9F级燃气_蒸汽联合循环机组总体性能优化

浅谈某电厂性能加热器的应用及调试摘要：介绍了某9F燃气电厂天然气前置模块性能加热器配置方案，并根据性能加热器调试阶段各项数据，简单分析天然气温度以及燃料量设置对燃气轮机出力和排放的影响。

关键词：性能加热器；天然气温度本公司机组为安萨尔多AE94.3A型燃气-蒸汽联合循环供热机组，全厂配置两套机组，采用分轴联合循环布置。

每套机组由一台燃气轮机、一台余热锅炉、一台蒸汽轮机、一台燃气轮机发电机、一台蒸汽轮机发电机组成。

燃气轮机由上海电气&安萨尔多公司联合设计制造，型号为AE94.3A，燃料为天然气，输出方式为冷端输出。

天然气的品质很大条件决定了燃气轮机的运行效率和出力，AE94.3A型燃气轮机的天然气系统主要由前置模块、燃气模块、燃烧室等设备构成。

由于天然气由当地燃气管网统一配给，其成分基本不变，那么天然气温度对于燃烧是否充分和稳定就显得尤为重要。

目前由于国际形势天然气价格一直居高不下，如何正确投用天然气性能加热器，提高天然气温度，降低天然气损耗率，从而在降低运行成本的同时又能提高机组效率成为了研究的热门课题。

1.性能加热器的配置本公司采用的性能加热器选用德国原装进口的Kelvion 品牌，其主要参数如下：该性能加热器为双套管安全型换热器，与单管设计的标准壳管式热交换器不同，双套管安全型换热器的管路有两个管，由内管和外管组成，内外管路之间的间隙安装有泄露检测压力开关。

当性能加热器内部管子在水侧或者气侧有泄漏时，泄漏介质首先进入内外管之间的的间隙，从而导致间隙中的压力升高，当压力开关动作时，说明性能加热器内部发生了泄露，同步会向控制系统发出报警信号，提醒设备运行管理人员及时进行检查处理。

双套管安全型换热器内部构造见图1。

图1 双套管安全型换热器内部构造2.性能加热器的运行要求性能加热器的主要功能是加热天然气至一定的温度，以提高联合循环性能。

本公司的性能加热器配置在前置模块，利用高压给水泵中间抽头热水加热天然气至所需温度，加热时天然气从换热器内管流过，与天然气流向相反的热水则从与外管接触的壳侧流过，以此来达到最大的换热效率，投运过程中通过调整高压给水泵中间抽头热水流量来控制性能加热器的出口天然气温度。

燃气 -蒸汽联合循环机组运行经验总结燃气—蒸汽联合循环具有效率高、环保性能好、自动化程度高、运行可靠性高、运行方式灵活等特点，是当今世界最受青睐的发电技术之一。

近年来，国家大力发展燃气发电机组，以江苏为例，2020年全省已有大小燃气发电企业39家，燃机数量共计83台，因其启停迅速、负荷调节速度快的特点在电网调峰起到至关重要的作用，已在发电企业中牢牢占据一席之地。

本文以金坛热电公司燃气—蒸汽联合循环机组为例，简单总结一下机组启停操作及运行经验。

金坛热电公司燃气—蒸汽联合循环机组装机容量为436MW/套，燃机本体为GE公司提供的9FB机型，型号为PG9371FB，简单循环机组出力为294.16MW（设计工况）。

燃机由一台18级的轴流式压气机、一个由18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。

汽轮机为国内首台引进GE公司A650型汽轮机进行优化设计的改进型，型号为LC110/N160-15.68/1.44/0.42，三压、再热、反动式、抽凝、轴向排汽汽轮机，汽轮机采用低位布置，分高压缸、中低压合缸，通流部分由高压27级、中压12级、低压6级压力级组成。

余热锅炉型号为MHDB- PG9371FB-Q1，由东方菱日锅炉有限公司生产。

燃机出口不设置旁通烟道，余热炉进口烟道膨胀节直接与燃机扩散段法兰相连。

露天布置，无补燃、自然循环，卧式炉型。

锅炉具有高、中、低三个压力系统，一次中间再热。

过热、再热汽温采用喷水调节。

燃气—蒸汽联合循环机组的主要工艺流程：天然气在燃气轮机内直接燃烧做功，使燃气轮机带动发电机发电，燃烧产生的高温尾气通过余热锅炉，加热锅炉给水，产生高温高压蒸汽后推动蒸汽轮机，带动发电机发电。

启动过程简述燃机GE的9FB燃气轮机在机组启停过程中已实现了完全的自动控制，当燃机满足启动条件Start Check完成后，从点击Auto Start发启动令、高盘清吹、降速点火、暖机、升速、起励建压，只需要30分钟左右，全程无需任何操作及干预，在此过程中需加强对程序进行的正确性及燃机振动、分散度、燃烧脉动的监视。

