用于燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組鍋爐并解汽控制的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組鍋爐并解汽控制的方法，該方法包括：當機組達到并汽條件時，設(shè)置待并爐再熱旁路并汽初始壓力值；當待并爐再熱電動隔離閥前壓力值和再熱母管壓力值的差值小于第一閾值時，開啟待并爐再熱主汽電動隔離閥；保持待并爐高壓旁路壓力值等于汽機高壓主汽母管壓力值與第一偏置值的和；當待并爐高壓主汽電動隔離閥前后壓力差小于第二閾值時，開啟待并爐冷再電動隔離閥，以及延時一預(yù)定時間后開啟所述待并爐高壓主汽電動隔離閥；以及當待并爐高壓旁路和待并爐再熱旁路完全關(guān)閉時，完成并汽。通過上述技術(shù)方案，能夠有效控制并汽和解汽過程，提高并解汽效率，并汽解汽氣壓平穩(wěn)、無水沖擊，保證機組安全運行。
【專利說明】用于燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組鍋爐并解汽控制的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力工程領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組鍋爐并 解汽控制的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 燃氣輪機發(fā)電機組因其啟?？?，調(diào)峰能力強等特點在電網(wǎng)中廣泛用于調(diào)峰運行， 為優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)揮了重要作用。
[0003] 在燃氣-蒸汽（燃氣輪機）聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組中，兩臺燃機各自帶動與燃機同軸 的發(fā)電機發(fā)電，并各自帶有一臺余熱鍋爐；兩臺余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽共同帶動一臺汽輪機 發(fā)電。一般情況下，多軸燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組因電網(wǎng)調(diào)峰需要，白天以二拖一方式 運行，晚間停一臺機以一拖一方式運行，這就使得兩臺爐的主蒸汽、再熱蒸汽和低壓蒸汽的 并汽操作每天都得進行。目前，對并/解汽過程進行控制過分依賴操作者的經(jīng)驗，操作量大 且具有誤操作的風險，同時也難以取得較高的并解汽效率。
[0004] 針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中尚無良好解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種方法，該方法能夠有效控制并汽和解汽過程，提高并解 汽效率，保證機組安全運行。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組鍋爐并解汽控制 的方法，其中所述燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組中，兩臺燃機各自帶動與燃機同軸的發(fā)電機發(fā)電， 每臺燃機配有一臺余熱鍋爐，兩臺余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽共同帶動一臺汽輪機，該方法包括： 當機組達到并汽條件時，設(shè)置待并爐再熱旁路并汽初始壓力值；當待并爐再熱電動隔離閥 前壓力值和再熱母管壓力值的差值小于第一閾值時，開啟待并爐再熱主汽電動隔離閥；保 持待并爐高壓旁路壓力值等于汽機高壓主汽母管壓力值與第一偏置值的和；當待并爐高壓 主汽電動隔離閥前后壓力差小于第二閾值時，開啟待并爐冷再電動隔離閥，以及延時一預(yù) 定時間后開啟所述待并爐高壓主汽電動隔離閥；以及當待并爐高壓旁路和待并爐再熱旁路 完全關(guān)閉時，完成并汽。
