大型发电企业燃机技术发展途径研究

发表时间:2020/10/10   来源:《当代电力文化》2020年第15期   作者:潘志博 韦策 李一建
[导读] 电动执行机构在发电厂生产中有着不可替代的作用,因此,阀门的故障维护也显得
        潘志博 韦策 李一建
        广东大唐国际肇庆热电有限责任公司,广东 肇庆 526040
        摘要:电动执行机构在发电厂生产中有着不可替代的作用,因此,阀门的故障维护也显得十分重要。如何及时发现阀门故障,快速有效地排除各类问题成为热工控制检修人员关注的重点。从瑞基阀门的一次故障现象入手,对其排障过程进行了探究。
        关键词:控制系统;抑制干扰;基本方法、
1发电气耗简述
1.1供热机组发电气耗的计算方法
        发电气耗=(天然气耗气量-供热气耗量)/总发电量。
1.2供热量对发电气耗的影响
        从发电气耗的计算公式可以看出,发电气耗主要受到:天然气耗气量、发电量与供热量的影响,其中耗气量与燃机发电量直接相关,汽机发电量的大小也主要取决于供热量的多少。换而言之,发电气耗的主要影响因素为燃机负荷的大小与供热量的多少,即发电气耗公式可以等效为:
        发电气耗=(f(1燃机负荷)-f(2供热量))(/燃机负荷+f(3燃机负荷)-f(4供热量))
        只要求证上述4个函数关系,就可以通过燃机负荷及供热量两个参数,直接得出燃气蒸汽联合循环热电机组的发电气耗。其中供热气耗量可以通过计算获得供热气耗量(Nm3)=f(2供热量)=供热气耗(Nm3/GJ)×供热量(GJ)据统计,该燃气蒸汽热电联产电厂供热气耗为:31(Nm3/GJ)。
2燃气消耗量
        据悉,燃机负荷与进气量、燃料量、进气温度、压气机效率等参数均有关系,理论上无法与单一参数建立函数关系。
        (1)尽可能地抑制干扰源,削弱其强度输出,如远离、屏蔽等;但有的干扰源无法抑制,如雷击、无线电、发电机等。
        (2)通过隔离和滤波等,拦截或减小干扰信号各种耦合路径的传输量。屏蔽来自导线的辐射噪声,削弱干扰的影响。提高感受体(控制及弱电流电路、控制系统)的抗扰度,增加泄放通路。目前多数DCS星形连接方式汇接引入电缆隔层接地箱铜牌,再绝缘铜缆引入接地网(焊接或冷接),连接方式三种:
        (3)专用接地网(焊接或冷接):优点是地电位较稳定,不易受厂网地电位影响。问题需要纯净专用地,电缆难保证单点接地,加上与安全地不同地,设备过电压时二个地间会有电位差度大,放电损坏设备。   
3降耗方案
3.1选用高热值燃气
        热值越高,单位体积的燃气在完全燃烧后产生的热能就越高,所能转化的电能也就越高。因此,在具备条件的情况下,可以选用热值相对高的天然气作为燃料,达到降低发电气耗的目的。
3.2提升燃机效率
        燃机的运行效率受压气机运行效率的影响很大。燃机的压气机在运行中会出现效率逐渐下降的现象。其效率下降的原因除了环境温度、湿度影响等不可控因素外,最主要的一个因素就是压气机叶片积垢。压气机叶片积垢越多,压气机运行效率越低。为了保持压气机叶片表面清洁,保证压气机在较高效率下运行,应根据压气机运行情况进行水洗操作。据统计通过离线水洗,压气机效率可提升2个百分点。当压气机运行效率累计下降90%以下时,应安排离线水洗操作。通过合理安排燃机的离线水洗、选用经济性较好的进气滤网等方法可以提高压气机在一定运行小时数内的效率,从而提高燃机运行效率,达到降低气耗的目的。
3.3合理安排调峰时间
        在启动阶段,由于初始负荷低,气耗较高。若频繁调峰,则会导致月度、年度的发电气耗增加,从而降低机组的经济性。据统计,在启动过程中发电气耗甚至可以达到正常纯凝运行时发电气耗的10倍。因此合理安排机组的调峰次数与调峰运行的时间,可以有效降低当天甚至月度、年度的发电气耗。


