CN111677567A - 燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃气‑蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法，具体步骤如下：(1)燃气轮机点火，燃气轮机带动其发电机至额定负荷发电并网；(2)当高压调门开度达15％时，即刻投入IPC；(3)汽机在进口压力控制模式下运行且高压调门开度大于20％超过60秒，中压蒸汽压力大于1.3MPa时，进行中压蒸汽并汽；(4)低压主蒸汽压力大于0.3MPa，低压旁路开度大于20％时，本发明低压蒸汽并汽通过汽轮机提早进入压力控制(IPC)，使汽轮机中压并汽和低压并汽的时间节点提前，进而缩短了F级燃气‑蒸汽联合循环机组冷态快速启动至带额定负荷的时间，减少了联合循环机组在低负荷时燃机非预混模式工况的时间。

Description

燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法
技术领域
本发明属于火力发电安全技术领域，涉及燃气-蒸汽联合循环机组的启动技术，尤其是一种燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法。
背景技术
燃气-蒸汽联合循环作为一种先进的发电技术，在我国电力生产行业中的地位日益提高。该机组由于具有高效低耗、启动快、调节灵活、可用率高、投资省、建设周期短及环境污染小等优点，在国外电力行业正日益得到重视和发展。
研究表明，燃气-蒸汽联合循环发电机组从燃机点火并网到汽轮机进汽带至额定负荷，整个启动过程越快越好。环保方面，减少了联合循环机组在低负荷时燃机非预混模式工况的时间(该工况会产生危害环境的氮、氧化物)，经济方面，快速达到额定负荷(或高负荷)可以减少燃气用量，在环保与经济上一举两得。
通过检索，发现如下相关专利：
CN105317482B公开了一种联合循环机组启动方法，主要包括2台西门子燃机发电机、2台余热锅炉、1台蒸汽轮发电机和3台主变压器，首先燃机点火，配合锅炉暖炉；当主汽参数满足：压力：2.4-2.6MPa，温度320-350℃，主蒸汽过热度＞56℃，蒸汽轮发电机准备冲转，蒸汽轮发电机挂闸充分暖机，锅炉准备升温升压，锅炉升温升压过程中监视汽水品质，并进行排污，暖机结束后升速，机组定速稳定后切换主油泵，进行各项运行试验。本发明的联合循环启动方法，可以对燃机-余热锅炉及汽轮机联合循环的各种运行方式，在燃机不停机的情况下可以一拖一方式、二拖一方式再转一拖一方式运行，缩短调试工期，此启动方法缩短了联合循环启动时间，简化了启动步骤。
通过对比，与本专利的方案差异较大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种优化F级燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
一种燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法，具体步骤如下：
(1)燃气轮机点火，燃气轮机带动其发电机至额定负荷发电并网；
(2)当高压调门开度达15％时，即刻投入IPC；
(3)汽机在进口压力控制模式下运行且高压调门开度大于20％超过60秒，中压蒸汽压力大于1.3MPa时，进行中压蒸汽并汽；
(4)低压主蒸汽压力大于0.3MPa，低压旁路开度大于20％时，低压蒸汽并汽；
(5)当DCS机组启动状态显示高压进汽条件满足，DCS发出指令允许汽机高压缸进汽，当高压蒸汽温度在296℃～565℃之间且符合下列情况时，允许汽轮机高压缸进汽，
①高压缸第级内上缸金属温度小于182℃时，高压蒸汽温度不大于376℃；
②高压缸第一级内上缸金属温度大于182℃且小于510℃，即高压蒸汽温度大于金属温度；
③高压缸第一级内上缸金属温度大于510℃时，高压蒸汽温度不低于510℃；
(6)当温度匹配值达到566℃且应力、差胀参数均正常时，退出温度匹配进行加负荷。
而且，所述步骤(1)中燃机发电机并网的条件具体包括：
①待并网发电机的电压与系统电压近似或相等；
②待并网发电机的频率与系统频率近似相等；
③待并网发电机的电压相位与系统电压相位相同。
而且，所述步骤(2)应满足以下条件：
①稳定状态下，调门前压力在600-605psi范围内进行投入；
②高压旁路开度小于20％。
而且，所述步骤(3)中并入中压主汽的条件还包括：机组出力大于17MW。
而且，所述步骤(4)并入低压主汽的条件具体还包括：低压主蒸汽过热度大于20℃；低旁开度大于20％，时间至少60秒；高压调门开度大于20％，时间至少60秒；机组负荷大于17MW。
而且，在满足运行条件的基础上，所述步骤(3)和所述步骤(4)可次序互换。
本发明的优点和积极效果是：
由于燃机点火和并网环节可以优化的空间不大，本发明的目的在于结合机组的实际运行情况，对现有技术进行改进，通过汽轮机提早进入压力控制(IPC)，使汽轮机中压并汽和低压并汽的时间节点提前，进而缩短了F级燃气-蒸汽联合循环机组冷态快速启动至带额定负荷的时间，减少了联合循环机组在低负荷时燃机非预混模式工况的时间(该工况会产升危害环境的氮、氧化物)，同时减少了燃气用量，为燃气-蒸汽联合循环机组的安全、环保、经济运行提供必要的技术支持。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种优化F级燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法，如图1所示，该方法的具体步骤如下：
(1)燃气轮机点火，燃气轮机带动其发电机至额定负荷发电并网；