[0007] 進一步地，該方法還包括：響應(yīng)于解汽指令，當所述機組達到解汽條件時，設(shè)置待 解爐再熱旁路解汽初始壓力值，以及保持待解爐高壓旁路壓力值等于所述汽機高壓主汽母 管壓力值與所述第一偏置值的差；當待解爐高壓旁路開度大于5%時，將待解爐再熱旁路 壓力值設(shè)定為再熱母管壓力值減去一第二偏置值；當高壓主汽流量和冷再流量中較大者小 于40T/h時，將所述待解爐高壓旁路壓力值設(shè)置為當前汽機高壓主汽母管壓力值，以聯(lián)鎖 關(guān)閉待解爐再熱主汽電動隔離閥；當所述待解爐再熱主汽電動隔離閥關(guān)閉后，關(guān)閉待解爐 高壓主汽電動隔離閥，以及從所述待解爐高壓主汽電動隔離閥開始關(guān)閉時開始延遲所述預(yù) 定時間后待解爐冷再電動隔離閥關(guān)閉；以及當所述待解爐高壓主汽電動隔離閥和待解爐再 熱主汽電動隔離閥完全關(guān)閉時，完成解汽。
[0008] 進一步地，并汽條件包括：a)所述兩臺余熱鍋爐高壓過熱器出口溫度偏差值小于 5°C ;b)所述兩臺余熱鍋爐再熱器出口溫度偏差值小于5°C ;c)所述兩臺余熱鍋爐高壓主汽 電動隔離閥前溫度偏差值小于5°C ;d)所述兩臺余熱鍋爐再熱電動隔離閥前溫度偏差值小 于5°C ;e)待并汽余熱鍋爐高壓旁路壓力與高壓主汽母管壓力偏差值小于5bar ;f)待并汽 余熱鍋爐再熱旁路壓力與再熱主汽母管壓力偏差值小于2bar ;以及g)待并汽余熱鍋爐對 應(yīng)燃機出力已加到能維持主蒸汽溫度的最低值。
[0009] 進一步地，解汽條件包括：待解汽余熱鍋爐對應(yīng)燃機出力已降到能維持主蒸汽溫 度的最低值。
[0010] 進一步地，所述能維持主蒸汽溫度的所述最低值為60MW。
[0011] 進一步地，按以下關(guān)系式設(shè)定所述再熱旁路并汽初始壓力值Zs :
[0012] Zs = (Qze/Qge) XQgsXQJZXK+K,
[0013] 其中，Qze為汽機中壓額定壓力，Qge為汽機高壓額定壓力，Q gs為汽機高壓實際壓力， Qjz為汽機負荷控制基準，以及K和Γ為修正系數(shù)。
[0014] 進一步地，按以下關(guān)系式設(shè)定所述再熱旁路解汽初始壓力值Zs，：
[0015] Zs，= (Qze/Qge) XQgsXQJZXK+K"
[0016] 其中，Qze為汽機中壓額定壓力，Qge為汽機高壓額定壓力，Q gs為汽機高壓實際壓力， Qjz為汽機負荷控制基準，以及K和K"為修正系數(shù)。
[0017] 進一步地，所述第一閾值與所述第一偏置值同為0. 2MPa。
[0018] 進一步地，所述第二閾值為0. 5MPa，以及所述預(yù)定時間為20s。
[0019] 進一步地，所述第二偏置值為0· IMPa。
[0020] 通過上述技術(shù)方案，能夠有效控制并汽和解汽過程，提高并解汽效率，并汽解汽氣 壓平穩(wěn)、無水沖擊，保證機組安全運行。
[0021] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0023] 圖1是本發(fā)明實施方式提供的用于燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組鍋爐并解汽控制的并 汽過程流程圖；以及
[0024] 圖2是本發(fā)明實施方式提供的用于燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組鍋爐并解汽控制的解 汽過程流程圖。

【具體實施方式】
[0025] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描 述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0026] 本發(fā)明提供的方法適合于應(yīng)用在燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組中。其中，兩臺燃機各自 帶動與燃機同軸的發(fā)電機發(fā)電，每臺燃機配有一臺余熱鍋爐，兩臺余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽共 同帶動一臺汽輪機。
[0027] 圖1是本發(fā)明實施方式提供的用于燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組鍋爐并解汽控制的并 汽過程流程圖。如圖1所示，本發(fā)明實施方式提供的用于燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組鍋爐并解 汽控制的待并爐的并汽過程可以包括：
