張廣亮

摘 要：近幾年，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，發(fā)電廠呈現(xiàn)出不斷向前的趨勢(shì)，然而，燃?xì)廨啓C(jī)是發(fā)電廠中的重要組成部分，與發(fā)電廠運(yùn)行效率存在直接聯(lián)系。文章以燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠為例，結(jié)合電廠機(jī)組基本情況，分析電廠氣源與輸氣管道工程，以電廠用氣量為依據(jù)，對(duì)比分析電廠運(yùn)行優(yōu)化與技術(shù)經(jīng)濟(jì)?；谔烊粴庾饔孟绿骄咳?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠的運(yùn)行優(yōu)化，以供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī)；運(yùn)行思路；策略

中圖分類號(hào)：TM621.27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）09-0027-01

1 電廠機(jī)組基本情況與性能、耗差分析

1.1 電廠機(jī)組基本情況分析

某電廠使用的是2臺(tái)裝機(jī)容量為125 MW的機(jī)組，重油作為原設(shè)計(jì)中的燃料。近年來，電廠對(duì)2臺(tái)機(jī)組的燃料系統(tǒng)分別進(jìn)行油氣雙燃料的技術(shù)改造。與此同時(shí)，350 MW燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組開始在電廠投入使用，機(jī)組使用的天然氣以最近油氣田為主要渠道。在上游資源限制基礎(chǔ)上，管道供氣規(guī)模呈不斷增加的趨勢(shì)，預(yù)計(jì)不久后會(huì)達(dá)到8×108 m3/d的供氣規(guī)模，但該供氣規(guī)模與電廠實(shí)際用氣需求量不相符合。

與此同時(shí)，由于天然氣管道的限制，導(dǎo)致儲(chǔ)氣調(diào)峰能力受到影響，大大增加電廠運(yùn)行難度[1]。

1.2 燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行優(yōu)化主要工作內(nèi)容

首先，基于燃?xì)廨啓C(jī)性能優(yōu)化試驗(yàn)基礎(chǔ)上，掌握機(jī)組實(shí)際性能的狀態(tài)數(shù)據(jù)。其中，機(jī)組變負(fù)荷效率性能試驗(yàn)、機(jī)組調(diào)峰與運(yùn)行適應(yīng)性試驗(yàn)、機(jī)組水洗效果比較試驗(yàn)以及機(jī)組不同季節(jié)性能比較試驗(yàn)等均屬于燃?xì)廨啓C(jī)性能優(yōu)化試驗(yàn)范疇。其次，完善系統(tǒng)采樣程序開發(fā)與測(cè)點(diǎn)。以容量為125 MW的機(jī)組控制系統(tǒng)硬件配置和計(jì)算機(jī)接口情況為依據(jù)，以機(jī)組運(yùn)行安全性為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合電廠的實(shí)際需求，基于MOD-BUS協(xié)議作用下，借助于RS232通訊方法的數(shù)據(jù)采用方式，達(dá)到實(shí)時(shí)參數(shù)采樣程序的編寫目的。再次，機(jī)組性能計(jì)算與耗差分析模型。燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行優(yōu)化重點(diǎn)在于機(jī)組性能計(jì)算與耗差分析。針對(duì)系統(tǒng)性能計(jì)算，以GB標(biāo)準(zhǔn)和ISO標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，結(jié)合GE公司的相關(guān)公式和修正曲線，提高計(jì)算準(zhǔn)確性與時(shí)效性。針對(duì)參數(shù)功率、煤耗耗差的標(biāo)準(zhǔn)和公式均以機(jī)組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、GE公司公式為指導(dǎo)，并融合燃?xì)廨啓C(jī)原理。最后，實(shí)施優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)開發(fā)。以性能優(yōu)化試驗(yàn)掌握的機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)為指導(dǎo)，結(jié)合燃機(jī)性能試驗(yàn)規(guī)程，利用GE資料編制性能以及耗差在線計(jì)算程序?；赪indows 平臺(tái)作用下，借助VB軟件，實(shí)施運(yùn)行性能在線優(yōu)化。其中，后臺(tái)采樣程序與前臺(tái)優(yōu)化監(jiān)測(cè)指導(dǎo)程序是組成系統(tǒng)的兩大要素。

2 電廠氣源與輸氣管道工程

為電廠提供天然氣的油氣田包括兩處，一處位于距電廠約247 km處，4.3×109 m3是該油氣田可采儲(chǔ)量。另一處位于距電廠約128 km處，1.9×1010 m3是該油氣田的可采儲(chǔ)量。而1干線、4條支線以及7座站場(chǎng)和6個(gè)座閥室是組成天然氣管道工程的基本要素，聯(lián)合支線與干線總共約長(zhǎng)13 217 km，輸氣規(guī)?？蛇_(dá)1.7×109m3/d。

