在联合循环机组启停过程中如何 缩短燃气启动炉运行时间

M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组主蒸汽旁路系统控制策略介绍及优化发布时间：2021-03-25T02:24:39.647Z 来源：《河南电力》2020年9期作者：黄永昆[导读] 随着当前环保压力不断加大，燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。

本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统，该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成，采用 “一拖一，双轴”的布置方式，单套机组装机容量为460MW。

（广东粤电中山热电厂有限公司广东中山 528445）摘要：旁路系统是蒸汽轮机主蒸汽系统的重要组成部分，它在燃气-蒸汽联合循环机组启停过程以及甩负荷时起着十分重要的作用。

本文主要介绍了M701F4型燃气轮机联合循环机组的主蒸汽旁路系统的主要作用，通过对主蒸汽旁路系统几种控制模式的介绍，描述旁路系统在机组运行过程中的控制过程，并通过介绍机组运行过程中一次特殊工况，分析现有旁路系统控制逻辑存在的问题，并提出解决方案。

关键词：M701F4燃气轮机；联合循环；旁路系统；控制模式随着当前环保压力不断加大，燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。

本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统，该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成，采用 “一拖一，双轴”的布置方式，单套机组装机容量为460MW。

在燃气-蒸汽联合循环机组中，旁路系统在机组启停过程以及甩负荷时起着重要作用，它的功能是，当余热锅炉产生的主蒸汽不满足蒸汽轮机运行需求时，这部分主蒸汽会通过旁路系统回到凝汽器，从而防止余热锅炉蒸汽管路超温、超压；另外，在汽轮机跳闸或甩负荷时，旁路系统可以联锁快开从而有效抑制主蒸汽压力、温度参数波动，防止汽包水位波动，维持余热锅炉及燃汽轮机正常运行，从而缩小事故范围，减少机组损失。

燃气—蒸汽联合循环机组的汽轮机启动过程优化要求摘要：文章以有限元计算为基础，采用DCS动态组的方式，实现对机组的监视、在线应力计算等，并且对整个机组的启动过程进行优化，保证机组良好的经济效益。

关键词：联合循环；汽轮机；优化燃气—蒸汽联合循环发电机组可在应用过程中主要由燃气轮发电机组、余热锅炉、汽轮发电机组三部分构成，在实际应用中，整个机组启动较慢，通常需要3-4h才能正常工作，就会出现燃气轮机已经运行达到额定负荷，汽轮机还在暖机阶段，废气直接排出造成较大的能源损失。

一、燃气-蒸汽联合循环概述1.燃气-蒸汽联合循环简介燃气-蒸汽联合循环机组在运行过程中是将燃气作为高温工质，蒸汽作为低温工质，由燃气轮机排气作为蒸汽轮机装置循环加热源实现联合加热。

燃气-蒸汽联合循环机组属于第二代增压流化床联合循环（2G－PFBC－CC）也被称为补燃增压流化床燃气－蒸汽联合循环，其工作本质是增压流化床联合循环（PFBC－CC）基础上增加一套炭化炉、煤气除尘装置及燃气轮机补燃燃烧室。

煤在炭化炉中分解，就会产生低热值煤气以及焦炭，焦炭被送到增压流化床中燃烧，产生蒸汽，驱动汽轮机发电。

煤气送入燃气轮机燃烧室补燃，将增压流化床送来的烟气加热至1000℃以上，送入透平做功。

这种方案集中了IGCC和PFBC－CC的优点，能使循环的总功率和热效率都得到提高。

2.燃气-蒸汽联合循环研究内容燃气-蒸汽联合循环研究内容主要包括：第一，增压循环流化床气化技术的研究；第二，补燃燃烧室系统的研究；第三，高温烟气对燃气轮机叶片磨蚀研究。

3.燃气-蒸汽联合循环基本形式及特点燃气—蒸汽联合循环可以分为三种基本形式：（1）余热锅炉型（2）平行双工质型（3）增压锅炉型。

平行双工质型、增压锅炉型两种形式由于自身条件的限制，严重影响了其发展。

余热锅炉型燃气—蒸汽联合循环系统的构成和部件特点，余热锅炉型燃气—蒸汽联合循环在运行过程中主要是以燃气轮机的高温排气作为锅炉运行的热源，由于锅炉自身不消耗燃料，通过对燃气轮机排气余热的利用进行工作，因此被称为余热锅炉，所以整个机组也被称为余热锅炉型燃气—蒸汽联合循环系统。