[0028] S101，當機組達到并汽條件時，設(shè)置待并爐再熱旁路并汽初始壓力值；
[0029] S102,當待并爐再熱電動隔離閥前壓力值和再熱母管壓力值的差值小于第一閾值 時，開啟待并爐再熱主汽電動隔離閥；
[0030] S103,保持待并爐高壓旁路壓力值等于汽機高壓主汽母管壓力值與第一偏置值的 和；
[0031] S104,當待并爐高壓主汽電動隔離閥前后壓力差小于第二閾值時，開啟待并爐冷 再電動隔離閥，以及延時一預(yù)定時間后開啟待并爐高壓主汽電動隔離閥；以及
[0032] S105,當待并爐高壓旁路和待并爐再熱旁路完全關(guān)閉時，完成并汽。
[0033] 上述并汽過程充分考慮了燃氣輪機組的運行特性，并汽氣壓平穩(wěn)、無水沖擊。
[0034] 其中，并汽條件可以是機組接收到的并汽指令，也可以是系統(tǒng)預(yù)設(shè)條件。例如，并 汽條件可以包括：a)所述兩臺余熱鍋爐高壓過熱器出口溫度偏差值小于5°C ;b)所述兩臺 余熱鍋爐再熱器出口溫度偏差值小于5°C ;c)所述兩臺余熱鍋爐高壓主汽電動隔離閥前溫 度偏差值小于5°C;d)所述兩臺余熱鍋爐再熱電動隔離閥前溫度偏差值小于5°C;e)待并汽 余熱鍋爐高壓旁路壓力與高壓主汽母管壓力偏差值小于5bar ;f)待并汽余熱鍋爐再熱旁 路壓力與再熱主汽母管壓力偏差值小于2bar ;以及g)待并汽余熱鍋爐對應(yīng)燃機出力已加 到能維持主蒸汽溫度的最低值。在優(yōu)選的實施方式中，當a)-g)同時滿足時，確定達到并汽 條件，可以開始并汽。
[0035] 在實施方式中，再熱旁路并汽初始壓力值可以通過計算來設(shè)置，例如，根據(jù)為汽機 中壓額定壓力，高壓額定壓力，高壓實際壓力以及負荷控制基準。在計算得到的值上可以增 加一個偏置值（或修正系數(shù)），例如〇. 2MPa，以得到再熱旁路并汽初始壓力值。
[0036] 在優(yōu)選的實施方式中，可以按以下關(guān)系式設(shè)定再熱旁路并汽初始壓力值Zs :
[0037] Zs = (Qze/Qge) XQgsXQJzXK+K,
[0038] 其中，Qze為汽機中壓額定壓力，Qge;為汽機高壓額定壓力，Q gs為汽機高壓實際壓力， Qjz為汽機負荷控制基準，以及K和Γ為修正系數(shù)。
[0039] 圖2是本發(fā)明實施方式提供的用于燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組鍋爐并解汽控制的解 汽過程流程圖。如圖2所示，本發(fā)明實施方式提供的用于燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組鍋爐并解 汽控制的待解爐的解汽過程可以包括：
[0040] S201，響應(yīng)于解汽指令，當所述機組達到解汽條件時，設(shè)置待解爐再熱旁路解汽初 始壓力值，以及保持待解爐高壓旁路壓力值等于待解爐汽機高壓主汽母管壓力值與所述第 一偏置值的差；
[0041] S202,當待解爐高壓旁路開度大于5%時，將待解爐再熱旁路壓力值設(shè)定為再熱母 管壓力值減去一第二偏置值；
[0042] S203,當高壓主汽流量和冷再流量中較大者小于40T/h時，將待解爐高壓旁路壓 力值設(shè)置為當前汽機高壓主汽母管壓力值，以聯(lián)鎖關(guān)閉待解爐再熱主汽電動隔離閥；
[0043] S204,當所述待解爐再熱主汽電動隔離閥關(guān)閉后，關(guān)閉待解爐高壓主汽電動隔離 閥，以及從所述待解爐高壓主汽電動隔離閥開始關(guān)閉時開始延遲所述預(yù)定時間后待解爐冷 再電動隔離閥關(guān)閉；以及
[0044] S205,當所述待解爐高壓主汽電動隔離閥和待解爐再熱主汽電動隔離閥完全關(guān)閉 時，完成解汽。
[0045] 與并汽過程相類似，解汽條件可以是系統(tǒng)預(yù)設(shè)條件。例如，可以包括：待解汽余熱 鍋爐對應(yīng)燃機出力已降到能維持主蒸汽溫度的最低值。
[0046] 在實施方式中，再熱旁路解汽初始壓力值可以通過計算來設(shè)置，例如，根據(jù)為汽機 中壓額定壓力，高壓額定壓力，高壓實際壓力以及負荷控制基準。在計算得到的值上可以增 加一個偏置值（或修正系數(shù)），例如〇. IMPa，以得到再熱旁路并汽初始壓力值。