9FB与9FA联合循环供热机组对比李凯;张健【摘要】对PG9351FA与PG9371FB联合循环供热机组的主要技术特点、供货及运行业绩、主要技术参数、联合循环机组供热能力、热经济指标等进行了对比.结果表明:相比9FA联合循环机组,9FB机组在性能上占有一定优势,而PG9351FA 机组在供货业绩、运行经验等方面具有较明显的优势.【期刊名称】《发电设备》【年(卷),期】2014(028)006【总页数】4页(P410-413)【关键词】燃气-蒸汽联合循环;型号;对比【作者】李凯;张健【作者单位】河北省电力勘测设计研究院,石家庄050031;河北省电力勘测设计研究院,石家庄050031【正文语种】中文【中图分类】TK477目前燃气蒸汽联合循环机组已广泛应用于我国发电领域，最初主要应用于南方地区，以调峰为主，近年来由于其效率高、污染小而广泛应用于北方地区，兼有调峰和供热作用。

我国三大动力集团的汽轮机厂与国外公司组成联合体共同生产“F”燃气轮机，其中哈尔滨动力集团（简称哈动力）和美国通用电气（GE）共同生产的PG9351FA型及PG9371FB型燃气轮机均在国内“F”级燃气蒸汽联合循环机组中得到应用。

笔者主要对9FA及9FB技术特点、供货及运行业绩、机组主要技术参数、供热能力、热经济指标等进行比较，以对机组选型提供参考。

1 联合循环机组概述燃气蒸汽联合循环发电装置系统流程见图1，其中燃气轮机是联合循环中的关键部件，其性能对联合循环的热效率十分关键。

燃气蒸汽联合循环电站的机组选型工作，首先要确定燃气轮机。

在选定燃气轮机的情况下，对蒸汽系统进行合理选择和优化，最大限度利用燃气轮机的排气余热，使蒸汽系统取得较高的效率，从而使整个电站的性能更好［1］。

图1 燃气蒸汽联合循环系统流程图燃气蒸汽联合循环机组的轴系配置有以下三种形式：（1）“一拖一”单轴配置，即燃气轮机和汽轮机呈一根轴，共同拖动一台发电机运行；（2）“一拖一”双轴配置，即燃气轮机和汽轮机分别拖动各自的发电机运行；（3）“二拖一”多轴配置，即2台燃气轮机配置2台余热锅炉和1台汽轮机，即燃气轮机和汽轮机分别拖动各自的发电机运行。

汽轮机运行优化与节能改造技术摘要：随着能源资源日益枯竭和环境问题的日益严重，能源效率和环保性已成为工业领域的关键问题。

汽轮机作为一种重要的能源转换设备，在工业生产中具有广泛的应用。

通过优化其运行和进行节能改造，可以显著提高其能效，减少环境影响，并为企业创造可观的经济效益。

本文介绍了汽轮机的基本原理，讨论运行优化和节能改造的技术方法，旨在为相关工作人员提供借鉴参考。

关键词：汽轮机；运行优化；节能改造；能效引言：汽轮机作为一种常见的能源转换设备，在电力、化工、冶金、石油化工等工业领域发挥着重要作用。

它将热能转化为机械能，驱动发电机或其他机械设备工作，为工业生产提供动力。

然而，由于汽轮机的长期运行和恶劣工作环境，其能效逐渐降低，能源浪费严重，同时排放的废气也对环境产生不良影响。

因此，如何对汽轮机进行运行优化和节能改造，提高其能效，减少资源消耗和环境污染，已成为工业企业亟待解决的问题。

一、汽轮机基本原理（一）结构汽轮机是一种能将热能转化为机械能的热能机械设备，主要由以下主要部件构成：（1）汽轮机轮盘：汽轮机轮盘是汽轮机的核心部件，通常由一系列叶片组成。

