江蘇華電通州熱電有限公司 劉 柳

某電廠(chǎng)使用的西門(mén)子V94.2（SGT5-2000E）型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組為雙軸布置，其配套的聯(lián)合循環(huán)汽機(jī)為上海汽輪廠(chǎng)生產(chǎn)，型號(hào)LZC83-7.9/1.3/0.57。汽輪機(jī)為次高壓、單缸、單軸、雙壓、無(wú)再熱、無(wú)回?zé)?、抽汽凝汽式汽輪機(jī)。配套的余熱鍋爐是華西能源工業(yè)股份有限公司引進(jìn)美國(guó)NOOTER/ERIKSEN 公司技術(shù)生產(chǎn)的型號(hào)為Q1903/546-236.2(59.6)-8.21(0.501)525(223.5)雙壓、無(wú)補(bǔ)燃、臥式、自然循環(huán)余熱鍋爐，余熱鍋爐額定蒸發(fā)量236 t/h。公司兩套聯(lián)合循環(huán)機(jī)組于2016年底雙投，運(yùn)行至今情況良好。

聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的燃?xì)廨啓C(jī)工作介質(zhì)是壓縮空氣和高溫燃?xì)猓瑝簹鈾C(jī)從大氣中吸入空氣，并把空氣壓縮到一定壓力，然后送往燃燒室與噴入的燃料混合、燃燒，形成高溫、高壓燃?xì)?。然后?jīng)燃?xì)廨啓C(jī)噴嘴和動(dòng)葉逐級(jí)膨脹做功，推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)壓氣機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，從而把燃料中的化學(xué)能部分地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。燃機(jī)做功后的排氣引入余熱鍋爐對(duì)其余熱進(jìn)行回收利用，由余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)做功[1]。由于燃?xì)鈾C(jī)組具有啟?？斓奶攸c(diǎn)，正常情況下作為調(diào)峰機(jī)組使用，Siemens 公司規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)工況下燃機(jī)輸出功率為166.2MW，汽輪機(jī)額定功率為83.727MW（純凝工況），64.945MW（供熱工況）[2]。機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，從啟動(dòng)到帶額定負(fù)荷需耗時(shí)約50min，燃機(jī)熱效率為34.62%，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組熱效率為52%，綜合廠(chǎng)用電率為1.8%。燃機(jī)檢修工作依據(jù)燃機(jī)啟停次數(shù)和運(yùn)行小時(shí)數(shù)綜合計(jì)算等效運(yùn)行小時(shí)數(shù)（EOH）進(jìn)行設(shè)備檢修和日常維護(hù)。

1 優(yōu)化運(yùn)行措施

1.1 機(jī)組啟動(dòng)階段使用新蒸汽直接供熱

在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，自余熱鍋爐來(lái)高壓主蒸汽經(jīng)過(guò)高旁減溫減壓后排入凝汽器，以提高高壓主蒸汽溫度壓力與汽輪機(jī)缸溫匹配，且在汽機(jī)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中，仍有大量的高壓主蒸汽經(jīng)過(guò)高旁排入凝汽器。直到汽機(jī)并網(wǎng)后，高旁完全關(guān)閉，高壓主蒸汽完全進(jìn)入汽輪機(jī)做功。該部分蒸汽因品質(zhì)高，需要通過(guò)降溫減壓器降溫后排入凝汽器，造成了大量工質(zhì)浪費(fèi)、熱量損失，且其參數(shù)完全滿(mǎn)足公司熱用戶(hù)的要求(供熱壓力：0.9MPa，供熱溫度290℃）。

電廠(chǎng)運(yùn)行專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員在完成計(jì)劃生產(chǎn)任務(wù)的同時(shí)積極探索燃機(jī)—蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的創(chuàng)新運(yùn)行模式，提出并實(shí)現(xiàn)了在頂峰機(jī)組啟動(dòng)階段使用新汽直接供熱的方法，即機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中將原先通過(guò)高旁進(jìn)入凝汽器但達(dá)到供熱參數(shù)條件的蒸汽對(duì)外供熱，回收工質(zhì)，同時(shí)提高運(yùn)行供熱機(jī)組汽機(jī)功率，單次冷態(tài)啟動(dòng)廢熱利用約78t，增加汽機(jī)發(fā)電量約1.59萬(wàn)千瓦時(shí)，單次熱態(tài)啟動(dòng)廢熱利用約18t，增加汽機(jī)發(fā)電量約0.49萬(wàn)千瓦時(shí)；在不增加任何投資成本條件下年收益124萬(wàn)元，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。這一方法在一段時(shí)間內(nèi)大大減輕了供熱機(jī)組的供熱壓力，提高了汽機(jī)負(fù)荷、增發(fā)了電量，在降低能源消耗的同時(shí)提高了燃機(jī)—蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的發(fā)電效率。