[0047] 在優(yōu)選的實施方式中，可以按以下關(guān)系式設(shè)定再熱旁路解汽初始壓力值Zs' ：
[0048] Zs，= (Qze/Qge) X Qgs X QJz X K+K "
[0049] 其中，Qze為汽機中壓額定壓力，Qge為汽機高壓額定壓力，Q gs為汽機高壓實際壓力， Qjz為汽機負荷控制基準，以及K和K"為修正系數(shù)。
[0050] 以下結(jié)合一個【具體實施方式】對本發(fā)明提供的用于燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組鍋爐并 解汽控制的方法進一步說明。
[0051] 在示例的實施方式中，燃氣輪機可以是F級燃氣輪機，該級燃氣輪機全部都以天 然氣作為燃料，其排放物中不含硫化物和氮氧化物，對環(huán)境污染很小。在S209FA燃氣-蒸 汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組中，兩臺燃機各自帶動與燃機同軸的發(fā)電機發(fā)電，并各自帶有一臺余 熱鍋爐；兩臺余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽共同帶動一臺汽輪機發(fā)電。多軸燃氣蒸汽-聯(lián)合循環(huán)發(fā) 電機組因電網(wǎng)調(diào)峰需要，白天以二拖一方式運行，晚間停一臺機以一拖一方式運行，這就使 得兩臺爐的主蒸汽、再熱蒸汽和低壓蒸汽的并汽操作每天都得進行。
[0052] 示例的待并爐的并汽過程如下：
[0053] A1)并汽過程開始，再熱旁路根據(jù)自動計算值開始調(diào)節(jié)再熱壓力。當檢測到對應(yīng)的 高壓旁路開度小于5%時，可以在計算值上增加0. 2MPa的偏置值；
[0054] B1)當再熱電動隔離閥前壓力和再熱母管壓力差值小于0.2MPa時，再熱主汽電動 隔離閥可以自動開啟，再熱汽首先并入；
[0055] C1)保持高壓旁路壓力設(shè)定值為跟隨汽機高壓主汽母管壓力加0· 2MPa，高壓旁路 可以自動調(diào)節(jié)高壓壓力；
[0056] D1)當高壓主汽電動隔離閥前后壓力差小于0.5MPa時，冷再電動隔離閥可以自動 開啟，延時20S后，高壓主汽電動隔離閥可以自動開啟。然后，隨著高壓主并入，冷再流量調(diào) 節(jié)閥啟用且跟隨高壓主汽流量進行自動調(diào)節(jié)（例如，流量相同）；
[0057] E1)高壓主汽電動隔離閥和再熱主汽電動隔離閥全開，高壓和再熱旁路逐漸全關(guān) 后，并汽過程完成。
[0058] 示例的待解爐的解汽過程如下：
[0059] A2)解汽指令發(fā)出后，高壓旁路壓力設(shè)定值跟隨汽機高壓主汽母管壓力，且設(shè)定值 較主汽母管壓力低〇· 2MPa ;
[0060] B2)當高壓旁路開度大于5%時，計算出的再熱旁路壓力設(shè)定值的偏置值從 0. IMPa變?yōu)?0. IMPa，再熱旁路設(shè)定值較再熱母管低0. IMPa ;
[0061] C2)隨著高壓和再熱旁路的開啟，當高壓主汽流量和冷再流量中較大者小于40T/ h后，將高壓旁路壓力設(shè)定值的0· 2MPa偏置去除（即使高壓旁路壓力值等于主汽母管壓力 值），以聯(lián)鎖關(guān)閉再熱主汽電動隔離閥；
[0062] D2)再熱主汽電動隔離閥關(guān)閉后，高壓主汽電動隔離閥可以自動關(guān)閉，高壓主汽電 動隔離閥關(guān)指令發(fā)出20s后，冷再電動隔離閥可以自動關(guān)閉；
[0063] E2)高壓和再熱旁路門開啟，高壓和再熱主汽電動隔離閥全關(guān)，解汽過程結(jié)束。
[0064] 需要說明的是，上述實施方式中以示例的方式對閾值、或偏置值進行了設(shè)置。在實 施方式中，閾值的設(shè)置優(yōu)選地為參考標準中規(guī)定的值，偏置值的選擇可以以不同型號機組 的實際要求為準。
