何旭皋
江苏华电戚墅堰发电有限公司 江苏省常州市 213100
摘 要：本文通过研究M701F4型燃机停机过程中LPCV（即低压蒸汽调门）的动作过程，分析优化调门的动作后对汽机安全性产生的影响，从而分析优化的可行性，最终得出结论是停机过程LPCV动作过程可以优化。
关键词：M701F4型燃机；停机过程；LPCV动作优化
0 引言
某厂有两台M701F4型燃气—蒸汽联合循环发电机组，额定容量475MW。燃气轮机机组由于启停快捷、加减负荷迅速的优点，具有优良的调峰特性[1]，成为电网的调峰机组。2016年至2020年期间，两台机组平均每年启动顶峰195次。因此机组的启动和停机过程优化成为节能的重要课题。
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1 项目背景
1.1 停机过程简介
M701F4型燃机停机时，运行人员通常选择正常方式停机，控制系统执行自动停机程序，机组以每分钟20MW[2]的速度减负荷，总负荷减至225MW时，燃机负荷维持不动，LPCV开始由100%开度缓慢关闭至冷却开度40%，然后燃机负荷继续下降，直到机组解列。从负荷475MW开始停机至解列，整个过程用时在39分钟以上。
1.2 项目的意义
从机组的停机曲线图（图1）中可以看出，LPCV整个关闭过程用时15分钟左右。而同类型的HPCV（高压蒸汽调门）和IPCV（中压蒸汽调门）从100%开度关至40%仅用时30秒。因此，LPCV动作过程存在较大的优化空间。
此外，LPCV关闭过程中，机组负荷为额定负荷的50%，此工况运行，机组经济性较差，气耗比满负荷运行要高。缩短停机时间，可以提高经济性。
2 优化方案
适当调整LPCV控制模块，将LPCV的关闭速率从每分钟4%加快到每分钟20%，使LPCV的动作时间控制在3分钟内。同时改变LPCV动作的时间节点，当燃机负荷减到285MW时LPCV即开始关闭，负荷减至225MW时，LPCV已关至冷却开度，燃机可以继续减负荷至解列。
此优化方案可以使停机时间缩短15分钟。
3 汽机安全性影响
3.1 流经低压缸的蒸汽流量
由于HPCV和IPCV是在LPCV关闭到40%后才开始关闭，因此LPCV关闭过程，高压和中压蒸汽流量不变，仍有每小时300吨左右的蒸汽做工后与低压蒸汽汇流进入低压缸，而本课题所进行的优化仅影响低压蒸汽流量，从原本的每小时30吨减少到每小时25吨，仅占流经低压缸总流量的不到10%，因此从热机上分析，此优化对汽轮机影响很小。
3.2 低压蒸汽温度的影响
从温度上看，优化前，LPCV关闭过程中，低压蒸汽汽温度从234.4℃下降到225.5℃，15分钟下降了8.9℃。如果将LPCV关闭时间缩短到3分钟，低压蒸汽汽温度来不及下降8.9℃，下降的速率不会超过每分钟2.97℃。而低压蒸汽进入低压缸前还会与十倍流量的高中压缸排汽汇流，此温度下降速率还会进一步减小。因此符合停机过程汽轮机金属温度要求，对低压缸差胀、金属热应力等汽轮机参数而言，安全性不会降低。
4 结论
通过对优化后汽轮机安全性分析，可以得出结论：停机过程将LPCV关闭时间从15分钟优化缩短到3分钟是安全可行的、具有经济性的。
参考文献：
[1] 林伟.GTCC（燃气-蒸汽联合循环发电机组）电站与电网的关系研究报告[R].北京: 中国华电集团公司,2008.
[2] 章褆,任鑫,程途,薛丽华等. S109FA燃气-蒸汽联合循环机组控制系统研究技术总结报告[R].北京: 中国华电集团公司,2007.