CN104100312A - 用于燃气轮机联合循环机组锅炉并解汽控制的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于燃气轮机联合循环机组锅炉并解汽控制的方法，该方法包括：当机组达到并汽条件时，设置待并炉再热旁路并汽初始压力值；当待并炉再热电动隔离阀前压力值和再热母管压力值的差值小于第一阈值时，开启待并炉再热主汽电动隔离阀；保持待并炉高压旁路压力值等于汽机高压主汽母管压力值与第一偏置值的和；当待并炉高压主汽电动隔离阀前后压力差小于第二阈值时，开启待并炉冷再电动隔离阀，以及延时一预定时间后开启所述待并炉高压主汽电动隔离阀；以及当待并炉高压旁路和待并炉再热旁路完全关闭时，完成并汽。通过上述技术方案，能够有效控制并汽和解汽过程，提高并解汽效率，并汽解汽气压平稳、无水冲击，保证机组安全运行。

Description

用于燃气轮机联合循环机组锅炉并解汽控制的方法
技术领域
本发明涉及电力工程领域，具体地，涉及一种用于燃气轮机联合循环机组锅炉并解汽控制的方法。
背景技术
燃气轮机发电机组因其启停快，调峰能力强等特点在电网中广泛用于调峰运行，为优化电网结构发挥了重要作用。
在燃气-蒸汽(燃气轮机)联合循环发电机组中，两台燃机各自带动与燃机同轴的发电机发电，并各自带有一台余热锅炉；两台余热锅炉产生的蒸汽共同带动一台汽轮机发电。一般情况下，多轴燃气-蒸汽联合循环发电机组因电网调峰需要，白天以二拖一方式运行，晚间停一台机以一拖一方式运行，这就使得两台炉的主蒸汽、再热蒸汽和低压蒸汽的并汽操作每天都得进行。目前，对并/解汽过程进行控制过分依赖操作者的经验，操作量大且具有误操作的风险，同时也难以取得较高的并解汽效率。
针对上述问题，现有技术中尚无良好解决方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种方法，该方法能够有效控制并汽和解汽过程，提高并解汽效率，保证机组安全运行。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于燃气轮机联合循环机组锅炉并解汽控制的方法，其中所述燃气轮机联合循环机组中，两台燃机各自带动与燃机同轴的发电机发电，每台燃机配有一台余热锅炉，两台余热锅炉产生的蒸汽共同带动一台汽轮机，该方法包括：当机组达到并汽条件时，设置待并炉再热旁路并汽初始压力值；当待并炉再热电动隔离阀前压力值和再热母管压力值的差值小于第一阈值时，开启待并炉再热主汽电动隔离阀；保持待并炉高压旁路压力值等于汽机高压主汽母管压力值与第一偏置值的和；当待并炉高压主汽电动隔离阀前后压力差小于第二阈值时，开启待并炉冷再电动隔离阀，以及延时一预定时间后开启所述待并炉高压主汽电动隔离阀；以及当待并炉高压旁路和待并炉再热旁路完全关闭时，完成并汽。
进一步地，该方法还包括：响应于解汽指令，当所述机组达到解汽条件时，设置待解炉再热旁路解汽初始压力值，以及保持待解炉高压旁路压力值等于所述汽机高压主汽母管压力值与所述第一偏置值的差；当待解炉高压旁路开度大于5％时，将待解炉再热旁路压力值设定为再热母管压力值减去一第二偏置值；当高压主汽流量和冷再流量中较大者小于40T/h时，将所述待解炉高压旁路压力值设置为当前汽机高压主汽母管压力值，以联锁关闭待解炉再热主汽电动隔离阀；当所述待解炉再热主汽电动隔离阀关闭后，关闭待解炉高压主汽电动隔离阀，以及从所述待解炉高压主汽电动隔离阀开始关闭时开始延迟所述预定时间后待解炉冷再电动隔离阀关闭；以及当所述待解炉高压主汽电动隔离阀和待解炉再热主汽电动隔离阀完全关闭时，完成解汽。
进一步地，并汽条件包括：a)所述两台余热锅炉高压过热器出口温度偏差值小于5℃；b)所述两台余热锅炉再热器出口温度偏差值小于5℃；c)所述两台余热锅炉高压主汽电动隔离阀前温度偏差值小于5℃；d)所述两台余热锅炉再热电动隔离阀前温度偏差值小于5℃；e)待并汽余热锅炉高压旁路压力与高压主汽母管压力偏差值小于5bar；f)待并汽余热锅炉再热旁路压力与再热主汽母管压力偏差值小于2bar；以及g)待并汽余热锅炉对应燃机出力已加到能维持主蒸汽温度的最低值。