3 對(duì)比分析電廠運(yùn)行優(yōu)化與技術(shù)經(jīng)濟(jì)

以電廠機(jī)組運(yùn)行實(shí)際情況為依據(jù)，125 MW機(jī)組與9F級(jí)350 MW機(jī)組在運(yùn)行過程中，可實(shí)現(xiàn)2種燃料的互相調(diào)配與優(yōu)化。其中，57%是9F級(jí)350 MW機(jī)組的發(fā)電效率，而125 MW機(jī)組發(fā)電效率為37.9%，相較而言，9F級(jí)350 MW機(jī)組發(fā)電效率明顯高于125 MW機(jī)組發(fā)電效率。在此基礎(chǔ)上，由于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組具有啟動(dòng)性能好的優(yōu)勢(shì)，致使可將其設(shè)置為電網(wǎng)調(diào)峰機(jī)組。目前，將9F級(jí)350 MW燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間設(shè)置為3 500 h，以整體情況為依據(jù)，可見，電廠運(yùn)行具有較大的優(yōu)化空間。在具體使用過程中，在短程運(yùn)行系統(tǒng)基礎(chǔ)上，則可適當(dāng)采用9F級(jí)350 MW機(jī)組。

與此同時(shí)，在實(shí)踐基礎(chǔ)上得知，運(yùn)行時(shí)間是影響9F級(jí)350MW機(jī)組運(yùn)行效果的重要因素。若機(jī)組處于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀況下，機(jī)組所消耗的燃料將隨著時(shí)間的增加而增長(zhǎng)。此時(shí)，則可適當(dāng)利用125 MW機(jī)組，以達(dá)到節(jié)約燃料的目的。針對(duì)125 MW機(jī)組與9F級(jí)350 MW機(jī)組，若運(yùn)行時(shí)間不斷延長(zhǎng)，全廠的發(fā)電量會(huì)隨之增長(zhǎng)。

4 優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)的實(shí)施流程

在性能試驗(yàn)、采樣方法以及計(jì)算模型指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)編程，實(shí)施于專用計(jì)算機(jī)。其中，后臺(tái)數(shù)據(jù)采集和處理程序、前臺(tái)優(yōu)化系統(tǒng)用戶應(yīng)用程序是整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行優(yōu)化的兩大組成系統(tǒng)。針對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)采集與處理程序，在線采集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)識(shí)別、管理正常參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及啟停參數(shù)和管理數(shù)據(jù)庫(kù)等均屬于該程序的工作，其基本流程，如下所示：數(shù)據(jù)采集——實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄——計(jì)算、分析功率、熱耗性能以及耗差——?dú)v史計(jì)算數(shù)據(jù)記錄。針對(duì)前臺(tái)優(yōu)化系統(tǒng)用戶應(yīng)用程序，讀實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是其主要功能，包括分配負(fù)荷和顯示主要數(shù)據(jù)。其中，系統(tǒng)性能、系統(tǒng)耗差、系統(tǒng)曲線、數(shù)據(jù)查詢、異常報(bào)警以及輸入常數(shù)和性能趨勢(shì)均屬于主要數(shù)據(jù)顯示范疇。

5 基于天然氣下，分析調(diào)峰與氣量平衡的關(guān)系

在技術(shù)改造125 MW機(jī)組基礎(chǔ)上，迫使油氣雙燃料運(yùn)行的在線切換得以實(shí)現(xiàn)，達(dá)到調(diào)峰的目標(biāo)。本文在研究天然氣供應(yīng)不足過程中，基于重油補(bǔ)峰狀態(tài)下的天然氣流量特性，假定125 MW機(jī)組一年持續(xù)運(yùn)行時(shí)間為5 000 h，而9F級(jí)350 MW機(jī)組一年持續(xù)運(yùn)行時(shí)間為3 500 h。基于最大負(fù)荷月下的最大負(fù)荷日，將導(dǎo)致天燃?xì)夤饬糠骞炔钪颠_(dá)到最大。在電廠典型年份、月份負(fù)荷特性曲線圖基礎(chǔ)上，分析出年最大負(fù)荷日的用氣量峰值。