1.2 汽機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)暖機(jī)方式優(yōu)化

根據(jù)調(diào)試時(shí)設(shè)定的暖機(jī)邏輯，電廠(chǎng)汽機(jī)暖機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)，整個(gè)冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程時(shí)間大約在4～5個(gè)小時(shí)左右。長(zhǎng)時(shí)間低速暖機(jī)經(jīng)濟(jì)性差且效果并不理想，低速暖機(jī)結(jié)束后升速過(guò)程中，汽機(jī)高壓缸溫屢次出現(xiàn)大幅下降的情況，給汽機(jī)安全運(yùn)行帶來(lái)一定的安全隱患。電廠(chǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)員通過(guò)與主機(jī)廠(chǎng)溝通，按照汽機(jī)說(shuō)明書(shū)重新設(shè)置了全新的暖機(jī)方式線(xiàn)性函數(shù)。汽機(jī)按照全新暖機(jī)方式進(jìn)行冷態(tài)啟動(dòng)，新方式與原先冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程相比，縮短了機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間110分鐘。減少了啟動(dòng)期間所消耗的天然氣、降低了氣耗。

1.3 燃機(jī)罩殼風(fēng)機(jī)運(yùn)行優(yōu)化

罩殼風(fēng)機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力輸出部分，可實(shí)現(xiàn)隔聲罩通風(fēng)和降溫的功能，即使在比較低溫的環(huán)境溫度下，兩套機(jī)組燃機(jī)罩殼風(fēng)機(jī)仍然長(zhǎng)期保持兩臺(tái)風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行，一臺(tái)風(fēng)機(jī)備用。電廠(chǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員深入研究，創(chuàng)新提出全新的罩殼風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式控制策略。全新控制策略可根據(jù)環(huán)境溫度變化情況，在氣溫較低時(shí)實(shí)現(xiàn)單臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)備用，溫度高時(shí)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，單臺(tái)風(fēng)機(jī)備用的功能。既能滿(mǎn)足安全生產(chǎn)的需求，又能達(dá)到節(jié)能的效果。全新的罩殼風(fēng)機(jī)控制方式投入使用后，每年可節(jié)約廠(chǎng)用電約30萬(wàn)kWh，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益15萬(wàn)元。

2 檢修維護(hù)措施

2.1 日常維護(hù)管理

加強(qiáng)設(shè)備日常維護(hù)管理，努力杜絕“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，使輔機(jī)系統(tǒng)處于良好的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。主要措施有：做好機(jī)組的集中消缺、維護(hù)工作，確保機(jī)組運(yùn)行在最佳狀態(tài)；對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的“跑、冒、滴、漏”情況進(jìn)行全面排查，及時(shí)安排消缺；根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行小時(shí)數(shù)，利用機(jī)組停機(jī)機(jī)會(huì)，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)喇叭口進(jìn)行人工清洗，對(duì)壓氣機(jī)安排離線(xiàn)或在線(xiàn)水洗，更換壓氣機(jī)入口濾芯，以提高機(jī)組出力和熱效率；利用機(jī)組停機(jī)機(jī)會(huì)，對(duì)冷卻塔內(nèi)部噴淋裝置進(jìn)行清理、除垢，提高冷卻效率。

2.2 機(jī)組檢修管理

加強(qiáng)設(shè)備年度檢修管理，修前針對(duì)機(jī)組進(jìn)行運(yùn)行情況分析，排查機(jī)組存在的影響機(jī)組能耗的缺陷，制定針對(duì)性的檢修方案并實(shí)施。通過(guò)機(jī)組檢修消除的影響能耗的重要缺陷有：

