燃气—蒸汽联合循环机组余热锅炉控制系统.pdf

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1、卜Ⅲ川，等煮鬻税沈阳鼓风机集团核电泵业有限公司(辽宁110869)韩宝凤王军沈PEIZZU茹I．机集团科技管理部(辽宁110869)郭庆富【摘要】分析了燃气一蒸汽联合循环机组余热锅炉的工艺特性，讨论了余热锅炉控制系统快速起动控制等问题，并对就地设备选型方面提出了一些参考建议。【关键词】燃气一蒸汽联合循环余热锅炉控制设备选型一．前言燃气一蒸汽联合循环发电装置由于其具有高效低f耗、起动快、可用率高、投资省、建设周期短及环境污染少等优点，越来越得到世界各国的重视而迅速发展。在整个燃气一蒸汽联合循环机组中，余热锅炉的主要作用是回收燃气轮机发电后排放烟气中的热量，产

2、生蒸汽进而驱动蒸汽轮机发电，达到提高机组整体效率、降低环境污染的目的。现在的燃气一蒸汽联合循环机组的容量可以达到350-400MW，完全可以提供稳定的负荷，凭借其负荷变化快的特点还可以作为调峰机组使用。余热锅炉是联合循环机组中的关键设备，流程中处于燃气轮机和汽轮机之间，其发电功率约占联合循环总功率的1／3，余热锅炉的性能直接关系到整个联合循环机组的效率和安全运行。给水系统作为余热电站重要的辅助系统之一，其合理的仪控设计，对保证机组稳定高效运行很有必要。伽邕用棚■¨ww．etyjx．com2013年-第9期二．燃气一蒸汽联合循环发电余热锅炉发展国内对燃机余热

3、锅炉的关注可以追溯至lJ20世纪70年代，由于当时的工业技术、经济能力及能源政策等诸多因素的影响，这种高技术难度的发电设备在我国一直停留在研究状态。改革开放以来，随着国民经济的发展和电力供应的需要，我国陆续引进了十多套燃气一蒸汽联合循环机组，国内制造厂开始参与余热锅炉部件的制造，并不断进行自主开发出多种压力等级、不同水循环方式以及适应不同燃料燃机的余热锅炉。在技术发展方面，国内燃气轮机余热锅炉已从最简单的单压系统发展到双压、三压系统，锅炉可白带除氧蒸发器、给水加热器，实现了锅炉压力的多级化。三、燃气一蒸汽联合循环余热锅炉仪控设计目前随着燃气轮机技术的发展，

4、燃气轮机性能有了较大的改善，一般透平进气温度可达1350"(2，随着燃气轮机初温的提高，不补燃型余热锅炉效率大大提高，而且不补燃型余热锅炉有诸多优点：投资少、结构简单，热效率高，运行可靠，运行可靠率达到90％以上l起动速度快，20-30min从冷态到满载I目前国内已建和在建大部分燃气一蒸汽联合循环机组燃气初温较高，配套的余热锅炉主要以不补燃型为主。下面以自然循环余热锅炉为例谈一下在仪控设计配套方面的想法。1．余热锅炉主要工艺简介(1)烟气系统燃气轮机排出的热烟气经膨胀节和进气管进入余热锅炉，在余热锅炉中换热后变成冷烟气排人大气。(2)预热器／低压系统来自冷

5、凝器的冷凝水经过预热器加热后，进入低压汽包。进入低压汽包的给水，一部分作为高压给水和中压给水分别进入高压给水泵和中压给水泵，另一部分由下降管引入低压蒸发器，蒸发吸热后上升进入低压汽包进行汽水分离。低压饱和蒸汽由低压汽包上部的低压饱和蒸汽引出管引出，进入低压过热器吸热，然后被送入汽轮机低压缸。(3)中压给水系统中压给水泵将给水送往中压汽包。水经下降管、低压蒸发器、中压汽包、中压过热器产生过热蒸汽，然后中压过热蒸汽与汽轮机高压缸作功出来的冷再热蒸汽相混合后，进入再热器，经过一级减温器后，进入后一级再热器后作为再热蒸汽被送到汽轮机的中压缸。(4)高压给水系统高压

6、给水泵把来自低压汽包的部分给水送入高压省煤器l级、高压省煤器2级加热后，进入高压汽包。进入高压汽包的给水，由高压蒸发器下降管引入高压蒸发器，蒸发吸热后上升进入高压汽包进行汽水分离。高压饱和蒸汽则由高压汽包上部的高压饱和蒸汽引出管引出，进入高压过热器1级，经过一级减温器后，进入高压过热器2级，然后作为高压过热蒸汽被送到汽轮机的高压缸。2．余热锅炉控镧设计特点余热锅炉与常规锅炉相比无燃烧系统，仅有烟气系统、汽水系统，系统相对简单，但是余热锅炉热源是燃气轮机的高温排气，余热锅炉在整个燃气一蒸汽联合循环系统中是个被动的设备，受燃气轮机出I=l烟气波动影响很大，所有

7、控制功能的设计要使余热锅炉能适应快速起动，能在多变工况下平稳运行。(1)余热锅炉快速起动控制余热锅炉快速起动是指改变联合循环的启炉方式，使锅炉的起动尽量少或不影响燃机简单循环的正常运行，并且大大缩短起动时间，让汽机较快地冲转并网，满足电网的需要。电力通用机械(，＼¨，}fih，t"i为了尽可能缩短起动时间，联合循环电站通常采用滑压起动方式，即在锅炉参数达到一定值时就起动汽轮机，锅炉的起动与暖管、暖机和汽轮机的起动基本上同时进行。在起动过程中，锅炉送出的蒸汽参数逐渐升高，蒸汽参数及流量按汽轮机暖机、升速和带负荷的需要而逐渐变化。当锅炉出口蒸汽参数以及蒸发量达

8、到额定值时，汽轮机也刚好带上额定负荷，起动程序结束。滑压起动具有一