摘? 要：燃氣輪機發(fā)電廠是以燃氣能源供應機械設備為主的發(fā)電場所，若能實現(xiàn)天然氣有效調(diào)峰，將促進發(fā)電廠的穩(wěn)定運行?；诖耍疚暮喴治隽巳細廨啓C發(fā)電廠天然氣調(diào)峰方式，并通過調(diào)節(jié)調(diào)峰與氣量關(guān)系、應用重油補峰法、提升燃氣管道安全性、規(guī)范燃氣輪機運行流程等措施，以此提升燃氣輪機發(fā)電廠運行質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：燃氣輪機;發(fā)電廠;天然氣

中圖分類號：TM623.7? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2095-6903（2020）09-0000-00

0 前言

天然氣調(diào)峰作為提高燃氣輪機發(fā)電廠運行效率的重要途徑，理應予以重視，并結(jié)合天然氣調(diào)峰特征制定科學的運行優(yōu)化方案，確保發(fā)電廠能夠在電能供應期間獲得可靠的天然氣供應保障，進而避免天然氣耗氣數(shù)量擴增，影響民眾正常的用氣體驗，進而破壞民眾生活秩序。據(jù)此，應從燃氣輪機優(yōu)化視角展現(xiàn)燃氣輪機的能量轉(zhuǎn)變價值。

1 燃氣輪機發(fā)電廠天然氣調(diào)峰方式

1.1 地下儲氣庫

根據(jù)2020年發(fā)布的天然氣高質(zhì)量發(fā)展報告可知：我國城鎮(zhèn)天然氣需求量達到1500億，燃氣需求量為1450億m3，其占比達到了34%與33%，這表明我國在天然氣發(fā)展中依舊具有良好前景，并且作為能源儲備量較高的國家，在多達90%的天然氣儲備量基礎上若能針對地下儲氣庫實施有效調(diào)峰，將有助于積攢天然氣儲備量，從而適應新時代對天然氣的實際需求。另外，由于建設地下儲氣庫相比傳統(tǒng)儲氣方式不易受季節(jié)變化的影響且對于生態(tài)環(huán)境的污染程度較低，故而可將其作為重要的儲氣手段予以關(guān)注。在具體調(diào)峰階段，可參照天然氣地下儲氣庫庫存計算公式確定調(diào)峰方法：

其中P1與P2、Q1、Q2代表在兩種狀態(tài)下的不同儲氣貯藏氣壓與體積，T0、TR代表標準溫度與氣藏溫度，Z1、Z2表示的是在兩種狀態(tài)下形成的氣體壓縮系數(shù)。

1.2 液化天然氣

以往常以管道調(diào)峰作為主要調(diào)峰方式，通過對用氣量與供氣量的比對實現(xiàn)管道天然氣的合理化儲存。但目前液化天然氣調(diào)峰方式的出現(xiàn)具有突出優(yōu)勢，它是指將液化天然氣進行壓縮處理，使其體積縮減為原有體積的1/620，從而有效擴大儲氣空間。一般而言，在選用液化天然氣調(diào)峰方式時，需先行設置儲氣罐，由于此種調(diào)峰手段更加便捷且靈活性突出，故而可作為燃氣輪機發(fā)電廠中天然氣調(diào)峰的重要方向，其儲氣量可高達160000m3，促使發(fā)電廠能夠及時獲取穩(wěn)定的天然氣，以免受天然氣用氣負荷影響而降低發(fā)電量。

2 燃氣輪機發(fā)電廠運行優(yōu)化措施

2.1 調(diào)節(jié)調(diào)峰與氣量關(guān)系

在優(yōu)化燃氣輪機發(fā)電廠運行狀態(tài)時，需要進一步調(diào)節(jié)調(diào)峰與氣量的關(guān)系，以此解決用氣負荷問題。具體可運用在線切換技術(shù)實現(xiàn)自動化調(diào)峰。

例如在某發(fā)電廠的125WM發(fā)電機組中，若設有兩臺發(fā)電機組，在其運行時間達到2500h時，為了保證用氣量與其形成平衡狀態(tài)，其年用氣量在1.56×108m3。若持續(xù)3000h，發(fā)電量與用氣量應分別為750GW.h、1.87×108m3/a。此外，若該發(fā)電廠中選用了兩臺350WM機組，在其運行2500h時，應保證其用氣量為3.54×108m3/a，經(jīng)由對應的用電量可達到1890GW.h。只有保證用氣量與調(diào)峰兩者間具有均衡關(guān)系，才能促使發(fā)電氣組擁有穩(wěn)定的運行狀態(tài)，以此借助天然氣支撐燃氣輪機的正常運行。

2.2 應用重油補峰法

在燃氣輪機發(fā)電廠運行優(yōu)化過程中，還可有效借助重油補峰的方式降低天然氣流量，以免發(fā)電廠燃氣輪機所運用的天然氣超出額定標準而導致天然氣管道中供于用戶生活的天然氣質(zhì)量下降。根據(jù)相關(guān)研究可知：天然氣需求量越大，其重油發(fā)電量就越大。所以，若發(fā)電廠發(fā)電量上升，為了降低天然氣調(diào)峰，還需增加重油補峰量，以此保證發(fā)電廠能夠具備良好的供電狀態(tài)，以免逐步上升的天然氣流量而影響天然氣調(diào)峰效果。

