摘 要：當前我國發(fā)電廠運行的聯(lián)合循環(huán)機組中，燃氣輪機在運行的過程中不可避免的都會出現(xiàn)部件劣化，部件劣化對機組的運行效率難免會出現(xiàn)影響，本文就以機組運行的現(xiàn)場的數(shù)據(jù)作為研究基礎(chǔ)面分析燃氣輪機的運行特點，從而研究部件劣化對功率效率的敏感性，為維護機組運行效率作保障。

關(guān)鍵詞：聯(lián)合循環(huán)機組；燃氣輪機；敏感性

近年來，天然氣的價格不斷的上漲，促使更多的電廠對機組發(fā)電效率與節(jié)能狀態(tài)更加的重視。雖然近年來節(jié)能的理論已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在聯(lián)合機組中，但是在聯(lián)合循環(huán)機組中的應(yīng)用卻尚未普及。對機組的節(jié)能診斷步驟主要有三，其一就是對機組的標準參數(shù)進行統(tǒng)計，其二就是對影響因子的敏感性進行分析，然后再通過敏感性計算出其機組的節(jié)能潛力。但是當下對燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組的敏感性的分析卻并不常見。整個燃氣輪機在運行的過程中，長時間的運行都會導致蒸汽輪機的部件出現(xiàn)劣化，而這些劣化都會引起部件效率的下降。在電廠的正常運營中，燃氣輪機部件的劣化是無法避免的，因此為了及時的調(diào)整循環(huán)機組，保證發(fā)電廠的效率，就必須要對部件劣化對功率效率的敏感性進行分析，及時的做出調(diào)整和有效的應(yīng)對措施。

一、計算模型分析

1）燃氣輪機計算模型。綜合規(guī)律法是對壓力機特性進行計算的相對理想的一種運算方法，就是通過對多個部件特性進行統(tǒng)計和歸納，找出其回歸函數(shù)，既包含了實際規(guī)律，又有一定的物理規(guī)律在里面。以F級燃氣機輪為例，F(xiàn)級燃氣機輪通常是需要在壓氣機的入口設(shè)置進氣可轉(zhuǎn)導葉，即IGV，然后就可以通過IGV的開度來對空氣流量進行控制，以提高燃氣機輪部分的負荷運行性能。在大氣壓力與濕度不變的情況下，根據(jù)IGV的調(diào)節(jié)的原理壓氣機的進口軸向速度與IGV的角度可以形成一個三角函數(shù)，而IGV的角度與空氣的進口流速也就可以成為一種二次曲線的關(guān)系。

2）余熱鍋爐計算模型是根據(jù)系統(tǒng)中的不同的未知參數(shù)高、中、低壓蒸餾量與余熱鍋爐的排煙溫度，運用能量守恒定理以及廠家提供的其他設(shè)計數(shù)據(jù)來求出未知變量的計算過程，此計算模型被運用在余熱鍋爐系統(tǒng)中。

3）敏感分析模型。此類型的分析模型是在實際電廠中被廣泛運用，比如燃氣敏感分析、熱耗敏感分析等，在本文中著重的講解在聯(lián)合循環(huán)電站中的應(yīng)用。某機組在正常運行的狀態(tài)下的運行參數(shù)集合為（x1，x2，x3…xi…xn），當其中的一個參數(shù)xi偏差到無窮?。ㄓ涀鳎害i），那么參數(shù)集合就變成了（x1，x2，x3…xi+Δxi…xn），機組的偏離量就可以算出：ΔA=Axi+Δxi-Axi。

通過定義A與xi之間的關(guān)系就可以求出燃氣輪機與聯(lián)合循環(huán)功率、效率的敏感因子：A=A/A0。

二、聯(lián)合循環(huán)機組中燃氣輪機部件劣化對功率效率的敏感性分析

（一）機組標準參數(shù)