3.4调整供热量
        当抽汽量增大时,进入汽轮机末几级做功的蒸汽量变少,从而使得汽机的负荷降低;又因为汽轮机排汽变少,可以节约循环水电量,同时还可以提高机组真空,汽轮机的效率得到提高。在抽汽工况下运行时,汽机负荷为当前燃机负荷工况下的纯凝负荷减去抽汽所影响的负荷来计算,根据统计,该燃气蒸汽热电联产发电厂1吨抽汽约影响200度电,即供热影响电量(kWh)=f(4供热量)≈200(kWh/t)×供热量(t)所以公式可以简化为:发电气耗=(214×燃机负荷(MW)+12500-31×3×供热量(t/h))/1000    燃机负荷(MW)+0.32×燃机负荷(MW)+22×运行台数-0.2×抽汽量(t/h)
3.5合理调整发电负荷与供热量
        (1)通过计算模型,可以推算出为了达到某个气耗目标,而需要达成的燃机负荷与供热的“平衡点”。例如:当月气耗目标为0.195m3/kWh为目标,不难算出,燃机负荷在100MW时,汽机纯凝负荷按照54MW计算,为了满足当月气耗目标,抽汽量应为71.67t/h。
        (2)共用厂接地网:优点是可以避免多点接地,简单易行。缺点易受动力设备接地附近地电位波动影响,安装有具体要求。
        (3)通过专用接地网连接电气地网:不但可避免多点接地,又减小了动力设备接地点地电位波动的影响。连接有两种方式:铜板永久性连接与避雷器相连(暂态连接)。二点接地主要问题:当接地网上流过暂态电流时导致地电位暂态波动。弱信号电缆屏蔽层两端存在较大的地电位差eN,则其可能在A-B间信号线上产生较大的低频环流。这对屏蔽层还兼信号返回回路的电缆,不但破坏正常的信号传输,甚至可能烧损屏蔽层;并会对信号产生干扰。由于模拟信号的稳定性和抗干扰性较弱。这就要求eN不能大于某值(否则屏蔽层流过的电流将对芯线信号产生干扰,易构成各种地回路造成低频地回路干扰)。对电气自动装置和继电保护回路来说,由于输入、输出回路,会有一端处于电场的高压环境,暂态过电压,电磁感应干扰是主要矛盾,且电缆芯所在回路为强电回路,因而屏蔽层电流产生的低频干扰信号影响较小,故电气专业规程规定:对受高频干扰信号较多的继电保护和自动装置,“当采用静态保护和屏蔽电缆时,屏蔽层宜在两端接地”。
        通常干扰信号大于1MHz时,将屏蔽体两端接地。热工专业设备分散,就地电缆屏蔽层都接到全厂公用地难且仪表及控制系统信号绝大多数为低频信号,弱电回路,面临更多的是低频干扰,电磁感应干扰比较而言矛盾不突出,而厂房内热工系统范围内通常没有设置等电位接地带,当不能实现等电位接地时,两点接地产生的屏蔽层电流对芯线产生干扰的程度要大于电磁感应干扰。为保证热工信号不受地电位不一致导致的干扰电压的影响,故热工规程规定:进入DCS的热工信号必须采用单点接地的方式并在控制柜集中接地,这样屏蔽层电压为零,减少静电感应;有效消除低频干扰。DCS控制系统电缆选用带铜网屏蔽层的控制电缆,在干扰严重的环境中采用带铜网屏蔽层的双绞线。
        电缆的备用芯应可靠接入统一接地排。控制系统电子室、工程师站内不宜使用手机。机组运行中,定期检查与自动、保护相关的测量信号历史曲线,若有信号波动现象,应引起高度重视,及时检查系统中设备各相应连接点是否松动或接触不良,一旦出现信号异变,热控人员应及时检查原因并保存异常现象曲线,注明相关参数后归档。I/O柜电源地与UPS电源地必须同地。独立热控系统,应结合其所在环境确保接地系统可靠。烟囱接地系统具有防雷击功能,不能用作仪表接地,接地系统的电阻必须进行测试。电力生产中不可避免的会遇到各种各样的信号干扰,很多令人费解的设备异常、故障、甚至导致机组跳闸的事件,往往都与系统接地不好有关。可能会因干扰引起保护联锁系统误动的设备、测量探头或元件的防干扰措施完善、可靠。
结束语
        因此需要仪控检修人员在在检修维护过程中,综合考虑各方面的因素,去探讨如何提高接地的合理性与可靠性,制定有效的抗干扰措施,去减小和消除干扰的影响。
参考文献
[1]张水波.工程管理专业[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2]周刚.天然气调压站工艺方案设计实践[J].化学工程与装备,2010(4):70-71.
[3]李勇辉.9F燃机联合循环控制系统优化.杭州华电半山发电有限公司,2008(4).




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