CN110242416A - 一种通过优化单轴联合循环机组盘车时间延长发电机寿命的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过优化单轴联合循环机组盘车时间延长发电机寿命的方法，包括步骤：1)机组停机后，立即脱扣SSS离合器；2)燃气轮机带动发电机进行2.3Hz的盘车转速运行，汽轮机独立0.9Hz低速盘车运行；同时，停机后燃气轮机进口和余热锅炉烟囱出口挡板保持在开启位置，利用空气介质进行冷却；3)燃气轮机在24小时内将排气缸温度降低到50℃以内,机组冷态启动前，燃气轮机、汽轮机提前12小时盘车。本发明的有益效果是：目前，我国燃气轮机机组普遍存在年利用小时数少，长时间停机的问题。本发明通过采用以上技术方案，在延长单轴联合循环机组发电机寿命方面起到了显著的积极作用。
Description
技术领域
本发明专利涉及延长发电机寿命的运行优化领域，主要适用于单轴布置的西门子9F级燃气-蒸汽联合循环机组。
背景技术
西门子9F级燃气-蒸汽联合循环机组，整体采用单轴布置，轴系总长约52米。燃气轮机采用冷端输出功率，与发电机采用刚性连接，发电机布置在燃气轮机与汽轮机中间，汽轮机与发电机之间采用SSS离合器连接。
燃机机组采用日开晚停方式时，晚上停机后，燃气轮机、发电机与汽轮机将始终保持连续盘车模式，直至白天机组启动。如遇停机时间较长，则机组停机后，由于单轴布置，燃气轮机带动发电机、汽轮机进行低速盘车转速运行。由于汽轮机需连续盘车到高压和中压缸大轴中心温度＜100℃时，才可停止盘车，其盘车冷却时间将根据环境温度的变化而变化，通常夏季环境温度较高时，汽轮机将连续盘车8-9天时间才能达到规定的缸温要求；冬季环境温度较低的情况下，需要7-8天时间才能达到规定缸温。因此，机组在停机8天后才停止燃气轮机、发电机及汽轮机的盘车运行。而机组冷态启动前，一般提前2天投运燃机及汽机盘车运行，确保长时间停机弯曲应力能得到及时释放，避免启动期间发生轴系振动。
根据单轴布置的联合循环机组运行特点，发电机盘车的时间将远远大于发电机运行时间，在整个可见寿命范围内盘车时间的长短给发电机的寿命带来了重大影响。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种通过优化单轴联合循环机组盘车时间延长发电机寿命的方法。
这种通过优化单轴联合循环机组盘车时间延长发电机寿命的方法，包括如下步骤：
S1.机组停机后，立即脱扣SSS离合器；
S2.燃气轮机带动发电机进行2.3Hz的盘车转速运行，汽轮机独立0.9Hz低速盘车运行；同时，停机后燃气轮机进口和余热锅炉烟囱出口挡板保持在开启位置，利用空气介质进行冷却；
S3.燃气轮机在24小时内将排气缸温度降低到50℃以内。
作为优选：S3后，机组冷态启动前，燃气轮机、汽轮机提前12小时盘车。
本发明的有益效果是：
燃气轮机可以在24小时内就将排气缸温度降低到50℃以内，为单独停止燃气轮机盘车运行创造了条件。通过这种运行模式优化，燃气轮机与发电机至少可节约7天，约168小时的盘车时间。
在停机后盘车时间满足要求的情况下，将机组冷态启动前原运行方式中燃气轮机(发电机)、汽轮机提前2天盘车改为提前12小时盘车，至少可节约36小时发电机盘车时间。
目前，我国燃气轮机机组普遍存在年利用小时数少，长时间停机的问题。本发明通过采用以上技术方案，在延长单轴联合循环机组发电机寿命方面起到了显著的积极作用。
附图说明
图1为燃气-蒸汽联合循环机组热力流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
根据制造厂规定，燃气轮机、汽轮机、发电机的等效运行时间EquivalentOperating Hours(EOH)有不同的计算方式，其中燃气轮机的EOH与启动次数、带负荷运行时间、热部件温度快速变化有关；汽轮机的EOH与启动次数、带负荷运行时间有关；而发电机的EOH除了与启动次数、带负荷水平有关外，与盘车时间的长短有着紧密关系，其计算公式如下：
TEOH＝k1T1+k2T2+nT3
其中：
TEOH表示等效运行时间
k1表示正常运行期间应力加权系数
T1表示机组运行时间
k2表示盘车运行加权系数
T2表示机组盘车运行时间
n表示机组启动次数
T3表示机组每次启动等效加权时间
本发明采用的技术方案是：
1、优化前，停机后燃气轮机与汽轮机保持连续盘车。燃气轮机与汽轮机两套独立的盘车装置由一套公用的润滑油和顶轴油系统供油，盘车的动力来自于顶轴油驱动的液压马达。当燃气轮机的排气缸温度(沿圆周方向共24个平均值)＜50℃，且汽轮机的高压和中压缸大轴中心(计算)温度＜100℃时，则允许停止燃气轮机和汽轮机盘车运行，并停止润滑油和顶轴油泵。根据环境温度的变化，平均盘车4-6天，燃气轮机排气缸温度可以降低到50℃以内；平均盘车7-9天，汽轮机缸温可以降低到100℃以内。因此，燃气轮机与汽轮机总体的盘车时间将跟随汽轮机标准，需要8天(192小时)左右。