浅谈燃气与蒸汽联合循环汽轮机的快速启动技术摘要：本文分析了燃气与蒸汽联合循环汽轮机的机组情况，我们分析了燃气与蒸汽联合循环汽轮机优化的办法及效果，主要包括优化启动过程操作与优化燃气轮机清吹时间，结合启动过程的分析，本文阐述了高压缸缸温和缸胀、汽轮机振动情况等相关技术与产生的效益。

关键词：燃气；蒸汽联合循环汽轮机；快速启动技术0 引言20世纪90年代末以来，我国从国外引进9E型燃气轮机机组参与调峰，燃气轮机已成为电网调峰的主要机组。

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，额定负荷可在几分钟内达到，而联合循环机组启动相对较慢。

通常需要3分钟4小时，所以当燃气轮机达到额定负荷时，汽轮机仍处于加热阶段超过3小时。

在此期间，大部分燃气轮机废气直接从旁路排出，余热锅炉的蒸汽也通过旁路阀排入凝汽器，造成巨大的能量损失。

为了减少启动过程中的能量损失，联合循环快速启动的研究主要集中在余热锅炉的快速启动上，如何优化汽轮机启动过程已成为当前研究的热点问题。

1 机组概况A发电公司的机组结构如下：美国GE公司9E机组燃气轮机为PG9171E型。

该机配备Q 1097/555-181U 31C-6.1N 0.63/532/256）三压强制循环余热锅炉和上海汽轮发电机有限公司生产的LZN55-5.6/0.65型脉冲冷凝单缸汽轮机。

燃气轮机燃料为天然气（柴油），环境温度为20℃、稳定运行在BASLOAD状态下时，燃气轮机出力为120MW，天然气质量流量达7．5kg/s（柴油质量流量达8．0kg/s）。

燃气轮机的工作介质是压缩空气和高温燃气，压气机从大气中吸入空气并把空气压缩到一定压力后送往燃烧室与喷入的燃料混合并燃烧，形成高温、高压燃气；然后经燃气轮机喷嘴和动叶逐级膨胀做功，推动燃气轮机转子带动压气机一起旋转，从而把燃料中的化学能部分地转化为机械能。

在运行优化之前，从燃气轮机开始指挥到整个燃气-蒸汽联合循环机组达到满负荷，至少需要240.00min。

陈琦袁燕金栋(广东粤电大亚湾综合能源有限公司,广东惠州,516082)摘要:相比单轴的燃气蒸汽联合循环机组,分轴机组的汽轮机有独立的启动过程,其中包括冲转、并网、升负荷。

运行人员通过多次的启动经验和查阅厂家资料,提出了汽轮机启动方式的优化方案。

通过优化,汽轮机在启动过程中的安全性和经济性有了大幅提高。

关键词:分轴,汽轮机启动,调阀控制中图分类号:TK262文献标识码:A文章编号:1674-9987(2023)03-0073-05 Optimization Scheme for Steam Turbine Startup Mode ofM701F4Combined Cycle UnitCHEN Qi,YAN Jindong(Guangdong YuDean DaYaBay Comprenesive Energy Co.,Ltd,516080,HuiZhou,GuangDong)Abstract:Compared to the single shaft gas steam combined cycle unit,the steam turbine of the split shaft unit has an independent startup process,including impulse starting,grid connection,and load increase.The operating personnel of plant have proposed an optimization scheme for the startup mode of steam turbines through multiple startup experiences and consulting the manufacturer's data.Through optimization,the safety and economy of the steam turbine during startup have been greatly improved.Key words:split-shaft,turbine start,control某电厂机组为三菱M701F4型分轴燃气蒸汽联合循环机组,其中燃机为三菱M701F4型重型燃机,汽轮机为东汽三压、再热、双缸、向下排汽、抽凝供热汽轮机(一拖一分轴)。

两炉一机扩大单元制机组缩短启动时间的探讨摘要：将某厂#21、22机组启动过程中的一些问题加以分析改进，以便缩短机组启动并网时间，提高机组的经济性和调峰能力。

关键词：CFB锅炉；双抽供热机组；启动时间；措施一、前言目前在循环流化床（CFB）机组机炉联合启动方面，主要存在CFB 锅炉点火投油时间长、床温和汽温上升慢、汽压上升过快的问题，限制了机组升速和带负荷。