进一步地，解汽条件包括：待解汽余热锅炉对应燃机出力已降到能维持主蒸汽温度的最低值。
进一步地，所述能维持主蒸汽温度的所述最低值为60MW。
进一步地，按以下关系式设定所述再热旁路并汽初始压力值Zs：
Zs＝(Qze/Qge)×Qgs×Qjz×K+K’
其中，Qze为汽机中压额定压力，Qge为汽机高压额定压力，Qgs为汽机高压实际压力，Qjz为汽机负荷控制基准，以及K和K’为修正系数。
进一步地，按以下关系式设定所述再热旁路解汽初始压力值Zs’：
Zs’＝(Qze/Qge)×Qgs×Qjz×K+K”
其中，Qze为汽机中压额定压力，Qge为汽机高压额定压力，Qgs为汽机高压实际压力，Qjz为汽机负荷控制基准，以及K和K”为修正系数。
进一步地，所述第一阈值与所述第一偏置值同为0.2MPa。
进一步地，所述第二阈值为0.5MPa，以及所述预定时间为20s。
进一步地，所述第二偏置值为0.1MPa。
通过上述技术方案，能够有效控制并汽和解汽过程，提高并解汽效率，并汽解汽气压平稳、无水冲击，保证机组安全运行。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施方式提供的用于燃气轮机联合循环机组锅炉并解汽控制的并汽过程流程图；以及
图2是本发明实施方式提供的用于燃气轮机联合循环机组锅炉并解汽控制的解汽过程流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供的方法适合于应用在燃气轮机联合循环机组中。其中，两台燃机各自带动与燃机同轴的发电机发电，每台燃机配有一台余热锅炉，两台余热锅炉产生的蒸汽共同带动一台汽轮机。
图1是本发明实施方式提供的用于燃气轮机联合循环机组锅炉并解汽控制的并汽过程流程图。如图1所示，本发明实施方式提供的用于燃气轮机联合循环机组锅炉并解汽控制的待并炉的并汽过程可以包括：
S101，当机组达到并汽条件时，设置待并炉再热旁路并汽初始压力值；
S102，当待并炉再热电动隔离阀前压力值和再热母管压力值的差值小于第一阈值时，开启待并炉再热主汽电动隔离阀；
S103，保持待并炉高压旁路压力值等于汽机高压主汽母管压力值与第一偏置值的和；
S104，当待并炉高压主汽电动隔离阀前后压力差小于第二阈值时，开启待并炉冷再电动隔离阀，以及延时一预定时间后开启待并炉高压主汽电动隔离阀；以及
S105，当待并炉高压旁路和待并炉再热旁路完全关闭时，完成并汽。
上述并汽过程充分考虑了燃气轮机组的运行特性，并汽气压平稳、无水冲击。
其中，并汽条件可以是机组接收到的并汽指令，也可以是系统预设条件。例如，并汽条件可以包括：a)所述两台余热锅炉高压过热器出口温度偏差值小于5℃；b)所述两台余热锅炉再热器出口温度偏差值小于5℃；c)所述两台余热锅炉高压主汽电动隔离阀前温度偏差值小于5℃；d)所述两台余热锅炉再热电动隔离阀前温度偏差值小于5℃；e)待并汽余热锅炉高压旁路压力与高压主汽母管压力偏差值小于5bar；f)待并汽余热锅炉再热旁路压力与再热主汽母管压力偏差值小于2bar；以及g)待并汽余热锅炉对应燃机出力已加到能维持主蒸汽温度的最低值。在优选的实施方式中，当a)-g)同时满足时，确定达到并汽条件，可以开始并汽。
在实施方式中，再热旁路并汽初始压力值可以通过计算来设置，例如，根据为汽机中压额定压力，高压额定压力，高压实际压力以及负荷控制基准。在计算得到的值上可以增加一个偏置值(或修正系数)，例如0.2MPa，以得到再热旁路并汽初始压力值。
在优选的实施方式中，可以按以下关系式设定再热旁路并汽初始压力值Zs：
Zs＝(Qze/Qge)×Qgs×Qjz×K+K’
其中，Qze为汽机中压额定压力，Qge为汽机高压额定压力，Qgs为汽机高压实际压力，Qjz为汽机负荷控制基准，以及K和K’为修正系数。
图2是本发明实施方式提供的用于燃气轮机联合循环机组锅炉并解汽控制的解汽过程流程图。如图2所示，本发明实施方式提供的用于燃气轮机联合循环机组锅炉并解汽控制的待解炉的解汽过程可以包括：
