摘 要：國內某電廠建設有兩套分軸式燃氣-蒸汽聯合循環(huán)機組，用于熱電聯產。第一套聯合循環(huán)發(fā)電機組由兩臺GE 6FA燃氣輪機、一臺蒸汽輪機、三臺發(fā)電機和兩臺余熱鍋爐及相關設備組成，第二套聯合循環(huán)發(fā)電機組由一臺GE 6FA燃氣輪機、一臺蒸汽輪機、兩臺發(fā)電機和一臺余熱鍋爐及相關設備組成。現介紹該廠在機組運行期間的多種供熱方式，并針對各種故障類型提供相應處理措施及相關預防和應急方案，以促進打造智能熱網，保障供熱穩(wěn)定。

關鍵詞：熱電聯產;供熱方式;供熱保障;智能熱網

0? ? 引言

隨著國家經濟發(fā)展轉型，各地工業(yè)生產企業(yè)進行了布局優(yōu)化調整，將分散的工業(yè)企業(yè)集中布置于工業(yè)園區(qū)內，并按照國家相關政策，從節(jié)能、環(huán)保的角度出發(fā)，由分散供熱、啟動鍋爐供熱改造為集中供熱，熱電聯產的電廠為園區(qū)提供熱源。燃氣余熱鍋爐以天然氣為燃料，啟動快速、經濟環(huán)保、可靠性高，成為工業(yè)園區(qū)的熱源選擇之一。在集中供熱的背景下，熱源的穩(wěn)定性關乎園區(qū)內工業(yè)企業(yè)的生產質量，最大程度地保障機組供熱穩(wěn)定成為當前電廠的重要任務。

1? ? 正常供熱方式

某電廠建設有兩套GE 6FA分軸式燃氣-蒸汽聯合循環(huán)機組，第一套機組由兩臺GE 6FA燃氣輪機、一臺蒸汽輪機、三臺發(fā)電機和兩臺余熱鍋爐及相關設備組成，如圖1所示。第二套機組由一臺GE 6FA燃氣輪機、一臺蒸汽輪機、兩臺發(fā)電機和一臺余熱鍋爐及相關設備組成，如圖2所示。供熱汽源主要來自兩臺汽輪機抽汽或低壓補汽，同時廠區(qū)建有一臺啟動鍋爐作為配套熱源，如圖3所示。整個系統控制供熱汽源參數范圍在0.65～1.0 MPa、260～280 ℃，通過管網集中至供熱聯箱，對外供熱蒸汽由供熱聯箱出口通過熱網管線提供給熱用戶。

1.1? ? 雙機運行

當該廠兩套機組全部投入運行時，正常調度下處于滿負荷出力，#4汽機和#5汽機的額定蒸汽參數如表1所示。

考慮到燃機工況受外部環(huán)境變化影響的客觀因素，在供熱用戶總用量小于83 t/h時，可由#4機或#5機單機進行抽汽供熱，供熱備用機組處于熱網暖管狀態(tài)，可根據實際需要隨時投入。在供熱總量大于85 t/h時，則由#4號進行抽汽供熱。若供熱量需求繼續(xù)增大，則雙機投入供熱。

1.2? ? 單機運行

在滿足供熱量需求的條件下，機組因檢修需要或電網調度等原因而單機運行，可分為3種情況：（1）#4機滿負荷運行;（2）#5機滿負荷運行;（3）#4機維持一半負荷運行。前兩種方式可滿足汽機的額定抽汽供熱量;第三種方式在1號或2號燃機單臺運行時出現，此時需注意調整主汽門和低壓補汽門開度，且汽機抽汽口壓力已滿足不了供熱壓力，只能靠投入低壓補汽供熱，流量不能大于11 t/h。在運行工況（3）下，因熱網需要，可投運啟動鍋爐以填補缺口用量。

2? ? 故障情況下供熱方式

2.1? ? 雙機運行時單機故障

當#4、#5機同時運行時，若其中一臺機出現故障停運，可隨即投入備用供熱機組，切除低溫低壓支路并調整好流量。

2.2? ? 單套機組故障減負荷

因發(fā)電計劃或檢修工期出現單套機組運行時，對熱網系統的保障是個考驗。當機組突發(fā)問題需減負荷緊急處理時，6FA燃機可在保證熱網系統的壓力、溫度不觸及規(guī)定下限的前提下將負荷出力最低降至30 MW，同時調整主汽門和低壓補汽門開度，此時受抽汽口壓力限制，應將抽汽供熱倒換至補汽供熱，須注意受負荷影響的補汽支路熱流量不足11 t/h，必要時投運啟動鍋爐增加熱供應，并應加快消缺，恢復正常工況。

