蒸汽联合循环机组汽轮机冷态预暖技术应用及优化

在市场经济持续发展中,对电力供应要求越来越多,加上电力需求增大,更加需要保障电网调峰的性能稳定。如果从电网层面分析,蒸汽联合循环机组是电力系统的重要组成部分,其对电网调峰能力产生重大影响。这源于其在具体使用中,需要依托冷态技术的支持,因汽轮机本身温度不高,为避免出现热应力对机组运行安全产生影响,就需要对速暖机进行使用,增加汽轮机组成部分的温度,导致开始降低电网调峰能力。为实现蒸汽联合循环机组稳定运行,降低对电网运行过程产生的影响,开始将冷态预暖技术进行应用,并且对整个试验过程进行多次模拟,发现冷态预暖技术能够让蒸汽联合循环机组满足运行的温度条件,提升了启动效率,从而带来更大的经济效益。

汽轮机冷态预暖在燃气-蒸汽联合循环发电机组中的应用

本文主要针对安萨尔多燃气轮机AE94.3A配套汽轮机冷态启动时间长,不能适应电网调峰要求,在现有系统的基础上进行技术改造,从而大幅缩短冷态启动时间,满足电网要求,同时可大幅节约冷态启动中燃料的消耗,从而达到节能增效的目的,为燃气-蒸汽联合循环优化冷态启动提供了新的思路。

燃气-蒸汽联合循环机组汽轮机冷态预暖技术应用及优化

燃气-蒸汽联合循环机组(简称“联合循环机组”)在冷态启动过程中,由于汽轮机金属温度低,为了避免冲转过程中产生的热应力影响机组安全,汽轮机需要进行中速暖机,以提升汽轮机金属温度,这一过程极大地限制了机组快速响应电网调峰的能力。对此,在联合循环机组中首次应用汽轮机预暖系统,并对汽轮机预暖系统投入前、后机组的2次冷态启动过程进行对比。结果表明:预暖系统可以使汽轮机在冷态整套启动前达到温态启动要求,极大地缩短了冷态启动下机组的启动时间,提高了机组的经济性。此外,通过对机组冷态预暖过程的优化改进,有效地避免了汽源压力不足造成机组转速快速下降的现象。该经验可供相关联合循环机组参考。

基于能量制动的联合循环中汽轮机冷态预暖系统研究

联合循环机组比煤电机组更灵活,通常被作为调峰机组使用。作为衡量机组性能的重要指标,联合循环机组启动速度仍存在提升空间。联合循环机组冷态启动时,汽轮机暖机速度是主要的限制因素。为进一步提高联合循环中汽轮机的灵活性且不牺牲机组寿命,提出了汽轮机预暖要求。利用发电机的能量制动增加轴负载,通过增大预暖蒸汽的进气量,改善暖机效果,缩短暖机时间,以节省启动成本和提高机组整体性能。

燃气-蒸汽联合循环机组汽轮机冷态预暖控制策略优化与应用

为了缩短冷态启动过程中联合循环同轴机组汽轮机的启动时间,通过启动锅炉蒸汽对汽轮机提前预暖,解决了机组无法快速响应电网调峰的问题。根据汽轮机冷态预暖系统及机组启动方式,结合机组冷态启动历史过程及数据,进行冷态预暖系统运行特性分析试验、优化后试验及温态启动顺控试验,通过对现有控制逻辑的优化,提出了一种全新的冷态预暖控制策略。结果表明:该策略避免了机组在预暖启动过程中由于预暖管道过热度低,造成热应力准则、紧急切断阀(Emergency Shutoff Valve, ESV)无法满足启动条件、高排逆止阀自动打开以及静止变频启动装置(Static Frequency Convertor, SFC)在燃气轮机与汽轮机啮合过程中自动退出等问题;优化后机组的冷态预暖启动运行过程表明,实现机组全过程无断点的预暖及自启动控制,可有效缩短同轴联合循环机组冷态启动时间约2 h,使机组具备快速灵活的启动方式和应急调峰的能力。