M701F4联合循环机组高压给水泵变频改造可行性分析

M701F4燃气—蒸汽联合循环机组TCA系统优化方案对M701F4机组的TCA典型设计进行优化，达到提高运行可靠性以及运行设备节能的效果。

标签：优化；节能；TCA系统1 水冷式TCA系统的简易流程三菱M701F4燃气-蒸汽联合循环机组，燃气轮机透平转子冷却空气系统（TCA系统）采用水冷式系统。

该系统通过管壳式空气冷却器的换热功能，利用余热锅炉高压给水系统的水来冷却燃气轮机压气机出口的空气，吸收了热量的水直接进入高压汽包。

由于热量在整个循环过程中基本上没有损耗，因此大大提高了整个联合循环的效率。

水冷式TCA系统的简易流程图如图1：从图1可看出，TCA出口给水进入余热锅炉高压汽包，因此TCA出口的温度需接近高压汽包内蒸汽饱和温度。

另外，由于TCA水侧出口水温高，容易在TCA出口管道中发生汽化，损坏管道和阀门，威胁TCA设备安全和机组的安全稳定运行。

为了避免汽化，需将TCA水侧出口管道的给水压力稳定在TCA出口水温度高15℃的温度所对应的饱和压力以上。

2 水冷式TCA系统优化方案根据东方现有执行项目的情况，为了保证管道和设备在机组的各种运行工况下都不发生汽化，通常需将高压给水泵的出口压力稳定在16.5MPa左右。

目前，国内电厂为了有效降低机组在启动、停机以及部分负荷时的能耗，通常会考虑将锅炉给水泵配置为变频泵或者液力耦合型式的给水泵。

但是，采用水冷式TCA 系统后，为了避免TCA水侧出口管道以及后端设备发生汽蚀，在部分负荷时也需要维持较高的给水压力，因此，采用变频给水泵的变频范围缩小，基本无法采用变频设备。

为了解决以上问题，结合各项目的需求和想法，现对该系统提出了以下一些优化方案：2.1 改变TCA换热器的设计，保证TCA气侧出口的设计温度不变，仅降低TCA水侧出口的设计温度（暂按降低10℃计算）。

降低TCA出口给水温度后，防止TCA内给水汽化的最小给水压力也随之下降，压力为14.1MPa。

但是采用该方案后，余热锅炉高压汽包的接近点温差也会随之增加。

某M701F燃机电厂6kV凝结水泵电机变频改造介绍摘要：介绍惠州LNG电厂三菱M701F燃气-蒸汽联合循环机组6kV凝结水泵电机变频改造的实施方案；结合变频改造前后参数的比较，展示了变频改造明显的节能降耗效果；通过变频改造将近一年时间的运行，提出了一些运行、维护方面的经验供大家交流。

关键词：凝结水泵；变频；节能降耗。

引言惠州LNG电厂一期3×390MW发电机组采用三菱M701F燃气-蒸汽联合循环机组。

作为广东电网调峰机组，一般情况下为两班制运行，即白天调峰运行，晚上负荷低谷时停机，周末根据负荷情况安排启停机。

每台机组正常情况下的负荷调节范围为240-390MW。

由于机组负荷经常处于变化之中，余热锅炉低压汽包对凝结水的需求量也处在不断变化之中，而单纯依靠余热锅炉低压汽包前给水气动调阀的调节，势必造成凝结水泵的功率浪费。

综合考虑机组运行安全可靠性，以及运行中和停机后的凝结水供应情况，决定首先对#3机组A凝结水泵进行变频改造，作为试点，观察其在安全、经济两方面的成效。

1凝结水泵介绍机组凝结水泵为上海凯士比生产的筒形立式凝结水泵，其电机型号为YLKS450-4，型式为Y型立式布置空-空冷。

电机额定参数为：630kW、6kV、70.5A、1480rpm。

机组凝结水泵所提供的凝结水的用户主要有余热锅炉低压汽包给水（400t/h以内）、各阀体的密封用水、汽机低压缸喷水（减温水）、凝汽器水幕喷水、低压轴封蒸汽减温水、中压旁路减温水等。

2变频改造介绍2.1变频工作原理：按照电机学的基本原理，电机的转速满足如下的关系式：n=（1－s）60f/p=n0（1－s）（p：电机极对数；f：电机运行频率；s：滑差）从式中看出，电机的同步转速n0正比于电机的运行频率(n0=60f/p)，由于滑差s一般情况下比较小（0~0.05），电机的实际转速n约等于电机的同步转速n0，所以调节了电机的供电频率f，就能改变电机的实际转速。

M701F4型燃机“一拖一”多轴联合循环机组闭式水系统节能分析及优化措施作者：杨翔胜朱贺徐振谊来源：《科学与财富》2017年第24期摘要：本文针对M701F4型燃机“一拖一”多轴联合循环机组闭式水系统能耗较大的问题，对闭式水系统进行节能分析，并提出优化措施，以供大家一同探讨。