S201，响应于解汽指令，当所述机组达到解汽条件时，设置待解炉再热旁路解汽初始压力值，以及保持待解炉高压旁路压力值等于待解炉汽机高压主汽母管压力值与所述第一偏置值的差；
S202，当待解炉高压旁路开度大于5％时，将待解炉再热旁路压力值设定为再热母管压力值减去一第二偏置值；
S203，当高压主汽流量和冷再流量中较大者小于40T/h时，将待解炉高压旁路压力值设置为当前汽机高压主汽母管压力值，以联锁关闭待解炉再热主汽电动隔离阀；
S204，当所述待解炉再热主汽电动隔离阀关闭后，关闭待解炉高压主汽电动隔离阀，以及从所述待解炉高压主汽电动隔离阀开始关闭时开始延迟所述预定时间后待解炉冷再电动隔离阀关闭；以及
S205，当所述待解炉高压主汽电动隔离阀和待解炉再热主汽电动隔离阀完全关闭时，完成解汽。
与并汽过程相类似，解汽条件可以是系统预设条件。例如，可以包括：待解汽余热锅炉对应燃机出力已降到能维持主蒸汽温度的最低值。
在实施方式中，再热旁路解汽初始压力值可以通过计算来设置，例如，根据为汽机中压额定压力，高压额定压力，高压实际压力以及负荷控制基准。在计算得到的值上可以增加一个偏置值(或修正系数)，例如0.1MPa，以得到再热旁路并汽初始压力值。
在优选的实施方式中，可以按以下关系式设定再热旁路解汽初始压力值Zs’：
Zs’＝(Qze/Qge)×Qgs×Qjz×K+K”
其中，Qze为汽机中压额定压力，Qge为汽机高压额定压力，Qgs为汽机高压实际压力，Qjz为汽机负荷控制基准，以及K和K”为修正系数。
以下结合一个具体实施方式对本发明提供的用于燃气轮机联合循环机组锅炉并解汽控制的方法进一步说明。
在示例的实施方式中，燃气轮机可以是F级燃气轮机，该级燃气轮机全部都以天然气作为燃料，其排放物中不含硫化物和氮氧化物，对环境污染很小。在S209FA燃气-蒸汽联合循环发电机组中，两台燃机各自带动与燃机同轴的发电机发电，并各自带有一台余热锅炉；两台余热锅炉产生的蒸汽共同带动一台汽轮机发电。多轴燃气蒸汽-联合循环发电机组因电网调峰需要，白天以二拖一方式运行，晚间停一台机以一拖一方式运行，这就使得两台炉的主蒸汽、再热蒸汽和低压蒸汽的并汽操作每天都得进行。
示例的待并炉的并汽过程如下：
A1)并汽过程开始，再热旁路根据自动计算值开始调节再热压力。当检测到对应的高压旁路开度小于5％时，可以在计算值上增加0.2MPa的偏置值；
B1)当再热电动隔离阀前压力和再热母管压力差值小于0.2MPa时，再热主汽电动隔离阀可以自动开启，再热汽首先并入；
C1)保持高压旁路压力设定值为跟随汽机高压主汽母管压力加0.2MPa，高压旁路可以自动调节高压压力；
D1)当高压主汽电动隔离阀前后压力差小于0.5MPa时，冷再电动隔离阀可以自动开启，延时20S后，高压主汽电动隔离阀可以自动开启。然后，随着高压主并入，冷再流量调节阀启用且跟随高压主汽流量进行自动调节(例如，流量相同)；
E1)高压主汽电动隔离阀和再热主汽电动隔离阀全开，高压和再热旁路逐渐全关后，并汽过程完成。
示例的待解炉的解汽过程如下：
A2)解汽指令发出后，高压旁路压力设定值跟随汽机高压主汽母管压力，且设定值较主汽母管压力低0.2MPa；
B2)当高压旁路开度大于5％时，计算出的再热旁路压力设定值的偏置值从0.1MPa变为-0.1MPa，再热旁路设定值较再热母管低0.1MPa；
C2)随着高压和再热旁路的开启，当高压主汽流量和冷再流量中较大者小于40T/h后，将高压旁路压力设定值的0.2MPa偏置去除(即使高压旁路压力值等于主汽母管压力值)，以联锁关闭再热主汽电动隔离阀；
D2)再热主汽电动隔离阀关闭后，高压主汽电动隔离阀可以自动关闭，高压主汽电动隔离阀关指令发出20s后，冷再电动隔离阀可以自动关闭；
E2)高压和再热旁路门开启，高压和再热主汽电动隔离阀全关，解汽过程结束。
需要说明的是，上述实施方式中以示例的方式对阈值、或偏置值进行了设置。在实施方式中，阈值的设置优选地为参考标准中规定的值，偏置值的选择可以以不同型号机组的实际要求为准。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于燃气轮机联合循环机组锅炉并解汽控制的方法，其中所述燃气轮机联合循环机组中，两台燃机各自带动与燃机同轴的发电机发电，每台燃机配有一台余热锅炉，两台余热锅炉产生的蒸汽共同带动一台汽轮机，其特征在于，该方法包括：
