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蒸汽轮机及燃气-蒸汽联合循环机组一次调频技术分析摘要：本文将详细介绍燃气-蒸汽联合循环机组一次调频技术的基础操作要求，通过专业的研究与分析，精准找出蒸汽轮机与燃气-蒸汽联合循环机组运用一次调频技术的操作过程，过程内容包含明确操作原理、控制发电机组并网状态及分析调频特性等，再根据试验操作结果，确认燃气-蒸汽联合循环机组的使用状态，确保蒸汽轮机可持续运用效果。
关键词：一次调频技术；循环机组；燃气-蒸汽联合；蒸汽轮机引言：当前电力系统运行期间的重要任务为控制监视频率变化，发电机组一次调频技术的应用状态直接影响电力系统的实际操作效果，相关部门要合理规划发电机组的应用形式。
蒸汽轮机与燃气-蒸汽联合循环机组属新型发电方式，可高效运用一次调频技术，确保电力系统监视控制效果。
1蒸汽轮机及燃气-蒸汽联合循环机组一次调频技术的操作要求首先，当前蒸汽轮机与燃气-蒸汽联合循环机组在使用一次调频技术时，要适当明确火电机组内部调速系统的转速，该项数值需保持在5%以内。
明确一次调频技术的运用区域，将调频死区控制在0.033Hz左右。
其次，若电网频率的内部变化超出调频死区控制范围，则电液调节类机组的实际响应时间要保持在3s以内；当电网频率变化范围超出机组的一次调频死区范围时，则要在超出该范围的15s以后，明确机组实际调节量，将理论调节量与实际调节量进行科学比对，将液压调节机组与机械调节机组的调频目标值进行合理调整，尽量在15s以内使各项数值的误差控制在合理范围中。
最后，蒸汽轮机与燃气-蒸汽联合循环机组在使用一次调频技术时，若电网的变化频率保持稳定，可适当观察机组负荷的变化范围，并明确一次调频技术的运用时间，将该时间设定在60s左右。
2蒸汽轮机及燃气-蒸汽联合循环机组一次调频技术实践运用2.1明确操作原理在科学控制蒸汽轮机与燃气-蒸汽联合循环机组下的一次调频技术时，要明确技术操作原理，合理规范技术操作内容。
具体来看，燃气-蒸汽联合循环机组在采用一次调频技术时，需恰当关注电网频率与额定值相偏离后，发电机组内部的调节控制系统会增加自动控制机组内的有功功率，使电网频率的变化范围始终处在额定范围中。
燃气-蒸汽联合循环电站热力性能试验方法探讨任其智(南京燃气轮机研究所,江苏南京 210037)[摘 要] 探讨燃气-蒸汽联合循环电站的热力性能试验方法,并结合实践提出了一些具体的计算及修正方法。
[关键词] 电站;燃气-蒸汽联合循环;热力性能试验;燃气轮机;发电机组[中图分类号]TK262;TK472 [文献标识码]A [文章编号] 1002-3364(2001)03-0002-051 试验过程和要求通常燃气-蒸汽联合循环电站的热力性能试验是按ISO2314(1997年12月1日批准)AMENDME NT1的要求进行。
当联合循环电站的各个设备均达到稳定运行状态时,进行各有关参数量的测量,然后根据测得的结果进行计算和必要的修正,以获得在ISO条件下电站的出力和热耗率数据,并与合同保证的热力性能值进行比较,以判断联合循环电站在热力性能上是否合格。
燃气轮机发电机组的稳定运行状态见表1。
如果各参数的变化均满足表1的要求,则认为燃气轮机发电机组的运行已达到了稳定状态。
实际上,试验时全面满足要求是不现实的,例如燃料的比能,试验时不可能马上知道,所以也就无法判断燃料比能的变化是否满足要求。
一般情况下,主要是看压气机的进口空气温度和透平的排气温度,不超过表1的标准,就认为燃气轮机发电机组的运行达到了稳定状态。
蒸汽轮机发电机组稳定运行状态的标准见表2。
在燃气轮机达到稳定状态后只要各物理量的变化不超过表2的标准,就认为蒸汽轮机发电机组的运行达到了稳定状态。
只要机组各物理量的测量精度达到了表3的要求,就认为热力性能试验结果达到了精度要求,试验结果可信。
在试验中全面达到表3的要求是不可能的,主要看功率测量和燃料流量测量的精度是否达到了表3的要求即可。
