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【摘 要】燃气-蒸汽联合循环机组因常用于电网调峰，需要频繁启停，其辅助蒸汽系统的设计就非常重要。本文通过对9F联合循环机组辅助蒸汽的用汽量进行分析，从而对合理配置汽源，尤其是启动锅炉的选型提出思路。
【关键词】燃气蒸汽联合循环;9F级单轴联合循环;辅助蒸汽系统
燃气-蒸汽联合循环因其具备启动快速，排污指标低，热效率高，比投资低等特点，近来在国内电厂被广泛应用，并主要用于电网调峰，需要频繁启停，辅助蒸汽系统使用频繁，设计选型就很重要。目前，部分9F机组在寻求作为黑启动电源点，那其辅助蒸汽系统的可靠性就更為重要。9F级燃机在起停过程中消耗较多辅助蒸汽，需从启动机组外部寻找汽源。因此有必要对辅助蒸汽汽源作合理配置，以取得最佳的可靠性和技术经济性。下面就以某厂机组为例，对燃气蒸汽联合循环机组的辅助蒸汽系统配置作介绍和分析。
1.辅助蒸汽系统概述
机组运行阶段，高中压缸轴端漏汽不足以提供低压缸真空汽封所需用汽量，需要低温再热蒸汽通过辅助蒸汽系统提供轴封用汽，这是辅汽系统在运行阶段的作用，本文讨论的是辅汽系统在机组启停过程中的主要作用。
（1）在机组启停过程辅助蒸汽系统为下列用途提供参数和数量符合要求的蒸汽：低压缸冷却用。汽轮机轴封系统用。和常规燃煤机组功能相同。凝汽器除氧加热用。
（2）向辅助蒸汽系统提供蒸汽的汽源有两处：启动锅炉供汽(或者其它热网供汽)；邻机的低温再热蒸汽。
（3）辅汽系统的作用就是通过控制的手段实现汽源和用汽点之间供需平衡。为此在设计阶段需要根据项目实际情况优化配置辅汽系统。
2.用汽量分析
本项目主机为9F单轴机组，燃机汽机同轴，无旁路烟囱，必须一同起停，在燃机起停过程中，汽机入口蒸汽还未达到要求不能进入汽缸，为防止汽机鼓风积热烧坏叶片，需要往低压缸中通入外供的辅助蒸汽作为冷却蒸汽。9F机组未设专门的除氧器，机组正常运行时，依靠凝汽器的负压进行真空除氧就能够满足凝结水含氧量≤7ppb 的需要。但在机组启动阶段和低负荷时，由于凝结水中含氧量高，须向凝汽器通入加热蒸汽，增强热力除氧的能力以满足要求。在机组启动及运行时，都需要辅助蒸汽供给轴封用汽。本项目单台机组在启动时用汽点所需最大辅汽流量为32t/h，考虑辅汽系统供汽损失，增加约10%裕量，共需提供35t/h 的辅助蒸汽。
3.汽源分析
现电厂1、2号机为2台125MW的燃气锅炉，全天满负荷运行，其汽机抽汽及所配启动锅炉可考虑用于本工程9F机组的起停汽源。其中三段抽气的压力太低，流量太小，无法作为本项目辅汽汽源。其中每台机组的二段抽汽量足够本项目一台机组启动所需。由于燃料为重油，启动速度稍慢，但提前准备，也可考虑用于本项目的辅汽汽源。除以上 1、2号机的辅汽外，另外设置一台启动锅炉是比较可靠和简便的方案。四、辅助蒸汽系统配置。
3.1辅助蒸汽系统管道配置方案
设计时优先考虑使用1、2号机组的辅汽及邻机启动方案。邻机启动方案指第一台机组的辅助蒸汽由启动锅炉(或者其它热网)提供，当机组达到一定负荷后可从低温再热蒸汽管抽汽。未启动机组则可以通过已启动机组的低温再热蒸汽途经辅助蒸汽母管获得启动蒸汽。因此，辅汽系统需考虑母管制。母管制一般采用切换母管制。在相连的各单元分支管道上设立切换阀，切换阀实现母管制和单元制的切换功能。单元和母管之间只保留一条联络管，其中蒸汽作双向流动。
3.2辅助蒸汽系统汽源配置方案
结合前述用汽点及汽源情况，按以下几种情形考虑辅助蒸汽的配置方案：当本项目已有一台机组运行时，其辅汽可供另一台机组启动所需，实现邻机启动。当本项目无机组运行，且老厂任何一台机组运行或两台机组同时运行时，其二段抽汽可满足本项目一台机组起停或两台机组同时起停的需要。当本项目无机组运行，且老厂也无任何一台机组运行时，需启动锅炉实现起停。当本项目无机组运行，且老厂也无任何一台机组运行时，需启动锅炉的辅助才能完成起停。