若天然氣用氣峰值達(dá)到最大值時(shí)，電廠可將 125 MW機(jī)組切換為重油補(bǔ)充發(fā)電，達(dá)到減少天然氣流量的目的，緩解天然氣需求壓力，解決供氣管道調(diào)峰問題?？傊?，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠運(yùn)行過程中，需密切觀察峰值變化狀況，以電廠實(shí)際運(yùn)行情況為依據(jù)，對(duì)電廠運(yùn)行方式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，有效控制運(yùn)行調(diào)峰。

基于燃?xì)廨啓C(jī)電廠運(yùn)行優(yōu)化過程中，適當(dāng)開展電廠負(fù)荷分配功能的優(yōu)化，提升燃?xì)廨啓C(jī)電廠負(fù)荷分配能力。以負(fù)荷和熱耗關(guān)系為依據(jù)，構(gòu)建負(fù)荷分配計(jì)算模型，研發(fā)機(jī)組負(fù)荷優(yōu)化分配程序，指導(dǎo)燃?xì)廨啓C(jī)電廠經(jīng)濟(jì)參與負(fù)荷調(diào)峰，確保燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠高效運(yùn)行。

以動(dòng)態(tài)規(guī)劃法為依據(jù)，開展負(fù)荷優(yōu)化分配工作。在相對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，進(jìn)行計(jì)算機(jī)程序編寫，達(dá)到優(yōu)化求解的目的，將各機(jī)組的負(fù)荷-熱耗特性、負(fù)荷上下限視為常數(shù)，直接輸入數(shù)據(jù)庫(kù)中，由電廠直接給出全廠的總負(fù)荷和各機(jī)組可用狀態(tài)，以優(yōu)化求解為基準(zhǔn)，得到各機(jī)組的最佳負(fù)荷值、熱耗和全廠的總熱耗。與此同時(shí)，將優(yōu)化分配的結(jié)果直接存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，或?qū)⑵渫ㄟ^報(bào)表形式打印出來。

6 系統(tǒng)性能特點(diǎn)分析

第一，基于機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下，以每分鐘為間隔時(shí)間，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，且結(jié)合歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，在10 MW以上負(fù)荷基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)機(jī)組性能與耗差的計(jì)算。與此同時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組具有快速啟動(dòng)的特點(diǎn)，在運(yùn)行系統(tǒng)優(yōu)化前提下，以每秒為間隔時(shí)間，進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣和儲(chǔ)存。第二，以機(jī)組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為依據(jù)，結(jié)合優(yōu)化試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定系統(tǒng)相關(guān)的參數(shù)基準(zhǔn)值，基于實(shí)時(shí)計(jì)算基礎(chǔ)上，展示參數(shù)耗差，保證系統(tǒng)的時(shí)效性與可靠性、合理性。第三，系統(tǒng)具有提供機(jī)組性能趨勢(shì)分析畫面的功能，為機(jī)組水洗時(shí)間的確定提供依據(jù)，提高管理系統(tǒng)向性能診斷效率，促使系統(tǒng)朝著在線運(yùn)行指導(dǎo)方向發(fā)展，提高燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行效果。第四，基于系統(tǒng)優(yōu)化基礎(chǔ)上，在線輸入和修正參數(shù)性能相關(guān)基準(zhǔn)值與電廠燃油數(shù)據(jù)，達(dá)到完善燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)的目的。第五，以燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)特點(diǎn)為參考，以國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)規(guī)程為依據(jù)，通過查詢相關(guān)資料，構(gòu)建相對(duì)應(yīng)的燃?xì)廨啓C(jī)性能和耗差計(jì)算模型，應(yīng)用在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，驗(yàn)證模型的科學(xué)性與準(zhǔn)確性。第六，利用燃?xì)廨啓C(jī)在線運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，有助于提高整個(gè)電廠運(yùn)行管理水平，減少機(jī)組運(yùn)行過程中的煤耗，提升電廠核心競(jìng)爭(zhēng)力，為電廠的長(zhǎng)足發(fā)展提供保障。

7 結(jié) 語(yǔ)

總而言之， 運(yùn)行優(yōu)化是提升燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠運(yùn)行效率的保障，是推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)電廠發(fā)展的有效動(dòng)力。目前，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠運(yùn)行過程中，存在多方面問題，導(dǎo)致電廠運(yùn)行效果不佳，影響電廠發(fā)展。因此，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠應(yīng)以電廠實(shí)際情況為依據(jù)，優(yōu)化電廠運(yùn)行，提高燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行效率，促進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王家東.燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠的運(yùn)行優(yōu)化及天然氣調(diào)峰[J].科技與創(chuàng)新，2014，（21）.