这些叶片被分为高压段、中压段和低压段，用于从高温高压的蒸汽中提取能量。

（2）汽轮机壳体：汽轮机壳体是容纳汽轮机轮盘的外壳，它有助于引导蒸汽的流动，并确保蒸汽对叶片的正常冲击。

（3）主轴：主轴是与汽轮机轮盘连接的轴，它承受着叶片的旋转力，并将其转化为机械能输出。

（4）蒸汽系统：蒸汽系统包括蒸汽发生器、高压、中压和低压蒸汽管道、汽包等组件，用于将水转化为高温高压蒸汽，并将其输送到汽轮机中。

（二）工作过程1.蒸汽进气工作开始时，高温高压的蒸汽从蒸汽系统进入汽轮机的高压段叶片。

这些叶片被设计成具有特定的几何形状，以最大程度地将蒸汽的动能转化为叶片的旋转动能。

2.膨胀高压蒸汽的进入导致叶片旋转，将蒸汽的内能转化为机械能。

随着蒸汽通过汽轮机的不同阶段，其温度和压力逐渐下降，同时汽轮机的叶片也逐渐扩展，以适应较低的蒸汽参数。

联合循环电站燃气轮机调试运行问题和建议摘要：保证高效率燃烧的前提下对燃气轮机进行结构优化设计，追求高效率低排放是现代燃气轮机发展的关键。

燃气轮机是一个非线性、参数时变、复杂多变量系统，而精确的模型和准确的参数是燃气轮机控制器设计、运行控制及优化调度的基础。

本文主要对联合循环电站燃气轮机调试运行问题和建议进行论述，详情如下。

关键词：联合循环电站；燃气轮机；调试引言可再生能源出力具有间歇性和波动性，随着其并网比例的提升，要保持电力系统的安全运行，对调频资源提出了更高的要求。

储能系统，尤其是电池储能，具有快速、精确的功率响应能力，是优质的调频资源，但其成本也较高。

燃气轮机（简称燃机）虽然在爬坡速率和响应时间上不及储能电池，但与传统火电机组相比仍具有较好的调频能力，并且由于其燃料相对低碳，近年来也得到了快速发展。

因此，可以考虑将燃气轮机与储能系统相结合，让原本带基本负荷运行的燃气轮机为储能分担调频需求，使得整个系统在具有和单独储能系统相近调频能力的同时，减少对储能设备功率的要求，从而达到较低的成本。

1燃气轮机调试过程中可能出现的问题在燃气轮机调试工作中，进气系统调试是为整个机组工作质量管控的重要系统，进气系统为机组燃料燃烧提供充足的氧气，并且能够让机组内部的环境清洁化，为机组整体的机械性能和发电性能提供保障。

在进气系统中较为常见的问题就是在经一段时间运行后，燃机的进气系统压差较高的问题。

它不仅关系到这机组能否安全运行，也对机组的经济性指标产生很大影响，甚至导致机组停机。

2联合循环电站燃气轮机调试运行优化2.1储能电池与燃气轮机联合调频策略为了充分发挥储能电池调频速度快的优点，规避其建设成本高的缺点，在储能电池与燃气轮机的联合系统中，采用了以燃气机组为主、储能系统为辅的调频策略。

对于系统收到的调频功率信号P AGC，其主要分配给燃气机组，储能系统则对燃气机组的出力进行补偿。

由于燃机负荷的频繁变动会给其部件带来快速变化的应力，使寿命大大缩短，而这部分损耗和其对应成本难以准确计算，因此对原始调频信号P AGC进行预处理，通过滑动平均法筛去调频信号中的高频分量，使燃机只负责调频需求中的低频波动，从而避免其寿命受到较大影响。

9F 级燃气-蒸汽联合循环分轴机组燃机发电机选择浅析发布时间：2021-11-25T02:49:42.358Z 来源：《中国电业》2021年18期作者：马晋辉[导读] 本文介绍国内不同主机厂家常规成熟配套的燃气轮机发电机的技术参数马晋辉中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，广州 510663【内容摘要】本文介绍国内不同主机厂家常规成熟配套的燃气轮机发电机的技术参数，分别从技术、经济性及设计供货方面比较全氢冷、水氢氢冷、全空冷三种不同冷却方案，并且对全空冷燃机发电机供货可行性进行分析，最终推荐采用主机厂成熟配套冷却方式的燃机发电机。

【关键字】全氢冷水氢氢冷全空冷一前言以国内建设2×460MW级改进型(F级改进型)燃气–蒸汽联合循环分轴热电联产机组项目为例，机岛部分主机（燃机、汽机、发电机）的潜在的投标方有：上海电气集团股份有限公司（国外合作公司意大利安萨尔多，机型AE94.3A）、东方电气股份有限公司（国外合作公司日本三菱、机型M701F4）、哈尔滨电气股份有限公司（国外合作公司美国GE、机型PG9371FB）、西门子能源有限公司（外方独资公司、机型SGT5-4000F）。

以上国内主机厂家常规成熟配套的300MW级燃机发电机冷却方式有全氢冷、水氢氢冷、全空冷三种方式。

本文分别从技术、经济性比较以上三种冷却方案。

二全氢冷、水氢氢冷、全空冷燃机发电机的技术比较三全氢冷、水氢氢冷、全空冷燃机发电机的经济比较（二）安装调试费用的对比全氢冷/水氢氢冷却发电机由于比空冷发电机多出氢油水辅助系统，安装周期约增加10天，安装费用约为60万元。