热值和热耗率在以后的计算中才能判断其精度。
一般情况下,在试验过程中,只要试验中所用的油或天然气的成分没有多大变化,则燃料的热值就不会有多大的变化,机组的热耗率亦就可信了。
表1 运行条件下的最大允许变动量物理量试验中任何一次读数与报告给出的平均读数之偏差输出轴转速 1%试验现场大气压力 1%压气机进口处空气温度 2液体燃料的比能(高热值和低热值)2%气体燃料的比能(高热值和低热值)2%气体燃料的供给压力 1%(平均绝对大气压力)燃料供给温度 3排气压力 1%(平均绝对压力)工质进口压力 1%(平均绝对压力)冷却介质进口温度 3冷却介质温升 2透平排气温度 2表2 各参数与规定状态的最大偏差物理量与试验规定状态的最大允许偏差抽汽压力(调节抽气) 5%排汽压力背压式汽轮机 5%冷凝式汽轮机 25%(冷凝器不在保证之列)抽汽流量 10%冷却水流量 15%(冷凝器属供货的一部分)冷却水入口温度 5K(冷凝器属供货的一部分)2表3 各参数的精度测量的物理量误差/%说明功率小于 0.5每一次测量燃料流量油 0.6天然气 1.0热值 0.5油和天然气热耗率油 1.3一台燃机配一台汽机天然气 1.5一台燃机配一台汽机通常,当燃气-蒸汽联合循环电站投入正常运行时,燃气轮机发电机组早已投入简单循环运行,虽然余热锅炉和汽轮发电机组处于∀全新、清洁#状态,但燃气轮机发电机组绝不是∀全新、清洁#状态。
燃气轮机及联合循环一次调频控制分析摘要：当前，人们对能源的需求也越来越大，因此对燃气轮机的要求也在不断的提高和更新。
目前国内的燃气轮机机组主要是采用定子结构，定子是由转子叶片和定子外的旋转部件构成的一个整体。
本文主要研究燃气轮机及联合循环一次调频控制分析。
关键词：燃气轮机；联合循环；一次调频；控制分析引言由于单级的燃气轮机换热器效率低，所以为了解决这一问题，需要将单级的换热器进行改进，它具有三个优点:一是它的功率比较大，而且体积较小，二是它的重量较轻，三是其可靠性高，并且能承受高温。
本文针对传统的换热管式燃气轮机的二次调频系统的研究现状，提出了一种新的控制方案，并对该控制系统的控制做详细的分析说明。
一、相关理论概述燃气轮机的主要作用就是将燃气的热能转换为机械能，从而实现对燃料的利用和输送[1]。
在实际的生产中，由于工质的特性和工作环境的不同，会产生很多的热交换，因此需要对其进行优化处理。
目前常用的燃气轮机的热力系统有两种，一种是直接加热，另一种是间接冷却。
其中最常见的有三种，分别为蒸汽涡轮式、离心式、喷射式。
这三种方式都属于传统的热力设备，但是它们的缺点在于效率低，而且运行成本较高。
本文所研究的循环一次调频控制系统，采用的是离心循环调频控制技术，它具有节能环保的优点；同时它还可以提高机组的可靠性以及稳定性，减少了维修维护的费用；另外，该方法也能有效地防止故障的发生与扩大，保证了机组的安全可靠。
二、燃气轮机及联合循环一次调频控制分析（一）联合循环一次调频控制方法在联合循环调频控制系统中，主要有两种控制方法:主回路控制和副系统控制。
主控单元通过对机组的运行状态进行监测，并根据数据的变化情况，采取相应的措施对其实施调节，使整个过程处于最佳的工作状况[2]。
主控单元的作用是将各个工况下的工况信息传递给副控制器，从而实现对各机段的操作和调整。
同时，也可以将副控单元的参数反馈给PLC，然后再把这些信号传输给单片机，进而完成对各机段的监控任务。
对燃气-蒸汽联合循环机组效益计算及运行优化的研究发布时间：2022-01-10T06:42:44.019Z 来源：《科技新时代》2021年11期作者：田海滨[导读] 但是目前国际天然气价格的飙升以及燃机电厂机组频繁的调峰启停使得发电成本一直处于高位状态。
在这样的背景下，要提高经济效益就必须对机组运行进行优化。
华电（北京）热电有限公司北京市 100055摘要：随着我国用电量的不断增长以及对环境保护的要求越来越高，该如何对燃气与蒸汽联合循环机组的运行优化并对其效益简单计算成为现阶段最为主要的问题。