关键词：联合循环；闭式水；节能；优化1 引言某电厂现有两套额定功率为460MW的M701F4型燃机“一拖一”多轴联合循环机组，每套机组配置1台燃气轮机、1台汽轮机、1台余热锅炉和2台发电机。

燃气轮机、蒸汽轮机与发电机布置形式为双轴，额定转速3000r/min。

该厂两套机组自2014年9月建投产以来，闭式水系统一直存在能耗较高的问题，影响厂用电率。

因为投产时机组为新型机组，国内并没有更多先进运行经验可以借鉴，所以在投产后两年多的运行时间里，该厂技术人员一直对闭式水系统进行节能分析，积累了较多有效的节能措施，现将节能分析及优化措施进行总结梳理，对今后的同类型机组的运行具有一定的借鉴意义。

2 设备概况该厂两套机组闭式水系统均采用水质较好的除盐水或者凝结水补水，经闭式水泵升压，水水热交换器换热后，供水至燃气轮机、汽轮机、余热锅炉及发电机各辅助设备，直接或者间接带走各辅助设备产生的热量，保证辅助设备安全运行。

冷却辅助设备后的闭式水回到闭式水泵进口，形成一个循环。

两套机组的闭式水系统之间设置有两个联络电动阀。

每套机组闭式水系统分别配置一台变频器，两台闭式水泵，运行方式为：一用一备。

闭式水泵为单级双吸水平中分卧式离心泵，其参数如下：流量：1980 m3/h，扬程 53m，机械密封转速：1245 r/min，电动机端看为顺时针转向，必须汽蚀余量：5m，效率：90% 。

闭式水泵电机参数如下：400kW，6000V， 1486 r/min，额定电流：46.3A。

3 节能分析及优化措施3.1 单套机组运行，另一套机组备用时，闭式水系统母管制运行在两套机组正常运行时，每套机组闭式水系统彼此单独运行。

给水泵变频改造可行性报告[管理资料]《给水泵变频改造可行性报告》一、引言给水泵是给水系统中的关键设备，它的运行效率和稳定性对整个供水系统的运行非常重要。

传统的给水泵使用电阻或者节流阀来调节流量，效率低下且能耗高。

因此，通过将给水泵进行变频改造可以有效提高其能效，降低能耗，提高整个供水系统的可靠性和稳定性。

二、目标本报告的目标是评估给水泵变频改造的可行性，包括技术可行性、经济可行性和环境可行性。

三、技术可行性分析1.变频技术原理变频技术是通过改变电机的电源频率来调节电机的转速，从而实现对泵的流量和扬程的精确控制。

这种调速方式比传统的节流调速更加高效、可靠。

2.变频系统构成3.技术可行性分析在技术方面，给水泵变频改造已经得到了广泛应用，验证了其可行性。

变频器的性能稳定，控制精度高，适用于不同规模、不同扬程和流量的给水泵。

同时，变频器还能够对电机的起动电流进行控制，延长电机的使用寿命。

四、经济可行性分析1.成本估算2.经济效益五、环境可行性分析六、结论根据对给水泵变频改造的技术可行性、经济可行性和环境可行性的分析，可以得出以下结论：1.给水泵变频改造技术成熟，应用广泛，能够提高供水系统的稳定性和能效。

2.给水泵变频改造的经济效益显著，能够在短期内收回投资，并减少维护费用。

3.给水泵变频改造有利于减少能源消耗，降低环境污染。

综上所述，给水泵变频改造是可行的，具有良好的技术可行性、经济可行性和环境可行性。

在实际应用中，应根据实际情况进行具体技术方案设计，并结合经济和环境因素进行综合评估和决策。

• 26 •内燃机与配件M701F4燃气轮机联合循环机组高压汽包水位控制异常分析与处理江溢洋(中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东分公司，合肥230031)摘要：针对某M701F4燃气-蒸汽联合机组在运行过程中经常出现的高压汽包水位控制品质恶化的情况，通过分析，发现由于系 统结构复杂，而控制逻辑设计相对简单，未充分考虑各回路之间的相互影响，最终导致给水控制调节阀频繁大幅摆动，引起高压汽包 水位波动异常。

通过对控制参数的修改初步解决了该问题，对进一步优化设计也提出了针对性建议。

关键词：燃气轮机联合循环机组;M701F4;高压汽包水位控制；TCA;控制逻辑优化0引言汽包水位是表征汽包安全稳定运行的重要标志，过高将影响汽水分离效果，使饱和蒸汽湿度增大，造成蒸汽管道及汽轮机进水，甚至腐蚀损坏叶片。