当机组达到并汽条件时，设置待并炉再热旁路并汽初始压力值；
当待并炉再热电动隔离阀前压力值和再热母管压力值的差值小于第一阈值时，开启待并炉再热主汽电动隔离阀；
保持待并炉高压旁路压力值等于汽机高压主汽母管压力值与第一偏置值的和；
当待并炉高压主汽电动隔离阀前后压力差小于第二阈值时，开启待并炉冷再电动隔离阀，以及延时一预定时间后开启所述待并炉高压主汽电动隔离阀；以及
当待并炉高压旁路和待并炉再热旁路完全关闭时，完成并汽。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
响应于解汽指令，当所述机组达到解汽条件时，设置待解炉再热旁路解汽初始压力值，以及保持待解炉高压旁路压力值等于所述汽机高压主汽母管压力值与所述第一偏置值的差；
当待解炉高压旁路开度大于5％时，将待解炉再热旁路压力值设定为所述再热母管压力值减去一第二偏置值；
当高压主汽流量和冷再流量中较大者小于40T/h时，将所述待解炉高压旁路压力值设置为当前汽机高压主汽母管压力值，以联锁关闭待解炉再热主汽电动隔离阀；
当所述待解炉再热主汽电动隔离阀关闭后，关闭待解炉高压主汽电动隔离阀，以及从所述待解炉高压主汽电动隔离阀开始关闭时开始延迟所述预定时间后待解炉冷再电动隔离阀关闭；以及
当所述待解炉高压主汽电动隔离阀和待解炉再热主汽电动隔离阀完全关闭时，完成解汽。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述并汽条件包括：
a)所述两台余热锅炉高压过热器出口温度偏差值小于5℃；
b)所述两台余热锅炉再热器出口温度偏差值小于5℃；
c)所述两台余热锅炉高压主汽电动隔离阀前温度偏差值小于5℃；
d)所述两台余热锅炉再热电动隔离阀前温度偏差值小于5℃；
e)待并汽余热锅炉高压旁路压力与高压主汽母管压力偏差值小于5bar；
f)待并汽余热锅炉再热旁路压力与再热主汽母管压力偏差值小于2bar；以及
g)待并汽余热锅炉对应燃机出力已加到能维持主蒸汽温度的最低值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述解汽条件包括：
待解汽余热锅炉对应燃机出力已降到能维持主蒸汽温度的最低值。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述能维持主蒸汽温度的所述最低值为60MW。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按以下关系式设定所述再热旁路并汽初始压力值Zs：
Zs＝(Qze/Qge)×Qgs×Qjz×K+K’
其中，Qze为汽机中压额定压力，Qge为汽机高压额定压力，Qgs为汽机高压实际压力，Qjz为汽机负荷控制基准，以及K和K’为修正系数。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，按以下关系式设定所述再热旁路解汽初始压力值Zs’：
Zs’＝(Qze/Qge)×Qgs×Qjz×K+K”
其中，Qze为汽机中压额定压力，Qge为汽机高压额定压力，Qgs为汽机高压实际压力，Qjz为汽机负荷控制基准，以及K和K”为修正系数。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一阈值与所述第一偏置值同为0.2MPa。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二阈值为0.5MPa，以及所述预定时间为20s。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二偏置值为0.1MPa。
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