全空冷汽轮发电机安装简单、快捷，安装费用约为40万元。

（三）运行维护及检修费用的对比1．发电机附属设备及其消耗功率比较（按一台机计算）全空冷发电机系统简单，辅助设备少；全氢冷/水氢氢冷发电机增加的辅助设备增加的用电负荷约为30/60KW，由此增加的用电成本约为6.35/12.7万元/年，以五年为一个大修周期计算，则需增加费用约31.75/63.5万元。

9F燃气发电机组的经济效益分析摘要：目前，已有部分9F级燃气-蒸汽联合循环电厂陆续投入商业运行。

但是，使用清洁能源成本较高。

因此，如对主机参数进行优化匹配，对辅助系统进行优化，提高机组的出力和效率，从而最大限度降低发电成本，可有效提高9F级燃机电厂的竞争力。

关键词：天然气发电；经济效益；环保导言天然气是清洁环保的一次能源，以天然气为燃料的燃气—蒸汽联合循环，可以实现节约能源、改善环境、增加电力供应等综合效益，是治理大气污染和提高能源综合利用率的有效手段之一，符合国家可持续发展战略。

燃气发电具有良好的社会效益，但是在我国电力市场改革不断深入的大背景下，燃气发电的经济效益成了影响燃气发电项目发展的关键因素。

1调价前经济效益分析1.1基荷经济效益比较分析由于我国能源供应中心偏西，而电力负荷中心偏东部沿海地区，能源产地与电力负荷中心距离较远，因此燃气发电就有两种方式可供选择：一种是通过“西气东输”管道输送天然气，在电力负荷中心发电；另一种是在气源地发电，通过“西电东送”特高压输电线路向电力负荷中心输电。

下面分别讨论这两种方式的基荷经济效益。

1.1.1负荷中心发电方式。

2012年，某省燃气电厂进厂燃料价格为1.81元/m3，测算某省天然气发电保本电价与燃煤、核电机组标杆电价及三峡水电落地电价的比较（如图1所示），可以看出，气价为1.81元/m3时，即使全年满发，燃气发电的保本电价也不可能低于燃煤机组标杆电价。

而目前受气源影响，燃气机组普遍运行小时数为3 000~3 500 h左右，只有当气价降至1.21元/m3时，燃气发电保本电价才可能低于燃煤机组标杆电价。

但是目前供气紧张、气价不断上涨，这种情况很难实现。

因此，在负荷中心发电，按基荷方式运行，燃气发电与煤电、核电、水电等常规发电形式相比没有经济性。

1.1.2特高压输电方式。

特高压输电费用与输电距离的关系进行拟合，线损率为0.000 03 km。

400 km以上时，输电费用y元/kW•h与输电距离x km的关系如式1所示。

燃气蒸汽联合循环机组节能降耗措施浅析发布时间：2021-08-02T02:56:41.691Z 来源：《电力设备》2021年第4期作者：陈冬冬[导读] 运行方式调整、检修管理优化工作，取得了显著的经济效益和节能降耗效果。

（北京太阳宫燃气热电有限责任公司北京 100028）摘要：介绍某S209FA型燃气-蒸汽联合循环热电联产机组节能技术措施应用背景；从天然气气耗、厂用电率、补水率三个方面，采取效果显著的节能降耗控制措施，最终达到节能目标，为同类型机组进行相关分析和操作时提供参考。

关键词：联合循环效率；气耗；厂用电率；补水率；引言：随着碳达峰、碳中和政策深入贯彻落实，国家大力发展清洁能源，燃气蒸汽联合循环机组据欧调峰性能好，可靠性高等优点，成为城市电网调峰的主力。

燃气蒸汽联合循环机组节能工作主要涉及降低天然气耗气量，厂用电率，除盐水、中水用量等。

随着能源供应紧张，环保要求不断提高。

对降低联合循环机组燃机耗气量、厂用电率、耗水量等能耗提出了迫切要求。

现结合某电厂多年来在节能降耗方面所做出的技术革新、运行方式调整、检修管理优化工作，取得了显著的经济效益和节能降耗效果。

1 设备概况该厂采用S209FA型燃气-蒸汽联合循环热电联产机组为一套780 MW级“二拖一”燃气-蒸汽联合循环供热机组。

其配置为：两台PG9351FA燃气轮机、两台燃气轮发电机、两台余热锅炉、一台蒸汽轮机和一台蒸汽轮发电机。

燃气轮发电机组和蒸汽轮发电机组为不同轴布置。

2 降低联合循环机组天然气综合气耗的技术途径（1）通过应用新技术提升机组出力水平。

燃机热通道部分将一、二、三级动叶，一、二、三级静叶、一、二、三级护环进行了升级更换，全部更换为GE目前较先进、性能优越、运行寿命较长、材料性能较好的部件。

通过对燃气轮机燃烧进气通道升级优化改造（AGP）后基本负荷出力提升9.78%,热耗降低3.33%。

维修成本降低50%，提高了机组的稳定性和经济性。