本文主要从机组概况介绍、整体优化思路、效益计算以及优化分析这几个方面来进行探讨，以供参考。
关键词：燃气与蒸汽联合循环；效益计算；运行优化一、引言大环境驱使下传统的能源结构已经不符合我国经济发展需求，尤其是电厂方面在能源使用上逐步从煤炭转向天然气，这就使得天然气的应用与发展有了进一步的提升空间，越来越多的燃气与蒸汽联合循环机组在电厂中投入了使用。
但是目前国际天然气价格的飙升以及燃机电厂机组频繁的调峰启停使得发电成本一直处于高位状态。
在这样的背景下，要提高经济效益就必须对机组运行进行优化。
二、燃气-蒸汽联合循环机组概况机组设备的总体情况：本企业燃气热电工程共有两套254MW的E级高效燃气与蒸汽联合循环发电机组，每一套联合循环发电机组的配置都是完全相同的，都包含有一台燃气轮机、一台燃机发变组、一台蒸汽轮机、一台汽机发变组、一台无补燃双压余热锅炉以及上述相关设备所配套的一些辅助设备所组成。
2.1 燃气-蒸汽联合循环机组结构组成燃气循环系统与余热锅炉汽轮机汽水系统共同组成了联合循环机组的热力系统，在本企业中机组是按照“一拖一”的方式来运行。
其中燃气轮发电机组由上海电气-西门子公司提供，其型号为SGT5-2000E（V94.2），其基本负荷为166MW，尖峰负荷为170MW，极限负荷为173MW。
汽轮机为上海汽轮机有限公司生产的联合循环双压抽汽凝汽式汽轮机(LZC80-7.80/0.65/0.15型)，额定功率为81.55MW，冬季供热工况功率为57.354MW。
燃气蒸汽联合循环机组单轴与多轴配置的特点及方案比较摘要：联合循环机组中的燃气轮机、汽轮机和发电机的不同布局关系而形成的轴系配置型式，与电厂的总体布置和厂房结构、检修方式等有关，而且对机组运行、操作与性能（特别是变负荷）以及投资成本等都有很大关系。
本文将从电气设备、控制系统、安装、运行特性、维修、建设安排、事故影响等方面对不同配置方案进行对比分析。
关键词：燃气轮机；联合循环机组；方案1.引言燃气－蒸汽联合循环机组有单轴机型和多轴机型两大类。
所谓单轴即燃机、汽机、发电机共用一根轴；多轴是指燃机和燃机发电机一根轴，汽机和汽机发电机另一根轴。
早期机组配置中一般大容量燃机用于调峰，多配单轴；容量较小的常用于热电联产，一般按多轴配置。
近几年大型燃机用于热电联产的工程增多，对于此类项目，也有单轴和多轴两种布置。
一般在供热量不是很大的情况下可选用单轴机组，在供热量较大的情况下则选用多轴机组较多。
2.单轴配置的特点单轴布置的配置方式即燃气轮机、发电机和蒸汽轮机串联安装在同一根轴系上，由燃气轮机和汽轮机共同驱动一台发电机。
发电机可以位于燃气轮机和汽轮机之间，也可以位于汽轮机排汽端。
这种方案只能用于单台燃机、单台余热锅炉和单台汽轮机匹配的情况，即所谓1+1+1单轴布置方案。
单轴配置又有两种方式：2.1发电机尾置方式燃气轮机+向下排汽的汽轮机+发电机的连接方式，简称发电机尾置方式。
这种连接方式的优点是：发电机位于机组端部，发电机出线和检修时抽转子比较方便。
缺点是：①汽轮机在中间，汽轮机向下排汽使整套联合循环机组必须布置在较高的运转层上。
②发电机只有当燃气轮机和汽轮机都安装完毕后才能投运，不利于安装周期较短的燃气轮机及早投产发电。
③运行中蒸汽系统出现故障时，燃气轮机仍拖着汽轮机空转，一方面汽轮机不能停机检修，另一方面汽轮机叶片鼓风发热，还必须设置小的辅助锅炉，产生辅助蒸汽通入汽缸进行冷却。
④汽轮机正常启动时，也需要辅助蒸汽汽源提供轴封汽和汽轮机一开始空转时汽缸所需的冷却蒸汽。
燃气—蒸汽联合循环机组的汽轮机启动过程优化燃气—蒸汽联合循环机组的汽轮机启动过程优化摘要：我国从20 世纪90 年代末开始从国外大量引进9E 级燃气轮机机组参与电网调峰，燃气轮机已经成为电网主力调峰机组。
为加快汽轮机的启动速率，缩短暖机时间，提高燃气-蒸汽联合循环机组调峰能力，本文分析了控制系统与计算模型，针对燃气—蒸汽联合循环机组的汽轮机启动过程优化进行详细探究。
