周屹民，吳敏杰

(杭州華電下沙熱電有限公司，杭州 310018)

0 引言

燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組以其效率高、污染少、啟動快等優(yōu)點已在世界上廣泛使用，且往往在電網中擔負調峰任務，因此，日開夜停已經成為目前燃氣輪機(以下簡稱燃機)運行的常態(tài)[1]。

某2×100 MW級多軸燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱調峰機組采用“2+2+1”方式，即由2臺燃機發(fā)電機組、2臺余熱鍋爐、1臺抽凝式汽輪機發(fā)電機組組成。#11，#12燃機發(fā)電機組分別由1臺燃機與1臺發(fā)電機單軸串聯(lián)運行，2臺燃機排氣經2臺余熱鍋爐后，再帶動1臺#10汽輪機發(fā)電機組。燃氣輪機是GE公司生產的PG6111FA型燃氣輪機，采用18級軸流式壓氣機，DLN2.6燃燒器和三級透平[2]。汽輪機為LCZ75-7.1/1.27/0.59型蒸汽輪機，為雙壓、沖動、單排汽、單軸、可調整抽汽凝汽式汽輪機。在機組夜間停運期間，各類輔機仍然在運行，廠用電消耗量巨大。為提高燃氣輪機機組日開夜停運行模式的經濟性，實現(xiàn)機組運營成本的降低，本文經過一系列調查、試驗，分析、總結出了降低機組夜間停運期間輔機電耗率[3]的措施。

1 現(xiàn)狀調查

對機組夜停期間輔機、輔機電耗率進行調查統(tǒng)計，結果見表1、表2；對機組夜停期間輔機電耗率進行分層調查統(tǒng)計，結果見表3。調查結論：閉式冷卻水泵占機組夜停期間輔機電耗率的59.4%，是要解決的主要問題。

表1 機組夜停期間輔機調查統(tǒng)計

注：只列出功率較大的輔機，盤車馬達等小功率輔機不在此列。

表2 機組夜停期間輔機電耗率調查統(tǒng)計

2 原因分析

閉式冷卻水泵電耗率高的原因分析如圖1所示，排除人為因素后，從其他方面著手確認要因。

2.1 換熱器進出口壓差大

由于沒有能夠測量換熱器進出口壓差的表計，決定查閱換熱器進出水溫度的變化資料，來觀察其換熱效率。查找了2016年與2017年氣溫相近時間點下的進出水溫度，具體見表4。

結果表明：雖然無法查到閉式水進口溫度，但比較同等氣溫條件下開式冷卻水的進出口溫升及開式冷卻水與閉式冷卻水的換熱端差，發(fā)現(xiàn)兩者差異不明顯，間接說明換熱器進出口壓差不大，因此，不是閉式冷卻水泵電耗率高的要因。

表3 機組夜停期間輔機耗電量及電耗率分層調查統(tǒng)計

注：其他項內包括了一些小功率輔機的耗電量。

表4 2016年與2017年氣溫相近時間點下的進出水溫度比較

表5 燃機閉式冷卻水調節(jié)閥、冷油器旁路開度及閉式冷卻水母管壓力

圖1 閉式冷卻水泵電耗率高的原因分析

2.2 燃機冷卻水閥開度過大

查閱燃機閉式冷卻水調節(jié)閥開度及閉式冷卻水母管壓力等參數(shù)見表5。結果表明：調節(jié)閥已關至所能達到的最小開度，不然閉式水母管就要超壓(小于0.63 MPa)，因此，燃機閉式冷卻水調節(jié)閥開度過大不是閉式泵電耗率高的要因。

2.3 水泵流量過大

既然調節(jié)閥已調整至所能達到的最小開度，下面就來研究閉式冷卻水泵的問題。

2017年燃機停運后的潤滑油溫度變化如圖2所示。由圖2可知：2017年8月燃機解列后，其油溫波動不大，但當停運閉式冷卻水泵后，其油溫隨之上升，最高達到60.56 ℃；2017年12月燃機解列后，其油溫開始逐漸下降，但當停運閉式冷卻水泵后，其油溫仍有小幅上升，最高達到48.89 ℃，但仍不超過燃機自身設定的油溫值54.44 ℃。所以，燃機停運后，閉式冷卻水的運行有其必要性。但在氣溫較低的12月，出現(xiàn)了閉式冷卻水冷卻量過大的問題，且由對燃機閉式冷卻水調節(jié)閥開度過大的分析可知，燃機閉式冷卻水調節(jié)閥已達到最小開度，因此，水泵流量大是閉式泵電耗率高的要因。

圖2 燃機停運后潤滑油溫度變化(2017年)

2.4 閉式水溫度高

查閱2017年8月、12月閉式冷卻水運行參數(shù)見表6。12月閉式冷卻水溫度反而比8月的高，主要原因是8月需要輔助循環(huán)水泵的運行來冷卻閉式冷卻水，而12月不需要。

結果表明：閉式冷卻水溫度雖然有偏差，但對于閉式冷卻水泵電耗率基本無影響，因此不是要因。

表6 閉式冷卻水的運行參數(shù)

3 制定對策

閉式冷卻水泵基本參數(shù)見表7。由功率=流量×揚程×系數(shù)可知，額定功率=額定流量×額定揚程×系數(shù)=1 480×45×系數(shù)=66 600×系數(shù)(W)，實際流量=額定功率÷實際揚程÷系數(shù)=66 600×系數(shù)÷60÷系數(shù)=1 110(m3/h)。

表7 閉式冷卻水泵基本參數(shù)

根據(jù)運行經驗，停機后閉式冷卻水量最多只需277.5 m3/h左右。假設工況：流量300 m3/h，泵出口壓力0.45 MPa，即揚程45 m。通過查閱資料得到，流量300 m3/h，揚程45 m的耐腐蝕泵，其電機功率為55 kW，泵的進口口徑為200 mm，出口口徑為150 mm。

添加2個停機冷卻水泵，1臺泵對應1臺燃機，兩者并聯(lián)，滿足單、雙拖2種停機工況要求。

4 效果檢查

進行技術改造后，就能夠停運閉式冷卻水泵，添加停機冷卻水泵，則機組夜停期間輔機電耗率=(原機組輔機平均每月總耗電量-閉式冷卻水泵平均每月耗電量+停機冷卻水泵平均每月耗電量)÷(夜停期間平均每月廠用電量-閉式冷卻水泵平均每月耗電量+停機冷卻水泵平均每月耗電量)×100%=(51.35-30.50+7.26)÷(146.78-30.50+7.26)×100%=22.8%；閉式冷卻水泵每月可節(jié)約成本=(閉式冷卻水泵平均每月耗電量-停機冷卻水泵平均每月耗電量)×工業(yè)用電價格=(30.50-7.26)×1 000×0.368 4=8 562(元)。

5 結論

燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組往往在電網中擔任調峰任務，日開夜停已經成為目前燃機運行的常態(tài)。因此，增加停機冷卻水泵，在機組夜間停運期間代替閉式冷卻水泵，有利于節(jié)能降耗，可提高6FA燃機聯(lián)合循環(huán)機組日開夜停運行模式的經濟性。