[發明專利]一種聯合循環發電機組的燃機和汽機同步升負荷方法

有效

• 申請號: 201710295362.1
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107023338B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 王振宇;林士兵
• 申請（專利權）人: 申能股份有限公司
• 主分類號: F01K13/02
• 分類號: F01K13/02;F02C6/18;F01K23/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 韓雙宏

本發明的一種聯合循環發電機組的燃機和汽機同步升負荷方法，在汽機啟動過程中，控制系統控制汽機入口閥門開度增大，并同時控制旁路管道上的控制閥的閥口開度減小，從而使余熱鍋爐流至汽機中的蒸汽量增加，進而使汽機發電負荷量上升；與此同時，控制系統控制燃機增加燃料，從而使燃機發電負荷量上升；這樣，燃機與汽機同步進行升負荷，從而節約了燃機與汽機升負荷所用的時間，能夠使燃機?汽機聯合循環機組快速地進入到效率較高的正常負荷段運行，從而提高了燃機?汽機聯合循環機組的經濟效益和調峰性能。

技術領域

本發明涉及一種聯合循環發電機組的燃機和汽機同步升負荷方法，屬于燃氣及蒸汽發電技術領域。

背景技術

燃機(即發電用燃氣輪機)和汽機(即發電用汽輪機)是電廠發電中的主要設備。燃機-汽機聯合循環電站以其高效、環保、靈活的特性，成為目前世界上最重要的發電形式之一。在國內，燃機-汽機聯合循環機組大多被定位為調峰機組，晝開夜停、啟停頻繁，啟停階段的運行時間在單次運行的總時間中占比大。在燃機啟動階段，燃機的發電負荷低、燃機的效率也低，燃機的氣耗水平遠高于正常負荷情況，因此，在啟動階段，燃機的效率低，經濟性差。因此，提高燃機-汽機聯合循環機組啟停過程的經濟性，對于改善燃機電廠的經濟效益非常重要。如圖1所示，燃機-汽機聯合循環機組包括燃機1和汽機3，燃機1和汽機3分別與發電機5連接并帶動發電機5發電，燃機1排放的高溫煙氣進入到余熱鍋爐2中將余熱鍋爐2中的水加熱成高溫高壓的蒸汽，蒸汽進入到汽機3中帶動汽機3轉動而發電，從汽機3中排出的蒸汽進入凝汽器6中凝結成液態水，液態水再由給水泵7輸送至余熱鍋爐2循環利用；主蒸汽管道8上還設有與汽機3并聯的旁路管道9，旁路管道9上設有控制閥4，在燃機-汽機聯合循環機組啟動的暖機階段，汽機3的入口閥門10關閉，控制閥4打開，蒸汽從旁路管道9直接進入凝汽器6。

現有技術中，如圖2所示，對于單軸聯合循環機組，在啟動階段，較為普遍的控制策略是：燃機啟動并在暖機負荷維持運轉，等待汽機沖轉并網并完成升負荷(汽機與凝汽器之間的旁路管道上的控制閥完全關閉則汽機完成升負荷)后，燃機再根據汽機所承受的應力情況進行升負荷(燃機中添加燃料則增加燃機負荷)，直至燃機與汽機的發電負荷總量達到目標發電負荷量。在此過程中，燃機始終在低負荷情況下運行，燃機的效率較低、經濟性較差。

為提高聯合循環啟動過程經濟性，現有的聯合循環機組快速啟動技術方案中，由于傳統汽包鍋爐的汽包熱慣性大，啟動時熱應力大，制約了燃機快速升負荷，因而現有的聯合循環機組快速啟動技術主要用于采用直流鍋爐的聯合循環機組；此外，現有的聯合循環機組快速啟動技術要求放開汽輪機應力限制來實現燃機和汽機同步升負荷，因此，該技術僅在機組極熱態啟動(汽輪機中壓轉子溫度高于350℃)時投用。可見，現有的聯合循環機組快速啟動技術雖然可以實現燃機與汽機同步升負荷功能，但其應用場合有限，限制條件較多，實際應用不方便。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種聯合循環發電機組的燃機和汽機同步升負荷方法，能夠縮短燃機-汽機聯合循環機組的啟動時間，提高經濟效益和調峰性能。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種聯合循環發電機組的燃機和汽機同步升負荷方法，采用如下技術方案：