GE 9F燃机启停过程中机力风机的启停优化.pdf
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1、2023 年 27 期研究视界科技创新与应用Technology Innovation and ApplicationGE 9F 燃机启停过程中机力风机的启停优化宋党科(杭州华电半山发电有限公司,杭州 310015)某公司现有 6 台 GE 9F 燃气-蒸汽联合循环发电机组。自 2021 年去工业化改造,拆除了冷却塔由机力通风型冷却塔(后统称机力塔)代替原冷却塔运行后,多了机力风机加入运行导致厂用电明显提升。GE 9F燃机启停快、调峰能力强,是电网的调峰机组,由于机组启停频繁,因此在启停机过程中找到机力风机的最佳启停时间点,能有效地降低机力风机不必要的电耗。1机力塔简介1.1机力塔外观如图 1
2、 所示,机力塔相比于传统冷却塔,占地小、体积小,在城市中观感好于冷却塔,但是多了机力风机运行,在厂用电上有提升。公司采用第三代消雾节水冷却塔技术,完全抛弃了翅片管消雾节水的概念,采用全新的理念。引入温度较低的新风,与塔内的饱和湿热空气进行换热。结构方面采用间壁式换热器,菱形布置方式,阻力小,塔体平面尺寸未增加;材料方面为亲水性及导热性能好、抗腐蚀的超导碳素材料,耐老化、导热系数好;全年节水率20%左右,消雾效果非常明显。渊a冤冷却塔渊b冤机力塔图 1冷却塔和机力塔对比图作者简介:宋党科(1986-),男,工程师。研究方向为燃气轮机运行。摘要:机力塔作为代替冷却塔的一种设备,由于机力风机的参与运
3、行会导致厂用电增加。该文主要研究在满足机组安全的前提下,机组启停过程中机力风机的最佳启停时间点。经分析试验,得出在机组启动过程中,高压旁路开启以后开启 2 台风机,高压进汽结束以后开启 3 台风机比较合适。停机过程则是在机组 STOP 以后停 5 台风机比较合适。关键词:去工业化改造;机力塔;机力风机;高压旁路;启停优化中图分类号院TM621文献标志码院A文章编号院2095-2945渊2023冤27-0080-04Abstract:As a kind of equipment to replace the cooling tower,more mechanical fans participa
4、te in the operation,which leadsto the increase of auxiliary power consumption.This paper mainly studies the optimal start-stop time of mechanical fan in theprocess of unit start and stop on the premise of satisfying the safety of the unit.Through analysis and test,it is concluded thatduring the star
5、t-up of the unit,it is more appropriate to open 2 fans after the opening of high-pressure bypass and 3 fans after theend of high-pressure steam intake.During the shutdown process,it is more appropriate to stop 5 fans after the unit STOP.Keywords:deindustrialization transformation;mechanical tower;me
6、chanical fan;high pressure bypass;start-stop optimizationDOI:10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.27.01980-研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application2023 年 27 期在机组启动点火后,升速至 2 000 r/min 左右时需要投入低压缸冷却蒸汽,气源同样为辅助蒸汽,流量大约 10 t/h,同理也可以不用启动机力风机。随着燃机排烟温度的上升,余热锅炉的蒸汽温度和压力也开始逐渐上升。一般在并网后不久,高压过热蒸汽压力会达到 4.5 MPa,高压旁路会
7、逐渐开启,将会有大量的热蒸汽进入凝汽器。由图 4 可知,此时凝汽器循环水出水温度会有个急速上升阶段,然后保持相对1.2机力塔工作原理机力塔是把所需冷却处理的水压到冷却塔上部,再通过配水系统均匀地喷洒于填料上,热水从填料上部落下,同时不饱和空气从塔下部上升或由侧面进入淋水装置,在填料间隙的流动中,热水与不饱和空气进行冷热交换,空气把热量向外传递,变成热空气,再由风机抽到塔外,从而达到水温降低的效果,如图 2 所示。图 2机力通风型冷却塔工作原理图公司机力塔单塔水流量 4 850 t/h,3 台机配置 14座。每台机配有 2 台循环水泵,低速循环水泵流量12 000 t/h,高速循环水泵流量 14
8、 000 t/h,平时单台机组运行情况下为高低速循环水泵搭配 5 座机力塔运行。1.3机力风机简介公司机力风机叶片采用高强度环氧树脂,模压成型,叶型方面采用先进的机翼叶型,全压效率高,能有效降低风机运行能耗。叶片设计上采用空腹式设计,自重轻、强度高,并有良好的互换性。风机叶片迎风面还特别设计了聚氨酯保护层,可有效防止出塔湿空气中夹带的水滴对叶片的冲刷破坏,极大地延长了叶片的使用寿命。超长跨高速传动轴采用性能优越的碳纤维传动轴。传动轴临界转速高达 3 000 r/min,远远地避开了电机同步转速,降低风机振动,使风机运行更加安全可靠。该风机为 6 kV 电机,运行功率约 196 kW。在实际运行
9、中,机力塔依靠自然通风也有一定的冷却效果,机力风机并不是必须开启。所以,合理规划机力风机的启停能达到节能降耗的目的。2机组启动过程机力风机的投用时机分析2.1热态启动机力风机的投用时机图 3 为机组热态启动流程。机力风机的启停时机要从热量进入凝汽器的时机里寻找。因此,对热态启动过程进行了分析。图 4 为热态启动曲线图,从机组投轴封时算起,就不断有热量进入凝汽器了,这部分热量和循环水进行换热从而提高了循环水温度。投轴封阶段辅助蒸汽温度大约 250 益,涵盖母管疏水回凝汽器的部分流量,整体流量在 10 t/h 以内,而此时一般投用低速循环水泵,循环水流量约 12 000 t/h,温度如果按照 25
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