(2)当高压蒸汽压力略超过IPC设定值，可投入进口压力控制(IPC)，即汽轮机提早进入压力控制(IPC)，高旁逐渐关闭，高旁压力设定值跟踪实际压力。尽早投入IPC至关重要，投入IPC后可以让全部的高压蒸汽由进入旁路平稳切换到进入汽轮机，可使温度匹配切换到DCS自动升温，尽早完成并入中压主汽；
(3)汽机在进口压力控制模式下运行(“IPC IN”)且高压调门开度大于20％超过60秒，中压蒸汽压力大于1.3MPa时，进行中压蒸汽并汽；
(4)低压主蒸汽压力大于0.3MPa，低压旁路开度大于20％时，可以尽早并入低压主蒸汽；
(5)当DCS“机组启动状态”画面显示“高压进汽条件满足”，DCS发出指令允许汽机高压缸进汽。当高压蒸汽温度在296℃(565℉)与565℃(1050℉)之间且符合下列情况时，MKVI上出现“Release load”按钮，允许汽轮机高压缸进汽。
(6)退出温度匹配加负荷：当温度匹配值达到566℃且应力、差胀等参数均正常时，可以退出温度匹配进行加负荷。控制减温水的投入，AVC即使投入。将汽轮机带到额定负荷。此时燃气-蒸汽联合循环机组已达到额定负荷(或调度要求的最高负荷)
所述步骤(1)中燃机发电机并网的条件具体包括：
①待并网发电机的电压与系统电压近似或相等。
②待并网发电机的频率与系统频率近似相等。
③待并网发电机的电压相位与系统电压相位相同。
所述步骤(2)中汽轮机提早进入压力控制(IPC)，可在高压调门开度达15％左右时提早投入IPC，但应满足以下条件具体包括：
①稳定状态下，调门前压力尽量在600-605psi范围内进行投入(热态启动，汽轮机负荷比率loadcmd约60％以上，调门开度约15％左右)；
②为了稳定汽包水位，高压旁路开度尽量小于20％；
而且，所述步骤(3)中并入中压主汽的条件具体包括：
①汽机在进口压力控制模式下运行(“IPC IN”)且高压调门开度大于20％超过60秒；
②中压旁路开度大于20％，延时60秒；
③中压蒸汽压力大于1.3MPa；
④机组出力大于17MW。
所述步骤(4)并入低压主汽的条件具体包括：
①低压主蒸汽过热度大于20℃；
②低压主蒸汽压力大于0.3MPa；
③低旁开度大于20％(时间至少60秒)；
④高压调门开度大于20％(时间至少60秒)；
⑤机组负荷大于17MW。
在满足运行条件的基础上，所述步骤(3)和所述步骤(4)可以次序互换。
所述步骤(5)汽轮机高压缸进汽的条件具体包括：
①高压缸第级内上缸金属温度小于182℃(360℉)时，高压蒸汽温度不大于376℃(710℉)；
②高压缸第一级内上缸金属温度大于182℃(360℉)且小于510℃(950℉)，即高压蒸汽温度大于金属温度；
③高压缸第一级内上缸金属温度大于510℃(950℉)时，高压蒸汽温度不低于510℃(950℉)。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法，具体步骤如下：
(1)燃气轮机点火，燃气轮机带动其发电机至额定负荷发电并网；
(2)当高压调门开度达15％时，即刻投入IPC；
(3)汽机在进口压力控制模式下运行且高压调门开度大于20％超过60秒，中压蒸汽压力大于1.3MPa时，进行中压蒸汽并汽；
(4)低压主蒸汽压力大于0.3MPa，低压旁路开度大于20％时，低压蒸汽并汽；
(5)当DCS机组启动状态显示高压进汽条件满足，DCS发出指令允许汽机高压缸进汽，当高压蒸汽温度在296℃～565℃之间且符合下列情况时，允许汽轮机高压缸进汽，
①高压缸第级内上缸金属温度小于182℃时，高压蒸汽温度不大于376℃；
②高压缸第一级内上缸金属温度大于182℃且小于510℃，即高压蒸汽温度大于金属温度；
③高压缸第一级内上缸金属温度大于510℃时，高压蒸汽温度不低于510℃；
(6)当温度匹配值达到566℃且应力、差胀参数均正常时，退出温度匹配进行加负荷。
2.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法，其特征在于：所述步骤(1)中燃机发电机并网的条件具体包括：
①待并网发电机的电压与系统电压近似或相等；
②待并网发电机的频率与系统频率近似相等；
③待并网发电机的电压相位与系统电压相位相同。
3.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法，其特征在于：所述步骤(2)应满足以下条件：
①稳定状态下，调门前压力在600-605psi范围内进行投入；
②高压旁路开度小于20％。
4.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法，其特征在于：所述步骤(3)中并入中压主汽的条件还包括：机组出力大于17MW。
5.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法，其特征在于：所述步骤(4)并入低压主汽的条件具体还包括：低压主蒸汽过热度大于20℃；低旁开度大于20％，时间至少60秒；高压调门开度大于20％，时间至少60秒；机组负荷大于17MW。
6.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法，其特征在于：在满足运行条件的基础上，所述步骤(3)和所述步骤(4)可次序互换。
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Zhang A Decoupling Control Strategy to Feedwater System of The Gas-steam Combined Cycle units

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