汽機(jī)開(kāi)缸檢修發(fā)現(xiàn)高壓汽封Ⅱ后三道高壓汽封（蜂窩形式）徑向磨損嚴(yán)重，當(dāng)汽機(jī)超過(guò)30%負(fù)荷時(shí)形成自密封時(shí)，汽機(jī)高壓汽封Ⅲ漏出的高壓蒸汽通過(guò)前汽封Ⅱ后三道高壓汽封及軸封汽管道進(jìn)入軸封母管聯(lián)箱，磨損造成漏汽量大，導(dǎo)致軸封母管壓力升高，軸封溢流調(diào)開(kāi)度增大，修前閥門(mén)度正常保持100%，造成工質(zhì)及熱量的嚴(yán)重浪費(fèi)。檢修后軸封溢流調(diào)同工況下開(kāi)度減?。ㄐ藓蠡揪S持50%～60%），軸封母管壓力降低（修前33kPa，修后25kPa），減少了去凝汽器溢流量，降低損失。

膠球系統(tǒng)綜合治理，通過(guò)清除收球網(wǎng)板上殘留的膠球及管道口殘存膠球，對(duì)收球網(wǎng)板的積垢進(jìn)行打磨清理，對(duì)網(wǎng)板兩側(cè)的死區(qū)加裝不銹鋼板進(jìn)行過(guò)渡，防止膠球卡澀，對(duì)網(wǎng)板進(jìn)行改造，加裝不銹鋼鋼絲網(wǎng)，對(duì)擾流板進(jìn)行活絡(luò)，確保擾流板活動(dòng)正常等措施，消除了膠球收球率長(zhǎng)期偏低的問(wèn)題，提高了凝汽器換熱效率；閥門(mén)內(nèi)漏綜合治理，修前針對(duì)汽水系統(tǒng)閥門(mén)內(nèi)漏缺陷如高壓主汽疏水門(mén)、輔汽抽汽疏水門(mén)、供熱計(jì)量前疏水門(mén)、輔汽新汽調(diào)出后疏水門(mén)等閥門(mén)內(nèi)漏缺陷均在檢修中安排解體檢修或者更換處理，修后內(nèi)漏情況均已解決，針對(duì)機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)內(nèi)漏閥門(mén)較多的問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性處理，修前已對(duì)內(nèi)漏閥門(mén)進(jìn)行確認(rèn)，修后內(nèi)漏情況大為改善；通過(guò)機(jī)組檢修，對(duì)閉冷水及真空泵冷卻水板式換熱器進(jìn)行解體清理，提高冷卻效果；針對(duì)汽機(jī)凝汽器結(jié)垢嚴(yán)重問(wèn)題，開(kāi)展汽機(jī)凝汽器酸洗，利用機(jī)組檢修，加強(qiáng)凝汽器鋼管檢查，防止發(fā)生腐蝕結(jié)垢，提高凝汽器換熱效果。

3 技術(shù)改造措施

3.1 凝汽器補(bǔ)水管路霧化改造

電廠(chǎng)兩套機(jī)組在供熱負(fù)荷較高、凝結(jié)水補(bǔ)水量較大時(shí)，凝結(jié)水含氧量一直偏高。凝補(bǔ)水在純凝工況下含氧量105μg/L 左右，在正常供熱工況下，含氧量超過(guò)200μg/L，均高于 50μg/L 的控制標(biāo)準(zhǔn)值。機(jī)組運(yùn)行中已對(duì)真空系統(tǒng)進(jìn)行了大量的檢查工作，排除真空系統(tǒng)漏入空氣造成凝汽器溶氧超標(biāo)因素，后又對(duì)凝汽器從設(shè)計(jì)圖紙，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際管道布置等方面進(jìn)行全面檢查分析，得出結(jié)論：