3.3启动锅炉配置方案
下面分别按同时起停一台和起停两台机组考虑。
同时起停一台机组，共需提供 35t/h 的辅助蒸汽。
本项目新增一台 35t/h 启动锅炉，辅汽完全由本项目的启动锅炉提供。
本项目新增一台 15t/h 启动锅炉，辅汽由本项目及老厂的启动锅炉共同提供。
同时起停两台机组，共需提供 70t/h 的辅助蒸汽。
本项目新增 70t/h 的启动锅炉，辅汽完全由本项目的启动锅炉提供。
本项目新增一台 50t/h 启动锅炉，辅汽由本项目及老厂的启动锅炉共同提供。
经和业主讨论，由于本项目启动锅炉故障时将无替代方案，因此需选择可靠性高的产品，价格较高。结上分析，采取1×35t/h启动容量锅炉，只需使用本项目启动锅炉，运行方便。老厂启动锅炉只能作为停机时的备用汽源。本项目启动锅炉故障时，将无法启动。两台机组采用依次启动，前后间隔大约30分钟，是可以接受的范围。最后选择采用35t/h容量的高可靠性启动锅炉。
4.结束语
9F 级燃汽蒸汽联合循环机组辅助蒸汽系统对机组启停能力非常关键。设计时应结合各种工况的需求以及现场条件，充分考虑可靠性、灵活性和经济性。可靠性主要指在任何情况下，比如全厂停机，都能顺利可靠的启动任何一台机组。因此，设置启动锅炉以提供辅助蒸汽是必须的。不建议同时依靠多种汽源来启动机组，启动锅炉应选可靠性高的产品。灵活性是指结合机组各种运行状况，能多手段快速实现机组的启动。一般优先考虑邻机启动，这样不需启动锅炉的投运，启动快速。另外，燃机电厂一般用于调峰发电，当负荷指令达到，应能短时间让机组从停机运行至指定负荷，依靠老厂汽源可满足两台机组同时启停的能力。辅助蒸汽管道的切换母管制是灵活性的保证。经济性主要指充分利用现场汽源条件，尽量降低启动锅炉的容量。
【参考文献】
［1］俞立凡,陈勇根.9FA 燃气轮机作为电网“黑启动”电源点的探讨［J］.燃气轮机技术.2007，20(1).
［2］杜镔.给水除氧技术的特点与比较［J］.汽轮机技术，2008，50(4):296~302.
［3］吕小兰.9F 级单轴联合循环机组启动锅炉选型分析［J］.广东电力，2007，20(7).
【关键词】燃气蒸汽联合循环;9F级单轴联合循环;辅助蒸汽系统
燃气-蒸汽联合循环因其具备启动快速，排污指标低，热效率高，比投资低等特点，近来在国内电厂被广泛应用，并主要用于电网调峰，需要频繁启停，辅助蒸汽系统使用频繁，设计选型就很重要。目前，部分9F机组在寻求作为黑启动电源点，那其辅助蒸汽系统的可靠性就更為重要。9F级燃机在起停过程中消耗较多辅助蒸汽，需从启动机组外部寻找汽源。因此有必要对辅助蒸汽汽源作合理配置，以取得最佳的可靠性和技术经济性。下面就以某厂机组为例，对燃气蒸汽联合循环机组的辅助蒸汽系统配置作介绍和分析。
1.辅助蒸汽系统概述
机组运行阶段，高中压缸轴端漏汽不足以提供低压缸真空汽封所需用汽量，需要低温再热蒸汽通过辅助蒸汽系统提供轴封用汽，这是辅汽系统在运行阶段的作用，本文讨论的是辅汽系统在机组启停过程中的主要作用。
（1）在机组启停过程辅助蒸汽系统为下列用途提供参数和数量符合要求的蒸汽：低压缸冷却用。汽轮机轴封系统用。和常规燃煤机组功能相同。凝汽器除氧加热用。
（2）向辅助蒸汽系统提供蒸汽的汽源有两处：启动锅炉供汽(或者其它热网供汽)；邻机的低温再热蒸汽。
（3）辅汽系统的作用就是通过控制的手段实现汽源和用汽点之间供需平衡。为此在设计阶段需要根据项目实际情况优化配置辅汽系统。
2.用汽量分析
本项目主机为9F单轴机组，燃机汽机同轴，无旁路烟囱，必须一同起停，在燃机起停过程中，汽机入口蒸汽还未达到要求不能进入汽缸，为防止汽机鼓风积热烧坏叶片，需要往低压缸中通入外供的辅助蒸汽作为冷却蒸汽。9F机组未设专门的除氧器，机组正常运行时，依靠凝汽器的负压进行真空除氧就能够满足凝结水含氧量≤7ppb 的需要。但在机组启动阶段和低负荷时，由于凝结水中含氧量高，须向凝汽器通入加热蒸汽，增强热力除氧的能力以满足要求。在机组启动及运行时，都需要辅助蒸汽供给轴封用汽。本项目单台机组在启动时用汽点所需最大辅汽流量为32t/h，考虑辅汽系统供汽损失，增加约10%裕量，共需提供35t/h 的辅助蒸汽。
