封汽；燃气启动炉；减少；运行时间
一、前言
某厂现有三台9F级西门子燃气－蒸汽联合循环发电机组。
启动时因机组轴封汽汽源需要外接辅助蒸汽，汽源的需求来源原为老厂煤机稳定供应，随着煤机的拆除，由新增的二台燃气启动炉或邻机中压、低压主蒸汽，现燃机的利用小时下降，临机供汽机会很少，基本需要由燃气启动锅炉供汽。
在机组正常运行中轴封蒸汽汽源可切换至本机中压或低压主蒸汽供。
目前燃机机组主要采用两班制运行方式，启停频繁，随三台机组的交替启停，燃气启动炉投撤频繁，运行时间较长，故做好燃气启动锅炉的节能工作，缩短启动炉的运行时间具有较好的经济性。
二、原因分析
对影响燃气启动炉运行时间的因素，进行讨论分类，从人员、环境、方法、设备四大因素进行分析，并绘制了分析图。
燃气启动炉运行时间长影响因素因果图 1.该厂燃气启动炉在2016年8月正式移交，随着运行时间的增加，运行的节能措施逐步摸索过程，运行经验经积累，在启动炉的最优投入与退出时间，以及与预热锅炉中压辅汽自供的配合上进一步提高。
其中燃气启动锅炉投运后，何时将联合循环机组的轴封汽供应由外供切自供，存在一个时机，联合循环机组过早切自供会影响机组的安全，过迟切自供又增加了燃气启动炉的投运时间，存在运行优化的空间。
2.启动的的保温保压措施的执行，影响到二次启动的速率，对各疏水阀门内漏，运行人员进行检查测温，对过热器疏水、出口辅汽的电动阀内漏进行重新调整。
3.燃气启动炉的保养的备用方式，运行部进行了优化，对二次启动以及主要参数的平稳控制有较大的作用。
4.燃气启动炉的启动速率，运行部在保证主参数安全的前提下，根据机组不同的启动要求进行优化。
三、减少启动炉运行时间的具体措施分析
1.减少启动锅炉时间，分析认为从较少启动炉供汽疏水至作为轴封汽可用时间，以及机组轴封汽可自供时间两方面入手。
燃气机组启动前，运行除利用启动炉对辅汽管路疏水外，及时利用余热锅炉中压还较低参数的蒸汽对中压供辅助蒸汽供汽管道进行暖管备用，待机组负荷60MW左右，中压主汽压力及温度符合轴封蒸汽供汽要求，及时将轴封蒸汽由启动锅炉切至本机自供；停机时，辅助蒸汽由本机中、低压主汽联供。
机组正常运行中，辅助蒸汽母管温度正常，尽量关小各辅助蒸汽管道的疏水。
2.在燃机二班制开机启动前30～40分钟，启动燃气启动炉，同时做好沿路的疏水，并尽可能疏水至供汽方末端，对#3机组需用汽时管路较长，利用中央空调这一较好的辅汽管路，进行预先进汽疏水，解决辅汽管道升温较慢的缺陷，压缩启动炉供汽至轴封汽可用的时间。
这一条措施还需根据辅汽管道的温降，冬季还是夏季进行调整，前提是确保轴封汽的参数合格。
3.针对启动炉的退出时间，中压辅汽管路的预先疏水，密切关注中压蒸汽的实际起压、升温，待参数合格，即进行自供，切换时间的掌握，可有效减少启动炉运行时间。
4.启动炉二班制期间的热备保压，可以同样有效节约启动时间。
四、减少燃气启动炉运行时间分析及效果验收
1、经济效益分析
1.1燃气启动炉热态启动，联合循环机组两班制运行时平均投运时间可从原来的100min缩短至60min，按设定压力0.6MPa对应天然气量200Nm3/h计算，按全年启动150次计算，二台燃气启动炉年可节约天然气：（100－60）÷60×200×150＝20000 Nm3
按每方气3.0元算，可节约：
20000×3.0＝60000 元
1.2燃气启动炉投运时不仅要消耗天然气，同时运行的风机、给泵等辅机还要消耗电量，按每小时（55+30）kW计算，60%额定功率算可节约电量：
85×60%×（40/60）*100＝3400 kW•h 电价：3400×0.52＝1768 元
1.3除了天然气和电量损耗，还要一定量的工业水和除盐水，但大部分已可经回收利用。
2、后续调整工作 2.1 继续加强对值班员燃气启动炉节能意识教育和技能培训，但是必须做好供汽品质的保证前提下开展。
2.2 继续做好辅汽供汽的优化，优化燃气启动炉的操作步骤，同时对辅汽管路的疏水（包括合理设置疏水器），；利用一期辅汽管路的改造进行进一步优化。