为使汽压不至于升高过快，值班员必须严格控制燃料量，缓慢提高床温和烟温，此时主汽温又难以达到要求；如采用高汽压、高汽温参数冲转，一方面失去了滑压启动带来的机组经济性上的优点；另一方面，过高的蒸汽参数在进入汽轮机后，蒸汽温度较金属温度高的多，必然引起较大的热应力，同时高参数小流量的冲转主蒸汽对锅炉和汽机的控制都是不利的，尤其是对于热惯性较大CFB锅炉机组，极易出现汽温低和汽压高的矛盾情况。

二、分设备剖析影响机组启动时间的原因某厂#21、22机组为两台DG410/9.81CFB锅炉配置一台Alstom 公司DKEH-1ND31型汽轮机双抽供热机组，由于CFB锅炉特性与常规煤粉炉特性有很大差别，Alstom DKEH-1ND31型汽轮机双抽供热机组与国产同类机组特性也有所不同，现从锅炉、汽机设备各自分析影响启动时间因素。

2.1 CFB锅炉锅炉自身特点CFB锅炉不同于常规煤粉炉，在启动前需要向炉膛内添加大量的床料，在启动过程中需要将床料加热到600℃后投煤，当床温达到780℃时逐渐撤出油枪，床温变化率一般控制在3-4℃/分钟。

由于床料量大，床料温度低，给水温度低，油枪出力经常不能保证床温变化率，在床温300℃-400℃以后，床温上涨困难，迟迟达不到投煤温度。

这就使点火、并网及带负荷时间较之煤粉炉显著增长，不能满足现行工况下电网对机组调峰运行的要求。

2.2 汽轮机影响因素分析Alstom 公司DKEH-1ND31型汽轮机双抽供热机组对热应力的限制较为严格，汽机调速控制器Turbotro和热应力计算器T urbomax相互协调，使汽轮机在各种运行工况下的灵活性得到充分的发挥，但是无论汽机调速控制器Turbotro在自动还是在手动状态，热应力计算器Turbomax始终发挥作用，限制转速和负荷的盲目增长和盲目减载。

燃气轮机发电技术第14卷　第3/4期2012年10月优化Ｍ７０１Ｆ燃气轮机联合循环机组启动过程的探讨张蕴峰，林炎城，陈正建，范新宇，徐　刚（深圳能源集团股份有限公司东部电厂，广东　深圳　５１８１２０）摘要：分析Ｍ７０１Ｆ燃气轮机联合循环机组启动过程中的各环节，并对某些环节提出优化的措施，以减少启动过程中热通道部件寿命损失，并且提高机组启动过程的经济性。

着重对清吹过程，提出根据不同情况采用不同清吹方式缩短清吹时间的建议；对暖机期间建议优化主蒸汽管道疏水阀控制逻辑，加快汽轮机满足进汽条件的速度，从而缩短燃气轮机单循环运行时间，提高经济性；针对周末停机的温态启动汽轮机进汽温度与缸温相差较大，提出了提高“热温态”暖机负荷和升负荷速率，减少启动时间，提高经济性和减少氮氧化物排放。

关键词：燃气轮机；联合循环机组；启动优化；清吹时间；汽轮机进汽；温态启动；热温态启动0 前言国内F级燃气轮机发电机组从第1批打捆招标投入生产运行至今已有7年多的时间，目前这些燃气轮机在电力系统中基本担任调峰任务，昼启夜停，每台机组全年启动次数平均基本都在200次左右（深圳某燃气轮机电厂2010年226次、2011年182次）；每台机组全年平均供电量12亿kWh左右。

由此可见这些燃气轮机在电力系统中所起的作用举足轻重，机组安全、快速、经济启动非常重要。

鉴于此,认真分析机组启动过程数据，从中发现了一些问题，并对优化M701F燃气轮机启动过程进行了深入探索，与同行共探讨。

1 优化机组启动过程的清吹时间机组启动过程的清吹主要目的是防止燃气轮机点火瞬间发生燃气爆燃[1]，保护发电设备和人员的人身安全。

三菱M701F机组启动清吹是在机组转速维持700 r/min情况下运行550 s，近10 min的时间。

通过运行实际观察，发现550 s的清吹时间偏长，存在以下问题：（1）燃气轮机在电网中主要承担系统调峰任务、长期处于两班制运行，过长启动清吹时间会加剧产生如金属疲劳、热部件的局部烧蚀等设备安全上的问题，余热锅炉保温保压能力也会有所下降。