當汽機發(fā)生本體故障跳閘后，可配合開高旁將燃機出力維持在30 MW以上，并及時切換為補汽供熱。若是汽機真空低閉鎖高旁開啟，只能通過高壓對空排氣閥控制壓力，盡量控制燃機維持低供熱負荷，降低噪聲污染。若是余熱鍋爐斷水短時無法恢復，燃機應立即減負荷至30 MW，并快速投運啟動鍋爐最大程度保障供熱。

在單臺燃機運行的工況下，運行燃機出現隱患，可通過備用燃機的啟動切換操作維持電負荷及熱負荷的穩(wěn)定，應注意兩臺燃機負荷升降配合中，燃機負荷應維持30 MW以上切換補汽供熱，以保證熱網穩(wěn)定。

3? ? 穩(wěn)定供熱保障措施

當前，集中供熱最明顯的缺陷就是供熱源備用不到位引發(fā)的供熱穩(wěn)定性不足，因此，做好各類預案，適當進行技改，借力網絡信息發(fā)展不斷優(yōu)化管理模式，以最大程度地保障熱網系統顯得十分必要。

3.1? ? 規(guī)范人員操作流程，優(yōu)化管理水平

熱電企業(yè)運行人員要熟悉并嚴格遵循停熱、供熱、熱網支路切換的標準操作流程，確保熱網設施運行平衡，規(guī)避壓力及溫度大幅波動。確保監(jiān)盤質量，保持對影響負荷的參數出現異常變化的敏感度，杜絕走錯操作間隔，加強熱網管道巡檢和信息系統監(jiān)控、數據收集工作。不斷優(yōu)化熱網系統管理水平，分工明確，責任到位，記錄詳實，為熱電機組運行的安全性和經濟性提供保障。

3.2? ? 提高設備運行可靠性及預警能力

選用穩(wěn)定理想型系統熱源，提前布局，使相關熱源能夠滿足整個熱網運行的基本要求。為最大程度消除人為因素干擾，規(guī)避設備誤動事件，減小供熱中斷風險，根據分軸機組特性，在燃機不因本體故障原因跳閘的情況下，可在熱控邏輯上將煙道排空閥門閉鎖操作，從而降低燃機聯跳的風險。保障公用冷卻水、壓縮空氣設備的聯動可靠性，并進一步提高公用系統預警能力。對于未安裝柴油發(fā)電機的電廠，可設計增加機組FCB功能，保證網側線路跳閘時全廠不失電，并聯鎖啟動鍋爐供熱。為縮短啟動鍋爐升溫升壓時間，可通過技術改造將余熱鍋爐高溫熱水引至啟動鍋爐，優(yōu)化供熱保障能力。同時，根據熱網系統歷史數據經驗，增加預警區(qū)間，提高預警能力，第一時間對熱網運行參數異常進行鑒別，以采取正確措施。

3.3? ? 強化熱網系統定期維護與數據存儲工作

在供熱機組停止運行的情況下，必須做好停運保養(yǎng)工作。同時，供熱系統也要定期積極開展檢查維護工作，以保證對存在的缺陷在計劃時間內予以及時發(fā)現并消除，確保運行時的正常穩(wěn)定性。在硬件方面，設計雙冗余回路電源，定期維護升級系統，防止傳輸數據失真，做好數據備份及校核工作。

3.4? ? 完善熱網應急搶修機制

在集中供熱系統運行中，各廠應結合實際，針對可能出現的各種安全隱患和突發(fā)事故經驗，不斷完善熱網應急搶修預案，確保方案切實可行，聯動機制快速有效，將安全威脅降到最低。

3.5? ? 基于“互聯網+”進行智能供熱技術升級

在通信傳輸、智慧互聯技術興起的背景下，應對智能熱網進行系統的理論研究，將無線通信技術、網絡技術、地理信息、熱力計算、模擬仿真、自動控制、輔助決策、移動診斷等多種應用程序融為一體，并應用于工程實踐，打造安全、可靠、高效、智能的供熱模式。

4? ? 結語

隨著熱用戶的增加和熱管網敷設面的拓廣，對熱網監(jiān)控系統數據收集、分析、應急處理和智慧管理能力的要求也在不斷提高。本文通過介紹在集中供熱管理模式下典型燃氣-蒸汽聯合循環(huán)機組的多種運行方式和相關安全保障措施，為最大程度降低供熱中斷風險，排除人員、設備等潛在隱患因素提供了借鑒。

[參考文獻]

[1] 涂新.集中供熱安全隱患分析與防治策略研究[J].科技與創(chuàng)新應用，2017（1）：130.

收稿日期：2020-03-27

作者簡介：李坤平（1989—），男，福建泉州人，助理工程師，從事燃機熱電聯產運行管理工作。