以某發(fā)電廠天然氣流量峰值為例，在其達到100%峰值時，并不需要重油補峰，而在其達到96.7%天然氣流量時，需要23kt的重油補峰量，經(jīng)由重油補峰而產(chǎn)生的供電量可達到312MW.h。而隨著峰值的下降，所需要的重油補峰量與發(fā)電量也將有所增加，這表明在正比關(guān)系下，可運用重油實現(xiàn)天然氣的合理調(diào)峰，以免發(fā)電廠燃氣輪機所需天然氣用量增大，而導致天然氣呈現(xiàn)較高的峰值，不利于維持燃氣輪機發(fā)電廠的穩(wěn)定發(fā)展狀態(tài)。據(jù)此，應立足于重油補峰，消除天然氣超負荷使用帶來的不良影響[1]。

2.3 提升燃氣管道安全性

要想保證燃氣輪機發(fā)電廠擁有良好的發(fā)展前景，還應對天然氣供應管道的安全性予以提升，并且可采用“聯(lián)合法”，將發(fā)電廠中不同規(guī)格的發(fā)電機組組合在一起用于天然氣調(diào)峰，以此強化調(diào)峰效果。在管道安全性有所改善的情況下，天然氣調(diào)峰壓力也將下降，進而幫助發(fā)電廠提供充足的發(fā)電動力，以免長期使用天然氣，造成天然氣用氣量與天然氣調(diào)峰處于失衡狀態(tài)。在上文中已然提到兩種突出的調(diào)峰方式。而在保障燃氣管道安全性上，為了避免燃氣管道與發(fā)電廠實際需求不一致，可加強管道工程建設，從而供應充足的天然氣。

比如在中山嘉明某發(fā)電廠中，在發(fā)電機組所設置的燃料中主要以重油為主，而后在其改造后引入了天然氣+重油模式，但由于當?shù)厮ㄔO的燃氣管道在連通發(fā)電廠過程中受到了阻力，致使發(fā)電廠無法獲得充足的天然氣儲量，最終破壞了發(fā)電廠原有供電質(zhì)量。對此，在該發(fā)電廠升級階段，專門新建了燃氣管道，并在距離電廠160km處進行施工，其管道儲氣量可達到7×108m3，進而符合發(fā)電廠供電要求。因此，在燃氣輪機發(fā)電廠優(yōu)化運行階段，需要充分利用燃氣管道，保證天然氣供應渠道更加廣泛，促使發(fā)電廠與燃氣管道兩者間具有突出的關(guān)聯(lián)性，以免發(fā)生天然氣供應不足，造成燃氣輪機性能下降。

2.4 規(guī)范燃氣輪機運行流程

燃氣輪機實則是借助燃氣渦輪作為動力的裝置，它可為發(fā)電廠發(fā)電作業(yè)提供助力。而在使用天然氣作為供電能源時，為了防止與民用天然氣相互干擾，還應對其運行流程予以優(yōu)化，在提升發(fā)電質(zhì)量的同時也能保證天然氣供應的穩(wěn)定性。在實踐中具體可從能耗計算與性能把控兩個部分出發(fā)。在對燃氣輪機組性能進行調(diào)節(jié)時，可對其不同時期的運行狀態(tài)進行記錄，之后參照統(tǒng)計數(shù)據(jù)了解天然氣調(diào)峰與燃氣輪機運行狀態(tài)的關(guān)系。相關(guān)人員在優(yōu)化燃氣輪機運行性能時，還可從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、功率能耗分析等流程中知曉燃氣輪機組的運行階段。

此外，還可建立數(shù)據(jù)庫，用于準確記錄燃氣輪機在運行優(yōu)化流程中的啟停狀態(tài)。只有保證燃氣輪機組性能穩(wěn)定、運行系統(tǒng)狀態(tài)良好，才能保證發(fā)電廠中的燃氣輪機能夠正常在發(fā)電項目中提供充足的源動力，便于天然氣為我國發(fā)電事業(yè)的發(fā)展給予支持。在燃氣輪機實現(xiàn)運行優(yōu)化時，還可提高運行效率，促使發(fā)電廠擁有更高的運行能力。據(jù)此，發(fā)電廠應結(jié)合自身運行條件針對燃氣輪機運行流程進行規(guī)范化處理，便于增強電廠系統(tǒng)運行可靠性，最終在燃氣輪機與天然氣的輔助下，促使發(fā)電廠為民眾帶來優(yōu)質(zhì)的電能。

3 結(jié)語

綜上所述，天然氣調(diào)峰對于燃氣輪機發(fā)電廠運行狀態(tài)而言有著深遠影響。若能有效控制天然氣供應量，可避免出現(xiàn)用氣超負荷現(xiàn)象。據(jù)此，應從調(diào)節(jié)調(diào)峰與氣量關(guān)系、應用重油補峰法、提升燃氣管道安全性、規(guī)范燃氣輪機運行流程等方面著手，促使燃氣輪機發(fā)電廠擁有穩(wěn)定的運行性能，促進發(fā)電廠的高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻

[1] 夏小勇，查獻剛，張新儀.某發(fā)電廠燃氣輪機燃燒脈動超限的原因分析[J].燃氣輪機技術(shù)，2020，33（3）：61-64.

收稿日期：2020-07-15

作者簡介：黎文堅 （1993—），男，廣東中山人，本科，工程師，研究方向：熱能與動力工程。