9E燃气-蒸汽联合循环机组启停优化摘要：结合我公司2套220MW燃气-蒸汽联合循环发电机组运行情况，通过对机组启停过程运行方式、逻辑进行优化，从而降低厂用电率，达到节能降耗的目的，不仅可以提高发电厂的经济效益同时也能促进更好的发展。

关键词：燃气轮机；联合循环；节能技术；启停优化引言发电厂在电力生产过程中，需要大量的电动拖动设备，用以保证机组主要设备和辅助系统的正常运行，这样就形成了厂内自耗电，而厂用电率的高低是影响燃气轮机组供电气耗和发电成本的主要因素之一，目前各个发电厂均把如何降低厂用电作为重要的生产运行目标来加以解决。

我公司2套220MW燃气-蒸汽联合循环发电机组，是由西门子制造的两台SGT5-2000E （V94.2）型燃气轮机，与华西能源余热锅炉和上海汽轮机发电机组成的多轴布置的联合循环发电机组，于2016年12月先后投产。

根据机组实际运行情况，以节约6kV设备的用电作为主要方向，对机组启停运行方式、逻辑等进行优化，为国内相似联合循环机组提供参考。

1、机组冷态启动上水阶段1、1常见的低压汽包上水采用启动凝结水泵（变频）上水方式，锅炉上水要求如下：1)、水质要求：必须符合给水标准。

2)、水温要求：上水温度在20℃～70℃。

3)、上水时间：夏季不少于2小时，冬季不少于4小时。

4)、上水速度应均匀缓慢，控制汽包上、下壁温≤40℃，给水温度与汽包壁温差≤40℃。

采用凝结水泵（变频）上水时，凝泵最低出口压力0.5Mpa,变频电流30A，自凝结水系统进水赶空气到低压汽包上水到启动水位,用时约2.5小时；为保证炉水品质，通常会将低包内炉水放掉再上至启动水位，又要维持凝泵运行约1小时。

即正常的机组冷态启动，完成低压汽包上水工作，要维持凝结水泵（变频）运行约3.5小时。

1、2采用除盐水泵往低包上水通过改造凝结水系统增加一路化学除盐水→低包上水电动门→凝结水系统→余热锅炉。

采用除盐水泵（变频）运行，维持出口压力0.55Mpa,电流45A，运行机组补水40t/h，启动机组上水流量30t/h，低包4小时正常上水至启动水位。

总751期第十七期2021年6月河南科技Henan Science and Technology燃气-蒸汽联合循环机组冷态启动优化郑彦豪（国家电投集团郑州燃气发电有限公司，河南郑州450001）摘要：通过分析某西门子V94.3A型燃气-蒸汽联合循环机组冷态启动过程，运用质量控制（Quality Control，QC）的方法查找出导致冷态启动时间长的原因，并制定并实施了有效对策。

通过采取优化余热锅炉停炉保养、缩短汽水取样表计投入时间以及规范化学操作等措施，达到了缩短联合循环机组的冷态启动时间和降低启动发电成本的目的，提高了机组冷态启动的经济性。

关键词：联合循环机组；冷态启动；暖机时间中图分类号：TM611.31文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）17-0040-03 Optimization of Cold Start of Gas-Steam Combined CycleZHENG Yanhao（State Power Investment Group Zhengzhou Gas Power Generation Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan450001）Abstract:This paper by analyzing the cold start up process of a Siemens V94.3A gas-steam combined cycle unit,the reasons for the long cold start up time are found out by using Quality Control(QC)method,and the effective counter⁃measures are formulated and implemented.By optimizing the maintenance of waste heat boiler,shortening the input time of soda sampling meter and standardizing chemical operation,the purpose of shortening the cold start-up time and reducing the start-up cost of combined cycle unit is achieved,and the economy of cold start-up unit is improved. Keywords:combined cycle units；cold start-up；warming-up time某燃气电厂采用两套德国西门子公司制造的GUD 1S.V94.3A燃气-蒸汽联合循环机组，单机额定容量为387.3MW。

GT5-4000F(9)型联合循环发电机组热态启停研究及优化摘要：目前燃气—蒸汽联合循环发电机组具有快速启停特性，在电网中主要以调峰为主，早起晚停两班制运行已为常态，分析启动过程中升温升压特性曲线，优化机组热态启停的操作方式，缩短燃气轮机热态启停时间，提高机组的经济性。