优化后，机组停机后，立即脱扣SSS离合器，燃气轮机带动发电机进行2.3Hz的盘车转速运行，汽轮机独立0.9Hz低速盘车运行。同时，停机后燃气轮机进口和余热锅炉烟囱出口挡板保持在开启位置，利用换热系数较蒸汽和水小得多的空气介质进行冷却，燃气轮机可以在24小时内就将排气缸温度降低到50℃以内，为单独停止燃气轮机盘车运行创造了条件。通过这种运行模式优化，燃气轮机与发电机至少可节约7天，约168小时的盘车时间。
2、在停机后盘车时间满足要求的情况下，将机组冷态启动前原运行方式中燃气轮机(发电机)、汽轮机提前2天盘车改为提前12小时盘车，至少可节约36小时发电机盘车时间。
目前，我国燃气轮机机组普遍存在年利用小时数少，长时间停机的问题。本发明通过采用以上技术方案，在延长单轴联合循环机组发电机寿命方面起到了显著的积极作用，对优化前后的寿命估算如下：
以1台420MVA燃机轮机机组为计算案例，设其年发电利用小时950小时，总启动次数60次，其中冷态启动次数6次。则根据制造厂推荐的加权系数，如下表
| 功率输出范围 | 额定值 | k<sub>1</sub> | k<sub>2</sub> | T<sub>3</sub> |
| 1 | S<sub>n</sub>＞600MVA | 1.0 | 0.5 | 20 |
| 2 | 250MVA＞S<sub>n</sub>＞600MVA | 0.9 | 0.3 | 10 |
| 3 | 50MVA＞S<sub>n</sub>＞250MVA | 0.8 | 0.1 | 10 |
| 4 | S<sub>n</sub>＜50MVA | 0.7 | 0.1 | 5 |
该机组发电机的等效运行时间：
TEOH＝k1T1+k2T2+nT3
＝0.9T1+0.3T2+10T3
其中：
T1表示机组年运行时间小时
T2表示机组盘车运行时间
n表示机组启动次数
优化前后发电机等效运行时间对比表如下：
Claims (2)
1.一种通过优化单轴联合循环机组盘车时间延长发电机寿命的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.机组停机后，立即脱扣SSS离合器；
S2.燃气轮机带动发电机进行2.3Hz的盘车转速运行，汽轮机独立0.9Hz低速盘车运行；同时，停机后燃气轮机进口和余热锅炉烟囱出口挡板保持在开启位置，利用空气介质进行冷却；
S3.燃气轮机在24小时内将排气缸温度降低到50℃以内。
2.根据权利要求1所述的通过优化单轴联合循环机组盘车时间延长发电机寿命的方法，其特征在于，S3后，机组冷态启动前，燃气轮机、汽轮机提前12小时盘车。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1977090A (zh) * | 2004-04-30 | 2007-06-06 | 西门子公司 | 联合发电设备及其冷却方法 |
| CN104747243A (zh) * | 2015-02-26 | 2015-07-01 | 福建晋江天然气发电有限公司 | 一种燃气-蒸汽联合循环机组滑参数停机方法 |
| CN105317482A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-02-10 | 中国能源建设集团天津电力建设有限公司 | 一种联合循环机组启动方法 |
| CN107227979A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-10-03 | 上海电气电站设备有限公司 | 一种联合循环汽轮机快速启动暖机系统及方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1977090A (zh) * | 2004-04-30 | 2007-06-06 | 西门子公司 | 联合发电设备及其冷却方法 |
| CN104747243A (zh) * | 2015-02-26 | 2015-07-01 | 福建晋江天然气发电有限公司 | 一种燃气-蒸汽联合循环机组滑参数停机方法 |
| CN105317482A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-02-10 | 中国能源建设集团天津电力建设有限公司 | 一种联合循环机组启动方法 |
| CN107227979A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-10-03 | 上海电气电站设备有限公司 | 一种联合循环汽轮机快速启动暖机系统及方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 中国学术期刊网: "燃气轮机盘车装置运行论文", 《百度文库》 * |
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