水位过低时将破坏锅炉水循环，在负荷略有变化时很容易因补水不及时引起蒸发管道进汽，导致水冷壁受热不均或干烧，严重时造成汽包破坏或爆炸[1]。

因此，汽包水位控制对于机组运行安全显得极其重要。

M701F4燃气-蒸汽联合机组的高压汽包控制系统，在常规给水回路的基础上并联增设了一套燃机转子及动叶系统中的空气冷却器 (简称TCA)的冷却水回路[2]。

如图1所示，该冷却水回路同 样由高压给水泵供给进水，经过冷却器换热后设置有两个 线路回水；一路至凝汽器（线路1)，一路至高压汽包（线路 2 )。

通常对于机组在启动、低负荷阶段或紧急情况时，该给 水回路由线路1回水至凝汽器；在机组升负荷达到一定值 后，自动切换至线路2回水，同时线路1转为备用状态。

线 路1和线路2的流量分别各自的流量调节阀（FCV)控制，切换过程由控制系统自动完成[3]。

由于给水回路的增加，而且TCA冷却水回路涉及燃 机系统安全稳定运行，对其冷却水流量的保障具有较高要 求，因此相对于常规机组高压汽包水位控制，M701F4燃 气-蒸汽联合机组具有更大控制难度。

1高压汽包水位控制异常情况及原因分析1.1异常情况如图2所示，某厂某机组高压汽包水位在实际运行中 暴露出水位自动控制品质不佳的问题，在部分负荷段水位作者简介：江溢洋（1991-)男，硕士研究生，主要从事发电厂生产 过程自动化工作。

M701F4型燃机TCA给水泵经济性分析摘要：为了适应我们面临的巨大电力需求以及环境保护的需要，燃气-蒸汽联合循环机组凭借自身清洁高效、自动化水平高的优势迅猛发展，同时随着燃机行业的不断发展，新机型的更新换代，对机组的效率以及节能要求也在不断提高。

因此分析TCA给水泵在M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组的应用情况以及必要性，提出一个经济、高效的运行方式，来满足机组在不同负荷下的节能要求，创造更大的经济效益。

关键词：M701F4；给水泵；TCA给水泵；经济性中山热电公司一期采用3*460MW燃气-蒸汽联合循环机组，燃机、汽机分轴布置，其中燃机为三菱M701F4改进型，区别于以往M701F3型机组，F4改进型机组的输出功率达到336MW，而采用水冷式TCA则是出力提高的主要原因之一。

1.TCATCA，即转子冷却空气冷却器，其作用是将燃机压气机压缩的部分气体引出，经冷却后通入燃机透平，用来冷却转子动叶，为透平提供一个更好的运行环境，冷却效果的提高使透平叶片能够适应更高的透平进口温度，从而使机组出力得到更大的提升。

M701F4型机组采用水冷式TCA，将机组锅炉高压给水与压气机抽出的气体进行换热，通过汽水换热的形式达到一个更好的冷却效果。

但为保证更好的冷却，要求来水具有一个较高的压力，约为15MPa，三菱公司原始设计是采用高压给水泵出口的高压给水来为TCA提供水源，但考虑到高压给水泵功率较高，同时大多采用变频设计，在保证高出口压力的条件下需保证电机在一个较高的频率下运行，可能影响机组运行的经济性，所以本厂提出采用单独TCA泵来提供高压力的冷却水，以保证经济性的要求，但考虑到不同负荷下机组的运行状况可能存在差异，就此进行了相关数据的分析。

2 高压给水和TCA冷却水合泵与分泵方案的对比分析结合本厂的蒸汽参数和泵厂的选型参数，现就高压给水和TCA冷却水合泵与分泵方案的对比简单分析如下，两方案泵组的技术参数分别如下表所示：从上述两个方案的对比表可发现：●在100%负荷，分泵方案的能耗反而比合泵方案的能耗大。

·M701F4杨基发(广东粤电大亚湾综合能源有限公司,广东惠州,516000)摘要:M701F4型燃气-蒸汽联合循环分轴机组热态启动时间相对偏长,受国际天然气市场及电力市场改革等多种因素影响[1],两班制运行机组较连续运行机组经济性相对较差[2]。

文章主要概述了通过优化燃气-蒸汽联合循环热态启动升负荷速率,缩短了M701F4燃气轮机机组热态启动时间,提高了两班制运行联合循环机组的经济性,优化后每年可节省启动成本约268.3万元。

关键词:联合循环,汽轮机,启动成本,节能中图分类号:TK262文献标识码:B文章编号:1674-9987(2023)04-0076-04 Study on Load-raising Rate Optimization of M701F4Gas-steam Combined Cycle During Hot Start-up再ANG Jifa(Guangdong Yudean Dayabay Comprehensive Energy Co.,Ltd.,Huizhou Guangdong,516000)Abstract:The hot start-up time of M701F4gas-steam combined cycle unit is relatively long,which is affected by many factors such as the reform of international natural gas market and power market,the economy of two-shift operation units is relatively poor compared with continuous operation units.In this paper,by optimizing the load-raising rate of the gas-steam combined cycle,the hot start-up time of the M701F4gas turbine unit is shortened,and the economy of the two-shift combined cycle unit is improved, after optimization,the annual start-up cost can be saved about2.683million yuan.Key words:combined cycle,steam turbine,start-up cost,energy saving第一作者简介:杨基发(1991-),男,本科,工程师,毕业于中山大学,燃气轮机运行值班员技师,主要研究运行节能降耗及运行管理工作。