关键词：联合循环机组；汽轮机；过程优化引言在燃气-蒸汽联合循环机组启动过程中，燃气轮机启动响应快速，几分钟内可达到额定负荷，而联合循环汽轮机启动相对较慢，一般需要3-4h，因此在燃气轮机到达额定负荷运行时，汽轮机还处于持续3个多小时的暖机阶段。
在这个时间段中，燃气轮机的排气大部分从旁路直接排出，余热锅炉的蒸汽也通过旁路阀排至凝汽器，造成巨大的能源损失。
为了减少启动过程中的能源损失，本文研究在保证长期安全可靠运行的前提下机组的快速启动实施方案，重点是如何将机组启动过程中转子因温差而产生的热应力控制在合理水平。
一、控制系统与计算模型1、控制系统某9E燃机机组为300MW燃气-蒸汽联合循环机组，共2台燃气轮机、2台立式非补燃单压强制循环炉。
配套的100MW汽轮发电机组为单缸、多级、冲动、纯凝式轴向排汽机组，额定功率103MW、主蒸汽压力 6.6MPa，主蒸汽温度为503℃。
油改气后，燃气轮机控制采用MARKVIE，汽轮机控制纳入DCS 控制系统，余热锅炉及电站的主控采用ABB公司的DCS控制系统，自动化水平较高，能够实现整套机组的全自动启停，满足简单循环或联合循环等多种运行方式要求，并可实现自动负荷控制。
但控制逻辑设计上附加了很多限制，启动过程中经常因辅机设备某一条件不满足而导致整个程序无法顺利执行，需运行人员手动干预提升启动速度。
由于经验等方面原因，不同运行人员在汽轮机启动过程中的耗时会有所不同，因此快速启动在人员操作、控制优化等方面还有较大的潜力可挖。
燃气——蒸汽联合循环电站机组运行优化的分析李晓东摘要：在科技不断发展的同时，人们的环保意识也在逐渐提升。
在电力产业当中，燃气轮机、联合循环电站的重要性日益凸显，能够更好的适应国民经济发展对电力产业的需求。
为了进一步提高机组运行经济性，采用了美国GE公司S109FA型无补燃三压再热式联合循环，通过理论分析，开发编制软件，可对不同燃气轮机初温状态下的联合循环机组运行参数优化配置加以计算，提高机组发电效率。
同时根据获取的数据，分析了参数对联合循环效率的影响及趋势，为联合循环机组运行及应用提供指导。
关键词：燃气——蒸汽；联合循环电站；机组运行优化前言：能源资源和能源利用情况，对于国家经济实力、发展状况等有着直接的影响，在能源利用中，目前最主要的就是将能源转换为电能，为社会、科技、经济活动及发展提供电力支持。
过去人们的发电主要使用燃煤蒸汽轮机电站完成，但燃煤或消耗大量不可再生资源，并且会带来严重的环境污染问题。
燃气——蒸汽联合循环，就是在叠置高温区工作燃气轮机循环和低温区工作蒸汽轮机，形成总能利用系统。
联合循环发电的优势在于运行调整灵活、占地少、污染小、造价低、热效率高等，在电网调峰机组、电网基本负荷发电等方面，均可得到理想的应用。
1 燃气——蒸汽联合循环的理论分析1.1 燃气轮机循环燃气轮机作为热动力设备，主要工质是燃气、空气，构成部分包括燃烧室、压气机、燃气涡轮。
在工作过程中，轴流式压气机吸入空气，压缩到一定程度，向燃烧室输送，并向燃烧室喷入燃料，混合压缩空气后燃烧形成高温燃气，输入燃气涡轮膨胀作功。
压气机消耗部分机械功运动，对外输出其它部分作为有效功，作功后排放废气。
当前采用燃气轮机装置保持燃烧室压力不变，定压状态下燃烧燃料。
理想循环过程包括定压放热、绝热膨胀、定压吸热、绝热压缩等可逆过程，称为布雷顿循环。
1.2 余热锅炉及蒸汽轮机在联合循环中，汽轮机、余热锅炉是蒸汽系统的核心，能量转换的利用系统，可对燃气轮机排气余热进行回收转换利用。
联合循环中重型燃气轮机一次调频控制逻辑优化摘要：对于燃气-蒸汽联合循环机组来说，有其特殊的协调控制模式，为了提升整套联合循环机组的效率，蒸汽轮机采用滑压运行的方式，不具备一次调频功能，所以燃气轮机需要承担更多的调频任务。
通过分析，确定目前机组的调频能力与电网要求的差距，并设计了几项用于提升机组调频能力的软件优化方案。