关键词：联合循环；热态启动；操作优化；经济性0 引言东亚电力无锡燃气电厂一期工程安装建设两台燃气-蒸汽联合循环机组，由西门子公司生产的SGT5-4000F(9)型燃气轮机、SGen5-2200H全氢冷发电机、SST5-3000三压、双缸（中低压合缸）、再热、轴向排汽、凝汽式汽轮机及杭州锅炉厂有限公司生产的NG-54000F-R型三压、再热、无补燃、卧式、自然循环余热锅炉组成。

采用单轴布置的1+1+1联合循环配置方式，每台燃气轮机做功后排出的高温烟气进入各自的余热锅炉进行换热，锅炉产生高温高压的蒸汽进入汽轮机做功。

东亚无锡燃气电厂在电网中主要以调峰为主，早起晚停两班制运行操作频繁，其中约85%以上为热态启动，因此，优化辅助系统的启停和机组的热态启动过程，可以减少天然气的耗气量、降低启动时的厂用电率，提高机组运行的经济性，节约机组的启动成本。

1 机组启动前准备工作机组启动，是指机组在盘车状态下，经加速、点火、升速至额定转速、并网、汽轮机进汽至高中压蒸汽调节阀全开的过程。

机组启动前，必须投运燃机、汽机和发电机各个辅助系统，余热锅炉水位必须满足启动前水位。

在机组停运后热态启动前，有部分辅助系统一直保持连续运行，另部分系统需要在启动前逐项启动将其投入正常运行。

以前本厂#1 号机组为例，启动前必须具备但不限于以下条件：（1）循环水系统：启动1台50% 容量的混流式循环水泵，主要作用是向汽轮机凝汽器、闭式水冷却器和真空泵冷却器提供冷却用水。

（2）凝结水系统：启动1台100% 容量的立式离心泵，主要作用是将凝结水从凝汽器热井送到余热锅炉低压汽包，供机组循环使用，并提供机组部分设备的密封和冷却用水。

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。

9F燃气-蒸汽联合循环机组运行优化及节能改造探讨作者：蔡律律来源：《科学与信息化》2020年第06期摘要本文结合某发电公司CS燃气-蒸汽联合循环发电机组的运行实际状况，经过深入的分析提出能够提升9F燃气-蒸汽联合循环机组经济性的方案，借助技术改造、检修治理以及运行优化等多种方式促使机组启停的时间得以缩短，厂用电率得到降低，真正实现节能减排的发展目标。

关键词燃气-蒸汽联合;循环机组;运行优化;节能改造前言伴随着我国天然气的应用以及能源结构调整的不断深入，现阶段已经有越来越多的燃气-蒸汽联合机组投入使用[1]。

但是当下的大环境天然气价格过高，若频繁的启停燃气-蒸汽联合循环机将会造成机组运行成本直线上升。

因此，应当根据燃气-蒸汽联合循环机组根据实际运行情况进行优化，降低发电的成本，保障现代化发电厂的高效运行。

1 9F燃气-蒸汽联合循环机组技术改造1.1 燃料温度控制能够对联合循环机组发电热耗率以及燃气机轮燃烧室动态特性产生较大影响的就是燃气及燃炉入口的燃料温度[2]。

因此，在不对燃气机轮运行稳定性以及安全性产生影响的基础上，可以采用高压或者中压余热锅炉省煤器出口热水或者是压气机进行中间级冷却抽气，对其他可利用的余热热源进行适当的加热，进而促使进口燃料的温度得以提升，促使联合循环机组发电效率得以提升。

1.2 优化余热锅炉排烟系统联合循环机组热损失较为主要的构成部分就是排烟损失。

因此，在实际生产的过程中应当注意余热锅炉内部的烟气通道是否密封和通畅，并且重视对其的优化，保障余热锅炉内部的烟气不会向旁边的走廊流通。

若条件允许的情况下，可以增加省煤器的容量促使排烟的温度进一步降低，尤其是对于供热机组而言，可以使用回收烟气的余热对热网内的回水进行加热。

1.3 优化改进真空系统发电厂应当对联合循环机组的真空系统进行综合的治理，为真空的严密性做出保障，做到真空泵运行一运一备，避免2台以上的真空泵同时运行[3]。

对于启停不频繁的机组而言，可以在原有抽真空系统之外用并联的方式增设一路抽真空系统，并在机组运行稳定之后启动该系统，以此保障真空系统的耗电量得到有效的控制。

M701F4燃气-蒸汽联合循环机组热态启动优化作者：王会勤来源：《价值工程》2020年第13期摘要：燃气轮机具有启停快速在电网中充当调峰任务的角色，目前绝大多数燃气机组均采用日开夜停方式运行，当接收调令开机时，如何能以最短的时间快速安全启动成为了每个燃气轮机电厂在探索和改进的重点方向。