燃氣輪機部件劣化的敏感性分析可以通過計算模型進行分析，對機組性能的考核的環(huán)境工況以及環(huán)境壓力進行檢測，并以機組中1年內(nèi)的投產(chǎn)運行數(shù)據(jù)作為參考基礎(chǔ)，求得壓力及流量、壓比以及效率模型的細數(shù)，再將之與數(shù)據(jù)模型進行對比。其中值得注意的是透明模型中的環(huán)境的工況及壓力的測量時沒有考慮其他可變性的因素，所計算出的透平效率要比實際中的結(jié)果要低。

（二）燃氣輪機部件劣化的敏感性分析

在約定的工作環(huán)境之下的壓氣機的劣化程度會隨著聯(lián)合循環(huán)的相對功率與ICV的增長而不斷的提高，即劣化程度與相對功率、IGV呈正向相關(guān)。另外IGV的開度不同時，其相對功率對劣化的敏感性的影響是都不同的，它隨著IGV的開度的減小而減小，當IGV的開度大于40%時，聯(lián)合循環(huán)效率對壓氣機的敏感性基本上是呈直線的，但是當IGV的開度小于40%時，敏感性就會隨著開度的減小而增大。

（三）燃氣輪機部件劣化的敏感性因子的驗證

燃氣機輪的效率的變化是受多方原因影響的，對多方的因素進行綜合的考慮，就可以用下式表示：

ηgt=ηr

聯(lián)合循環(huán)效率：

ηc=[ηgt+（1-ηgt）·ηhrsg·ηp·ηst ]·ηe

在對燃氣輪機效率對壓氣機劣化的敏感性因子的計算時，是要以流量與壓比保持穩(wěn)定為前提的，壓氣機的劣化都會導致壓氣機出口的溫度升高，而模型計算中透平排氣溫控保持透平的溫度，這種計算方法的透平效率與膨脹比都是不變的，在對透平劣化敏感性的因子計算時，膨脹比保持不變的前提下透平的效率降低時，模型計算中的透平排氣溫度卻由于其存在排氣溫控不會產(chǎn)生變化，但是透平進氣溫度會降低，透平效率與溫比同時降低，故，模型計算中的計算值會比實際值偏大。

三、運行策略

在聯(lián)合循環(huán)機組的實際的運行狀態(tài)下，負荷的大小是受調(diào)度中心來控制的，就是按照其指定的負荷來運行，也就是定功率運行。但是由于燃氣機部件存在不同程度的劣化，所以原來狀態(tài)下的IGV開度無法滿足劣化之后的部件運行指定功率，部件劣化后IGV開度會隨著聯(lián)合功率的增加而不斷增大。

針對這一問題，通過調(diào)整IGV開度將聯(lián)合功率達到指定功率并不是一條長久之計，會促使聯(lián)合循環(huán)的相對效率不斷的下降。上文有提出透平劣化中有排氣溫控的控制，所以透平進氣的氣溫會相對下降，倘若重新設(shè)定透平排氣溫度模式劣化后的透平進氣溫度恢復(fù)到原來的水平，就可以提高聯(lián)合循環(huán)的效率。

四、結(jié)語

由上文中對燃氣輪機中的壓氣機的劣化與透平劣化的敏感性分析結(jié)果可以得出透平劣化對聯(lián)合循環(huán)以及燃氣輪機的影響要比壓氣機的劣化大，所以，電廠在實際的操作運行的過程中要重視透平劣化對聯(lián)合循環(huán)機組的影響。同時，在IGV不同的開度下，功率對壓氣機的劣化和透平劣化敏感性因子也有所區(qū)別，效率對透平劣化的敏感因子隨著IGV的開度減小而降低，而對壓氣機劣化的敏感因子隨著IGV的開度的減小和增加，即功率的透平劣化的敏感因子與IGV開度呈正相關(guān)，效率與壓氣機劣化的敏感因子與IGV開度呈負相關(guān)。

作者簡介：祁建華（1964-），男，漢族，遼寧康平縣人，大專，助理工程師。