CN105863843A - 一种煤压机-燃气轮机调压方法 - Google Patents
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Abstract
一种煤压机‑燃气轮机调压方法。本发明涉及一种燃气发电生产工艺，在燃气轮机不同负荷下对所需供气压力的梯级动态调整。采取不同负荷下动态调整煤压机供气压力，已匹配燃气轮机当前负荷下对供气压力的需求，实现煤压机自耗电的大幅降低。
Description
技术领域
本发明属于燃气发电调压技术领域，具体为一种煤压机-燃气轮机调压方法。
背景技术
目前6B系列燃气轮机为保证燃烧状态，要求对煤气进行加压，单独配备了煤压机。设计状态下，机组正常运行时，将煤气加压至2.35MPa，供燃气轮机使用。燃气轮机根据负荷不同，通过速比阀和控制阀将煤气压力和流量调节至机组所需，送往燃烧室燃烧做功。而经过阀门调节后送往燃烧室的压力要远低于燃气轮机入口压力2.35MPa。正常情况下，该压力为最大值，现场工况所需的最小值都被选择出来作为最小压力要求。当机组运行在较低的负荷时，相比设计额定负荷，固定的压力设计值就会被过度考虑。
燃气轮机出力受到燃料供应、环境温度、上网需量等条件限制，不能保证一直保持额定负荷运行。而在额定负荷下运行时，其对供气压力的需求要比额定负荷时低，机组所需的煤气压力随着负荷降低同步降低。这种实际需求与实际固定供气压力的不匹配造成了煤压机自耗电的浪费。调节阀门前后高的压差意味着能量的浪费，效益的损失。
发明内容
本发明的目的就是为了解决过高供气压力下煤压机自耗电的无谓消耗而提供一种煤压机-燃气轮机调压方法。本发明的煤压机-燃气轮机梯级动态调压运行方式，在燃气轮机不同负荷下，动态调整供气压力，匹配机组需求，实现煤压机自耗电的降低。
本发明的一种煤压机-燃气轮机调压方法技术方案为，通过梯级动态调压运行，实现不同负荷下，燃气轮机对煤气压力需求的动态匹配，实现煤压机自耗电的降低。
所述的梯级动态调压运行，包含压力调节阀、流量控制阀、相应煤气管道设施以及为实现功能而做出的程序修改部分。修改燃机煤气压力低报警信号KFPAG0L=261PSI（18bar），切油信号KFPAG0LL=217PSI，P2腔压力低衰减负荷偏置FPRGK_BIAS=86PSI，FSR高高切油值LFSRLLHH=25%。
所述的一种煤压机-燃气轮机调压方法，包括以下步骤：
（1）通过燃气轮机不同负荷下的最低压力需求值，拟合成燃气轮机实际运行供气压力需求曲线；
（2）根据拟合的曲线，分区间跨段式梯级动态调压运行，即将原光滑曲线改为梯形折线运行，在有效避免煤气压力波动带来的系统振荡的情况下，实现了煤压机自耗电的大幅降低。
步骤（1）中，拟合曲线函数公式为y = 0.0111x2 - 0.4809x + 20.487
其中：x为机组负荷（MW）；
y为需求供气压力（bar）；
x≥28（当机组负荷低于28MW时，效率极低，建议直接停机）。
因为煤压机调压能力限制，存在一定波动，若严格按照上面曲线进行调整，存在运行风险。因此，将曲线改为折线运行。总体要求为：
当机组负荷在28-30MW时，供气压力设定为16.5bar；
当机组负荷在31-32MW时，供气压力设定为17bar；
当机组负荷在33-34MW时，供气压力设定为17.5bar；
当机组负荷在35-36MW时，供气压力设定为18bar；
当机组负荷在37-38MW时，供气压力设定为19bar；
当机组负荷在39MW以上时，供气压力设定为20bar。
本发明的有益效果为：本发明的一种煤压机-燃气轮机调压方法不但实现了燃气轮机不同负荷下对煤气供气压力需求的动态匹配，降低了煤压机自耗电。同时由于煤压机降低压力运行后，其工况显著改善，表现在压力和流量比较稳定，远方向偏离喘振线，提升了煤压机运行性能。解决了6B系列燃气轮机运行时在非额定负荷下，煤压机自耗电大，煤压机状态不稳定的难题。经过实践论证，该发明专利的提出，显著降低了煤压机自耗电，年可节省电费近300万元/台，具有极大的经济效益。且操作简单，可复制性强，具有很好地推广价值。
附图说明：
图1所示为本发明煤压机-燃气轮机调压装置图；
图2所示为煤气压力调节曲线。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
修改燃机煤气压力低报警信号KFPAG0L=261PSI（18bar），切油信号KFPAG0LL=217PSI，P2腔压力低衰减负荷偏置FPRGK_BIAS=86PSI，FSR高高切油值LFSRLLHH=25%。
所述的一种煤压机-燃气轮机调压方法，包括以下步骤：
（1）通过燃气轮机不同负荷下的最低压力需求值，拟合成燃气轮机实际运行供气压力需求曲线；拟合曲线函数公式为y = 0.0111x2 - 0.4809x + 20.487