在我厂的实际运行中通过增加辅汽向空排、引入轴封电加热器以及调整开机参数等一些列技术改进措施缩短了联合循环机组启动时间，优化了机组启动过程。

Abstract： Gas Turbine plays the role of peak load regulation in the power grid. At present， the vast majority of gas-fired units are operated by day-start and night-stop mode. How to start quickly and safely in the shortest time has become the key direction of every gas turbine power plant in the exploration and improvement.; In the actual operation of our plant， a series of technical improvements such as the addition of auxiliary steam to the air exhaust， the introduction of shaft seal electric heaters and the adjustment of startup parameters have shortened the startup time of the combined cycle unit and optimized the unit startup process.关键词：燃气机组;启停快速;快速安全启动;缩短启动时间0; 引言燃气-蒸汽联合循环机组具有热效率高、清洁环保、启停快速等优点，尤其是近些年随着燃气机组容量增多其在电网中的调峰作用也越来越明显。

106研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2023.06 (上）燃气-蒸汽联合循环机组在电网中主要承担调峰运行任务，运行方式多为两班制调峰运行。

早启晚停的运行模式下，机组生产成本较额定负荷稳定运行时明显增高。

本文以某9F 燃气-蒸汽联合循环机组为例，通过分析机组热态启停各阶段耗能、总结操作经验，提出运行人员操作及机组运行方式优化措施，提高9F 型燃气-蒸汽联合循环机组热态启动和停机阶段的经济性。

1 背景与现状某厂1#机组为9F 型燃气-蒸汽联合循环机组。

9F 型燃气轮机由美国GE 公司生产，型号为PG9351FA。

锅炉为东方日立锅炉厂生产的三压、再热、卧式、无补燃、自然循环余热锅炉，型号为BHDB-PG9351FA-Q。

蒸汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的三压、再热、三缸两排汽、反动抽凝式汽轮机，型号为LC85/N130-13.0/3.30/0.420。

燃机发电机额定出力252.45MW，汽机发电机额定出力135MW。

该厂1#机组在73%日负荷下两班制运行时，发电煤耗达235.9g/kWh，较同负荷下连运时发电煤耗233.2g/kWh 高2.7g/kWh。

且1#机组热态启动设计耗时为80min，但实际运行中，机组启动时间偏长，无法满足该要求。

故需要对热态启动过程进行优化，提高机组运行经济性。

2 机组热态启动经济性分析及优化燃机自启动至带满负荷过程中，操作员只需在并网操作、设定负荷时人为干预，其余阶段均为MARK VIe 系统自动控制；汽机、锅炉侧需要较多人为操作。

故本文将从燃机、锅炉、汽机自动控制逻辑，以及锅炉、汽机侧操作方式、参数选择方面进行分析优化，缩短机组启动准备至带满负荷的时长，降低该阶段辅机耗能。

2.1 自动逻辑分析及优化（1）缩短燃机清吹时间。

燃机发启动令后，LCI 系统将燃机冷拖升速至714rpm，并维持该转速进行15min 清吹计时，吹扫积聚或漏入机组或锅炉的天然气，防止发生爆燃。

燃气蒸汽联合循环机组自启停控制系统（APS）研究及应用摘要：APS是电厂热工自动控制技术的研究热点之一，本文论述了APS基本概念、体系框架及其重点技术，并结合燃气蒸汽联合循环机组控制特点，对APS应用在联合循环机组中提出了规划方案，并提出了在APS建设中应注意的问题和建议。

关键词：APS；自启停控制；燃气蒸汽联合循环1 概述联合循环机组启动过程中，通过控制燃机的负荷即控制燃机的排气量和排气温度，使其按合理的温度梯度加热锅炉蒸汽，满足进入汽轮机的主蒸汽的流量和温度及压力的参数要求，在安全的前提下尽可能的缩短联合循环机组的启动时间，以获得良好的经济效益。