因化學(xué)除鹽水含氧量接近飽和，機(jī)組抽汽對(duì)外供熱時(shí)凝汽器補(bǔ)水量大，進(jìn)入凝汽器直徑φ133mm的補(bǔ)充水管道雖然有5mm 的噴射小孔，但在補(bǔ)水壓力的作用下，水從小孔中以水柱的形狀噴出，霧化效果差，噴射距離不遠(yuǎn)，補(bǔ)水不能與排汽達(dá)到很好的混合熱交換效果，直徑φ76mm 的補(bǔ)給水管道補(bǔ)水直接進(jìn)入凝汽器完全沒(méi)有霧化效果，除鹽水中的氧氣不能析出，是造成凝汽器溶氧超標(biāo)的主要原因。凝汽器補(bǔ)水管路霧化改造后溶氧由原來(lái)200μg/L 下降至30μg/L 標(biāo)準(zhǔn)值以?xún)?nèi)，表明凝補(bǔ)水進(jìn)入凝汽器后霧化不充分是造成溶氧超標(biāo)的直接原因，補(bǔ)水管路霧化噴頭面朝汽輪機(jī)排汽方向，充分利用汽輪機(jī)排汽余熱進(jìn)行熱力除氧，不僅降低了凝結(jié)水含氧量，同時(shí)利用排汽廢熱起到良好的節(jié)能效果。

3.2 閉冷水泵葉輪車(chē)削改造

電廠(chǎng)兩臺(tái)機(jī)組閉式循環(huán)冷卻水泵運(yùn)行電流偏大，尤其夏季環(huán)境溫度較高，閉式水用戶(hù)換熱量較大時(shí)運(yùn)行電流約285A～290A，接近額定電流（290A）運(yùn)行，電機(jī)繞組溫度約110℃～120℃，2017年至2018年共發(fā)生了3臺(tái)電機(jī)絕緣到0的情況，電機(jī)電流偏高不僅增加了電能損耗而且極大的威脅了機(jī)組安全運(yùn)行。電廠(chǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)閉冷水泵電機(jī)頻繁燒損的原因進(jìn)行了深入分析，通過(guò)對(duì)葉輪切削改造，消除了電機(jī)燒損隱患，且起到了一定的節(jié)能效果。閉式泵葉輪車(chē)削檢修后，體積流量985m3/h 時(shí)揚(yáng)程降低4.67m，因揚(yáng)程降低，閉式泵每小時(shí)節(jié)電23.09kWh，泵的效率降低3.46%，因效率降低，閉式泵每小時(shí)多耗電9.84kWh，修后閉式泵的電流降低22.8A，每小時(shí)整體節(jié)電約13.25kWh，公司兩套機(jī)組年運(yùn)行小時(shí)平均約為5400小時(shí)，每年節(jié)電約15萬(wàn)度，達(dá)到預(yù)期效果。

3.3 除鹽水泵變頻改造

電廠(chǎng)除鹽水系統(tǒng)有三臺(tái)除鹽水泵，原設(shè)計(jì)1號(hào)除鹽水泵為變頻運(yùn)行，2、3號(hào)未加裝變頻器使用工頻運(yùn)行。由于除鹽水泵在工頻模式運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)壓力過(guò)高，無(wú)法有效調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，只能長(zhǎng)期使用1號(hào)除鹽水泵運(yùn)行，2、3號(hào)除鹽水泵長(zhǎng)期備用。1號(hào)除鹽水泵長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)無(wú)法定期輪換，對(duì)除鹽水系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成隱患。故需要將2號(hào)除鹽水泵加裝變頻設(shè)備，以便兩臺(tái)除鹽水泵能定期切換運(yùn)行。變頻改造后2號(hào)電機(jī)運(yùn)行電流由80.8A 降至38A，運(yùn)行功率由45kW降至22kW。通過(guò)對(duì)2號(hào)除鹽水泵實(shí)施變頻改造，由之前只能工頻備用改為變頻運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了與1號(hào)除鹽水泵定期切換。降低了長(zhǎng)期運(yùn)行對(duì)1號(hào)除鹽水泵電機(jī)發(fā)熱、絕緣老化等影響，大大提高了電機(jī)使用壽命，提升了除鹽水系統(tǒng)運(yùn)行安全，同時(shí)變頻改造后折算至半年即可節(jié)約10萬(wàn)度電量，具有良好的節(jié)能效果。

綜上，針對(duì)V94.2型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，電廠(chǎng)各專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員采取優(yōu)化運(yùn)行、強(qiáng)化設(shè)備檢修維護(hù)管理及技術(shù)改造等措施不僅大大提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，且取得明顯經(jīng)濟(jì)效益和減排效果。面對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較先進(jìn)的發(fā)電設(shè)備，任需注重發(fā)掘節(jié)能降耗潛力，降低機(jī)組能耗，不斷完善節(jié)能管理工作，更進(jìn)一步的提高能源利用水平。