GE9F级燃气-蒸汽联合循环调峰机组启动及变工况特性研究

摘要

在环境保护问题日益成为制约我国经济发展条件的当今，新型清洁能源替代传统能源成为必然趋势，以大型燃气-蒸汽联合循环为代表的燃气轮机发电技术日益受到广泛重视。近年来GE公司9F级燃气发电机组在国内投产很多，对9F机组的研究也较为广泛，但其中对机组启动及调峰特性的研究较少。本文通过研究9F级燃气-蒸汽联合循环启动及调峰过程，分析燃气轮机启动过程特性，寻求提高联合循环运行经济型及安全性的方法。
　　本文从GE公司9F级燃机联合循环机组启动及变工况运行角度出发，分析建立燃机及联合循环的热力模型及效率计算模型。通过现场测量采集该型机组启动及变工况运行数据，计算压气机、燃机及联合循环的热效率，分析了影响启动及变工况运行效率的因素，分析了该型燃机联合循环的启动及变工况过程中燃机联合循环机组的运行特性。
　　本文通过对GE9F燃气蒸汽联合循环机组的启动过程分析，对比了冬季、夏季冷态和热态启动过程的启动特性，分析表明:压气机效率夏季高于冬季，燃机及联合循环效率则冬季工况优于夏季，低负荷下热态联合循环效率高于冷态;同时，分析说明了燃机排放NOx在燃机中负荷阶段最高，SO2则在燃机并网初期达到峰值等启动特性。
　　同时，本文从燃机启动控制逻辑变更、启动过程中辅助系统投运方式变更、汽机低负荷暖机方式、压气机安全性改造等方面进行分析试验，提出了优化改善燃机联合循环启动启动过程的改进方式:通过燃机“P4包改造”提高了机组启动及变工况运行的安全性;压气机水洗有效改善压气机的运行效率;通过优化性能加热器投运时间及高压缸启动初期倒暖等方式有效缩短了机组启动时间;通过燃机IGV控制优化成功降低了机组部分负荷下主汽超温问题，有效提高机组启动安全及经济性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外关于该课题的研究现状

1．3 本论文的研究内容

第2章 燃气-蒸汽联合循环理论分析

2．1 燃气轮机循环的热力模型

2．1．1 燃机简单循环热力模型

2．2 压气机效率计算模型

2．3 燃气轮机的计算模型

2．3．1 发电机输出功率计算

2．3．2 机组热耗率计算与修正

2．3．3 机组热效率的计算与修正

2．4 本章小结

第3章 燃气-蒸汽联合循环机组启动分析

3．1 联合循环启动分类

3．1．1 单轴机组的启动

3．1．2 多轴机组的启动

3．2 启动过程中的效率计算

3．2．1 冷态启动：(夏季)

3．2．2 冷态启动：(冬季)

3．2．3 热态启动：(夏季)

3．2．4 热态启动：(冬季)

3．3 联合循环机组启动过程分析

3．3．1 启动模式分析

3．3．2 启动耗时分析

3．3．3 “二拖一”机组的启动耗气分析

3．3．4 启动过程中的效率对比分析

3．3．5 燃机效率对比分析

3．3．6 联合循环效率对比分析

3．4 联合循环机组启动过程中环保指标分析

3．4．1 国家环保指标要求

3．4．2 余姚燃机环保指标分析

3．5 本章小结

第4 章燃气-蒸汽联合循环机组启动及变工况优化探讨

4．1 联合循环启动及变工况运行安全性优化-P4包改造

4．1．1 燃机P4包改造背景

4．1．2 压气枧P4包改造过程

4．1．3 “P4”包升级改造后性能比较

4．2 压气机水洗提高压气机效率

4．3 燃机性能加热器投运时间优化

4．4 冷态启动过程中汽轮机暖缸优化

4．5 启动过程中IGV控制优化

4．5．1 升负荷过程中主汽温度超温原因分析

4．5．2 升负荷阶段IGV温控优化

4．6 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

作者简介