APS可以使机组按照预先设定好的程序完成机组的自动启停，这不仅大大简化了运行人员的操作强度，还可使机组的启停做到标准化、规范化，提高机组的安全可靠性，避免误操作；另外APS也缩短了机组的启动时间，提高了机组的经济效益。

因此，对于联合循环机组，设置APS将为电厂以后的运行带来极大的便利。

2 APS的主要研究内容2.1 APS的体系框架APS采用4 层金字塔形结构，由上至下分别为机组级控制层、功能组级控制层、子功能组级、驱动级，该结构采用合理的层控制方式，APS的体系框架如图1所示。

图1 APS体系框架示意图采用上述分层控制方式，每层任务明确，层与层之间接口界限分明，同时，各层之间联系密切可靠。

将整个机组控制化大为小，将复杂的控制系统分成若干个功能相对独立和完善的功能组，减轻了机组控制级统筹全厂控制的压力，简化了控制系统的设计。

2.2 APS的断点设计断点方式将APS启动和停止这个大顺控分为若干个顺控来完成，每个断点的执行均需人为确认才能开始。

采用断点控制方式，各断点既相互联系又相互独立，只要条件满足，各断点均可独立执行，符合电厂生产过程的工艺要求。

断点设计是APS的核心技术之一，断点设计的合理与否关系到APS应用和实施的成败，APS的断点设计要结合机组设备实际情况和运行人员的经验和需求（控制断点一般不多于10个），要按机组自启停的过程来设计。

燃气-蒸汽联合循环机组的启动优化摘要：针对某二拖一燃气-蒸汽联合循环机组启动特点，对BLOCK联合循环冷态启动时间过长的原因进行分析，在保证机组安全的前提下，统筹兼顾，设置了合理的抽真空、送轴封及投旁路等时序，并对部分控制策略进行优化，实现机组的安全、快速、经济启动，顺利通过业主的验收，对同类型机组启动优化提供有利的参考依据。

关键词：联合循环启动优化1机组概述某联合循环电站燃气轮机由美国GE公司生产，型号为6FA.03，单循环机组出力为77.356MW（设计工况）。

燃机由一台18级的轴流式压气机、一个由6个低NOX燃烧器组成的燃烧系统、一台3级透平和有关辅助系统组成。

余热锅炉为杭州锅炉集团股份有限公司生产的三压再热、自然循环、无补燃式余热锅炉，卧式布置，露天塔式全悬吊结构，正压运行，每台余热锅炉均配置有100%容量的高、中低压旁路，以适应不同工况运行。

汽轮机为Doosan Skoda公司生产，采用三压再热、轴排、直接空冷型式，全厂共2台。

汽轮发电机额定出力为84.84MW。

高压蒸汽进入高压汽缸，高压缸排汽经再热后进入中压汽缸，低压过热器来的低压蒸汽补入中低压缸内与中压部分做完功的蒸汽混合后继续做功。

2 BLOCK联合循环冷态启动优化2.1修改ACC启动步序及ACC允许进汽压力定值该电站采用直接空冷型式，真空区域比较庞大，因此干抽真空时间也比较长。

原设计为在首台燃机定速后进行抽真空操作，但是干抽真空大约50分钟后才能抽至400mba(a)～350mba(a)，必须送轴封后才能继续提高真空。

这样容易导致以下问题：a、燃机启动后并网带负荷，锅炉档板开启后，因汽机真空未建立导致步序不连续，需要长时间等待才能进行下一步序，不能有效衔接。

b、ACC允许进汽定值为150mba(a)，真空达不到旁路开启条件，锅炉长时间开对空排汽，ACC水箱补水困难。

c、锅炉开档板开启后，真空未正常建立，容易导致部分至真空预热罐疏水因达不到条件而闭锁开启，从而疏水不畅，管道暖管受限。

燃气—蒸汽联合循环机组缩短热态启动时间方法与策略摘要：主要分析了燃气-蒸汽联合循环机组的设备组成和特点，存在的问题及热启动时间过长的主要原因，提出了缩短高压主蒸汽管道加热时间、运行和技术改造的措施，从而缩短热态启动时间，降低机组热态启动成本，满足电网快速调峰的需要。

关键词：燃气—蒸汽联合循环机组；热态启动时间；方法与策略1燃气—蒸汽联合循环机组的设备组成及特点目前应用最广泛的联合循环是以天然气和液体燃料为燃料的余热锅炉式燃气-蒸汽联合循环。