关键词：联合循环；一次调频；速度变动率；燃烧调整一、并网机组一次调频功能的要求众所周知，电网中的电能是不能进行储存的，需要实时调整供应侧与负荷侧的平衡，否则可能会引起电网周波的波动，电能质量不佳可能会引起用户设备的损坏，甚至造成诸如2003年美国东北部大停电、2006年欧洲大停电等恶性的电网事故。
对于网频平衡的调节，一次调频是最基本也是最有效的方式，能够根据网频的实时波动情况，使每台并网机组均进行贡献，向网频波动相反的方向增加或减少机组出力，起到平衡电网周波的作用，以华北电网为例，要求所有并网机组均具备一次调频功能，且不能退出，同时还对一次调频的限幅、动作死区、增益、稳定时间、贡献电量等指标进行了明确的要求。
目前我国对于火电燃煤机组一次调频功能的研究已趋于成熟，但是对于燃气轮机组的一次调频的研究开展的还比较浅，主要原因是，燃气轮机均为外国进口产品，在国外通常用于单机运行快速调峰，所以单独的一次调频参数设置能够满足相关要求，但是在国内，通过联合循环的方式，引入了蒸汽轮机，这在无形中增加了整套机组的负荷总量，相当于单台燃气轮机需要承担更多的调频任务。
二、联合循环机组一次调频现状华北电网区域内的联合循环机组普遍由三大主机厂的燃气轮机垄断，燃气轮机与国内主机厂合作生产的蒸汽轮机配合组成联合循环机组。
一次调频功能是一项电网与电厂相互博弈的功能，对于电网来说，希望所有并网机组都能够在网频发生波动时做出贡献，向着反方向进行调节，这样有利于电网的稳定，有助于电能质量的提升。
但对于并网机组来说，希望参与到一次调频的量越少越好，过度频繁的波动，会造成燃气调节阀、锅炉受热面、汽机叶片等部件的老化加速，所以有些电厂会限制一次调频的动作幅度与动作速率，甚至通过逻辑造假的方式退出一次调频功能。
燃气-蒸汽联合循环机组（单轴）一次调频参数的优化摘要：叙述了大唐肇庆热电公司配套的安萨尔多AE94.3A型燃机一次调频功能的实现方式，阐述了燃气轮机一次调频工作原理，以及在多次发生调频品质不合格后对调频参数进行的优化。
一、一次调频控制原理大唐肇庆热电建设两台套燃气-蒸汽联合循环机组，为一拖一分轴布置，整套机组总功率为450MW，其中燃机型号为安萨尔多AE94.3A型，燃机发电功率为300MW，汽机发电机组额定功率为150MW，单元机组容量450MW，该厂燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频均由燃机部分实现，汽机不参与一次调频调节。
按照《南方区域发电厂并网运行管理实施细则》要求，火电机组的一次调频量是按照单元机组的总负荷来计算的，因此，燃机部分实现的一次调频必须满足整台套的调频值。
根据安萨尔多9F型燃机的性能特性，燃机在压气机进口导叶（ＩＧＶ）打开前的低负荷区间（比如０％～４０％负荷），其实际排气温度在全速空载排温与额定排温之间大范围变化，相应地，其燃烧室内的温度也发生大范围变化。
为了防止燃机透平叶片及其部件承受过大热应力，其控制程序不允许在低负荷区间投入调频功能，也就是说调频功能只有在ＩＧＶ开度范围内（即燃气轮机实际排气温度稳定时）起作用。
调频过程中，燃机负荷变化比较频繁，为了防止燃气轮机热部件在没有充分热膨胀前承受过大热应力，通常需并网暖机一段时间（安萨尔多9F型燃机设置为2h）之后才进行一次调频。
燃气轮机调频原理架构如下：图1 某型燃气轮机一次调频原理架构从图１可以看出，安萨尔多AE94.3A型燃气轮机的一次调频功能由负荷控制器、大频差控制器、小频差控制器和选择回路４个功能块组成。
１、负荷控制器负荷控制器采用ＰＩ结构闭环控制器，接收设定负荷信号，反馈实际负荷信号，控制器的输出信号最终用于调节燃料阀开度。
机组并网后，负荷控制器控制燃气轮机，使其达到目标负荷。
２、大频差控制器大频差控制器在电网产生大幅度频差（频差≥０．２５Ｈｚ）时进行调频，在燃气轮机并网后，此功能块在ＩＧＶ开度范围内始终起作用，不受运行操作画面的一次调频投退按钮控制。