3.汽源分析
现电厂1、2号机为2台125MW的燃气锅炉，全天满负荷运行，其汽机抽汽及所配启动锅炉可考虑用于本工程9F机组的起停汽源。其中三段抽气的压力太低，流量太小，无法作为本项目辅汽汽源。其中每台机组的二段抽汽量足够本项目一台机组启动所需。由于燃料为重油，启动速度稍慢，但提前准备，也可考虑用于本项目的辅汽汽源。除以上 1、2号机的辅汽外，另外设置一台启动锅炉是比较可靠和简便的方案。四、辅助蒸汽系统配置。
3.1辅助蒸汽系统管道配置方案
设计时优先考虑使用1、2号机组的辅汽及邻机启动方案。邻机启动方案指第一台机组的辅助蒸汽由启动锅炉(或者其它热网)提供，当机组达到一定负荷后可从低温再热蒸汽管抽汽。未启动机组则可以通过已启动机组的低温再热蒸汽途经辅助蒸汽母管获得启动蒸汽。因此，辅汽系统需考虑母管制。母管制一般采用切换母管制。在相连的各单元分支管道上设立切换阀，切换阀实现母管制和单元制的切换功能。单元和母管之间只保留一条联络管，其中蒸汽作双向流动。
3.2辅助蒸汽系统汽源配置方案
结合前述用汽点及汽源情况，按以下几种情形考虑辅助蒸汽的配置方案：当本项目已有一台机组运行时，其辅汽可供另一台机组启动所需，实现邻机启动。当本项目无机组运行，且老厂任何一台机组运行或两台机组同时运行时，其二段抽汽可满足本项目一台机组起停或两台机组同时起停的需要。当本项目无机组运行，且老厂也无任何一台机组运行时，需启动锅炉实现起停。当本项目无机组运行，且老厂也无任何一台机组运行时，需启动锅炉的辅助才能完成起停。
3.3启动锅炉配置方案
下面分别按同时起停一台和起停两台机组考虑。
同时起停一台机组，共需提供 35t/h 的辅助蒸汽。
本项目新增一台 35t/h 启动锅炉，辅汽完全由本项目的启动锅炉提供。
本项目新增一台 15t/h 启动锅炉，辅汽由本项目及老厂的启动锅炉共同提供。
同时起停两台机组，共需提供 70t/h 的辅助蒸汽。
本项目新增 70t/h 的启动锅炉，辅汽完全由本项目的启动锅炉提供。
本项目新增一台 50t/h 启动锅炉，辅汽由本项目及老厂的启动锅炉共同提供。
经和业主讨论，由于本项目启动锅炉故障时将无替代方案，因此需选择可靠性高的产品，价格较高。结上分析，采取1×35t/h启动容量锅炉，只需使用本项目启动锅炉，运行方便。老厂启动锅炉只能作为停机时的备用汽源。本项目启动锅炉故障时，将无法启动。两台机组采用依次启动，前后间隔大约30分钟，是可以接受的范围。最后选择采用35t/h容量的高可靠性启动锅炉。
4.结束语
9F 级燃汽蒸汽联合循环机组辅助蒸汽系统对机组启停能力非常关键。设计时应结合各种工况的需求以及现场条件，充分考虑可靠性、灵活性和经济性。可靠性主要指在任何情况下，比如全厂停机，都能顺利可靠的启动任何一台机组。因此，设置启动锅炉以提供辅助蒸汽是必须的。不建议同时依靠多种汽源来启动机组，启动锅炉应选可靠性高的产品。灵活性是指结合机组各种运行状况，能多手段快速实现机组的启动。一般优先考虑邻机启动，这样不需启动锅炉的投运，启动快速。另外，燃机电厂一般用于调峰发电，当负荷指令达到，应能短时间让机组从停机运行至指定负荷，依靠老厂汽源可满足两台机组同时启停的能力。辅助蒸汽管道的切换母管制是灵活性的保证。经济性主要指充分利用现场汽源条件，尽量降低启动锅炉的容量。
【参考文献】
［1］俞立凡,陈勇根.9FA 燃气轮机作为电网“黑启动”电源点的探讨［J］.燃气轮机技术.2007，20(1).
［2］杜镔.给水除氧技术的特点与比较［J］.汽轮机技术，2008，50(4):296~302.
［3］吕小兰.9F 级单轴联合循环机组启动锅炉选型分析［J］.广东电力，2007，20(7).