有些机组是非补燃型，有些机组是补燃型。

所谓无补燃联合循环机组，是在燃机后安装一台余热锅炉，利用燃机的余热对锅炉进行加热，炉内给水和凝结水产生高温高压蒸汽，将被送到汽轮机进行膨胀和工作。

显然，这将产生更多的机械功，这将不可避免地提高化学能与燃料机械功的转换效率，提高机组的整体效率。

2燃气—蒸汽联合循环机组目前运行存在的问题及原因分析2.1大气环境温度对机组负荷的影响和限制随着环境温度的升高，燃气轮机的效率将大大降低，机组的最大负荷将被限制在一个较低的值，这将严重影响电网的调峰和生产效率。

对于燃气轮机来说，压气机消耗的功率占燃气轮机输出功率的三分之一以上，这直接影响到燃气轮机的效率。

随着SAVAGE-NT温度的升高，压气机进口温度升高，在相同工况下，压气机的功耗和输出功率都会增加。

S型燃气轮机输出下降，导致燃气轮机效率下降。

2.2天然气热值低或品质不好在装置运行过程中，如果天然气热值低或质量差，也会影响装置的效率。

在空燃比一定的情况下，天然气低热值会导致燃机燃烧室出口温度下降，燃气轮机的工作效率降低，而汽轮机出口排汽温度低也会导致进入汽轮机工作的蒸汽参数降低，降低联合循环效率，降低电厂效益。

2.3燃气轮机进气系统入口滤网差压大在我国北方地区，由于部分地区空气质量差、沙尘天气等原因，燃气轮机进气系统进气滤网常出现压差大、进气量降低等现象，影响了燃气轮机压气机的正常运行，降低了压气机的压缩比，降低了机组效率。

“W”火焰锅炉启停机节能优化摘要】火电机组节能环保优化工作是现代电力企业所面临的共性课题，机组启停节能优化又是火电机组节能优化工作的重要环节，本文主要围绕荥阳公司“W”火焰锅炉的特点，降低启停用电、用油以及并网前提前投入脱硝系统，环保参数尽快达到环保要求展开。

【关键词】“W”火焰锅炉，节能优化，一、合理部署确定机组停运后辅机停运边界节约厂用电优化机组停运后辅机运行方式确定主要辅机停运的边界条件，在保证设备安全的前提下，根据本厂实际情况按照专业进行了一系列优化措施。

1）锅炉专业：（1）荥阳公司采用双进双出的钢球磨煤机，该磨煤机相对于中速磨煤机储煤量大，蓄热量多，磨煤机停运后筒体内仍有较高的温度，因此，在机组滑停磨煤机停运时尽量降低磨煤机出入口温度，在保证磨出口风速的前提下可关闭热风插板门，使入磨风温度降至150℃以内，磨煤机出口温度在65℃-70℃之间。

即保证了磨煤机停运后的安全同时也为磨煤机润滑油站的停运创造条件。

（2）磨煤机停运后检查磨煤机进、出口门关闭，磨煤机出口温度下降，给煤机温度无上升趋势，待入磨风温度降至55℃以内（大约MFT后7小时），停运磨煤机低压润滑油泵，同时加强磨煤机轴承温度的监视。

合理降低磨煤机入口温度尽快停运磨煤机润滑油站降低了磨煤机润滑油站不必要的耗电率。

（3）锅炉停运吹扫完毕后(所有送引风机均停运）停运脱硝稀释风机。

（4）锅炉吹扫完毕，检查送、引、一次风机确实已完全停转后，停运送风机、电动引风机及一次风机油站。

（5）所有等离子燃烧器停运一小时后，停运等离子冷却水泵。

（6）引风机入口烟温低于90℃，停运风机轴承冷却风机。

（7）锅炉上部水冷壁壁温低于50℃，停运火检风机和等离子火检风机。

2）汽机专业：（1）机组打闸半小时后停运EH油泵。

（2）机组停运后调整除氧器水位至最低值，将除氧器内的热水逐渐换防至凝汽器，停运汽泵前置泵。

（3）确认大机真空已破坏，胶球系统停运，循环水用户不需要冷却水，且排汽缸温度低于60℃时，停运机组工业水电动门已关闭且两台机组循环水泵出口联络门已关闭，停止停运机组循环水泵。