其中：x为机组负荷（MW）；
y为需求供气压力（bar）；
x≥28（当机组负荷低于28MW时，效率极低，建议直接停机）。
（2）根据拟合的曲线，分区间跨段式梯级动态调压运行，即将原光滑曲线改为梯形折线运行，在有效避免煤气压力波动带来的系统振荡的情况下，实现了煤压机自耗电的大幅降低。
因为煤压机调压能力限制，存在一定波动，若严格按照步骤（10曲线进行调整，存在运行风险。因此，将曲线改为折线运行。总体要求为：
当机组负荷在28-30MW时，供气压力设定为16.5bar；
当机组负荷在31-32MW时，供气压力设定为17bar；
当机组负荷在33-34MW时，供气压力设定为17.5bar；
当机组负荷在35-36MW时，供气压力设定为18bar；
当机组负荷在37-38MW时，供气压力设定为19bar；
当机组负荷在39MW以上时，供气压力设定为20bar。
实施例1
按设计压力运行时，机组负荷38MW，供气压力（P1）23.5bar，压力调节阀开度50%，P2压力21.2bar，流量控制阀开度60%，煤压机电机功率14389kW。
采用本发明的运行方式时：机组负荷38MW，供气压力（P1）19bar，压力调节阀开度100%，P2压力19bar，流量控制阀开度64%，煤压机电机功率13494kW。
煤压机电机功率直接降低14389-13494=895kW，节省电费每小时895*0.559=500元。平均年可降低煤压机耗电量约300万元（按年运行6000小时计算）。
如说明书附图图1，设计工况下，压力调节所需的P2（位于压力调节阀和流量控制阀之间）压力为最大值，现场工况所需的最小值都被选择出来作为最小压力要求。当机组运行在较低的负荷时，相比设计额定负荷，P2固定值就会被过度考虑。实际工况下，机组所需的煤气压力随着负荷降低同步降低。
本发明的梯级动态调压运行设计的目的就是允许机组使用比设计压力低的气体燃料。当执行这种控制方法时，以现场机组负荷为基础，操作调控煤气系统压力满足机组最低需求即可。
所有的负荷操作和工况里面，代替P2压力固定值设定点，梯级动态调压运行允许P2压力设定点的变化作为煤压机供气压力的依据。
由于燃气轮机定位为煤气末级缓冲用户，煤气气源压力存在一定的波动，再加上煤压机系统调压能力限制，整个高压煤气系统压力波动比较大。如果完全按照图2拟合最小需求压力曲线进行煤气调节，将因为煤气压力波动而导致系统振荡，且不利用设备安全。
为此，本发明根据拟合的曲线，结合设备运行实际工况，决定接受一部分损失，提出根据负荷，分区间跨段式梯级动态调压运行，即将原光滑曲线改为梯形折线运行（梯级动态调整压力折线），从而避免了煤气压力波动带来的系统振荡，有效保证了设备安全稳定运行。
Claims (6)
1.一种煤压机-燃气轮机调压方法，其特征在于，通过梯级动态调压运行，实现不同负荷下，燃气轮机对煤气压力需求的动态匹配。
2.根据权利要求1所述的一种煤压机-燃气轮机调压方法，其特征在于，所述的梯级动态调压运行，包含压力调节阀、流量控制阀、相应煤气管道设施以及为实现功能而做出的程序修改部分。
3. 根据权利要求2所述的一种煤压机-燃气轮机调压方法，其特征在于，修改燃机煤气压力低报警信号KFPAG0L=261PSI（18bar），切油信号KFPAG0LL=217PSI，P2腔压力低衰减负荷偏置FPRGK_BIAS=86PSI，FSR高高切油值LFSRLLHH=25%。
4. 根据权利要求1所述的一种煤压机-燃气轮机调压方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）通过燃气轮机不同负荷下的最低压力需求值，拟合成燃气轮机实际运行供气压力需求曲线；
（2）根据拟合的曲线，分区间跨段式梯级动态调压运行，即将原光滑曲线改为梯形折线运行。
5. 根据权利要求4所述的一种煤压机-燃气轮机调压方法，其特征在于，步骤（1）中，拟合燃气轮机实际运行供气压力需求曲线函数公式为y = 0.0111x2 -
0.4809x + 20.487
其中：x为机组负荷（MW）；
y为需求供气压力（bar）；
x≥28（当机组负荷低于28MW时，效率极低，建议直接停机）。
6. 根据权利要求5所述的一种煤压机-燃气轮机调压方法，其特征在于，步骤（2）中将曲线改为折线运行；要求为：
当机组负荷在28-30MW时，供气压力设定为16.5bar；
当机组负荷在31-32MW时，供气压力设定为17bar；
当机组负荷在33-34MW时，供气压力设定为17.5bar；
当机组负荷在35-36MW时，供气压力设定为18bar；
当机组负荷在37-38MW时，供气压力设定为19bar；
当机组负荷在39MW以上时，供气压力设定为20bar。
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