[0065] 以上結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實 施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡 單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0066] 另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛 盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可 能的組合方式不再另行說明。
[〇〇67] 此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本 發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組鍋爐并解汽控制的方法，其中所述燃氣輪機聯(lián)合循 環(huán)機組中，兩臺燃機各自帶動與燃機同軸的發(fā)電機發(fā)電，每臺燃機配有一臺余熱鍋爐，兩臺 余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽共同帶動一臺汽輪機，其特征在于，該方法包括： 當機組達到并汽條件時，設(shè)置待并爐再熱旁路并汽初始壓力值； 當待并爐再熱電動隔離閥前壓力值和再熱母管壓力值的差值小于第一閾值時，開啟待 并爐再熱主汽電動隔離閥； 保持待并爐高壓旁路壓力值等于汽機高壓主汽母管壓力值與第一偏置值的和； 當待并爐高壓主汽電動隔離閥前后壓力差小于第二閾值時，開啟待并爐冷再電動隔離 閥，以及延時一預(yù)定時間后開啟所述待并爐高壓主汽電動隔離閥；以及 當待并爐高壓旁路和待并爐再熱旁路完全關(guān)閉時，完成并汽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括： 響應(yīng)于解汽指令，當所述機組達到解汽條件時，設(shè)置待解爐再熱旁路解汽初始壓力值， 以及保持待解爐高壓旁路壓力值等于所述汽機高壓主汽母管壓力值與所述第一偏置值的 差； 當待解爐高壓旁路開度大于5%時，將待解爐再熱旁路壓力值設(shè)定為所述再熱母管壓 力值減去一第二偏置值； 當高壓主汽流量和冷再流量中較大者小于40T/h時，將所述待解爐高壓旁路壓力值設(shè) 置為當前汽機高壓主汽母管壓力值，以聯(lián)鎖關(guān)閉待解爐再熱主汽電動隔離閥； 當所述待解爐再熱主汽電動隔離閥關(guān)閉后，關(guān)閉待解爐高壓主汽電動隔離閥，以及從 所述待解爐高壓主汽電動隔離閥開始關(guān)閉時開始延遲所述預(yù)定時間后待解爐冷再電動隔 離閥關(guān)閉；以及 當所述待解爐高壓主汽電動隔離閥和待解爐再熱主汽電動隔離閥完全關(guān)閉時，完成解 汽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述并汽條件包括： a) 所述兩臺余熱鍋爐高壓過熱器出口溫度偏差值小于5°C ; b) 所述兩臺余熱鍋爐再熱器出口溫度偏差值小于5°C ; c) 所述兩臺余熱鍋爐高壓主汽電動隔離閥前溫度偏差值小于5°C ; d) 所述兩臺余熱鍋爐再熱電動隔離閥前溫度偏差值小于5°C ; e) 待并汽余熱鍋爐高壓旁路壓力與高壓主汽母管壓力偏差值小于5bar ; f) 待并汽余熱鍋爐再熱旁路壓力與再熱主汽母管壓力偏差值小于2bar ;以及 g) 待并汽余熱鍋爐對應(yīng)燃機出力已加到能維持主蒸汽溫度的最低值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述解汽條件包括： 待解汽余熱鍋爐對應(yīng)燃機出力已降到能維持主蒸汽溫度的最低值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述能維持主蒸汽溫度的所述最低值 為 60MW。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，按以下關(guān)系式設(shè)定所述再熱旁路并汽初 始壓力值Zs : Zs= (Qze/Qge)XQgsXQJZXK+K , 其中，Qze為汽機中壓額定壓力，Qge為汽機高壓額定壓力，Qgs為汽機高壓實際壓力，Q jz 為汽機負荷控制基準，以及K和κ'為修正系數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，按以下關(guān)系式設(shè)定所述再熱旁路解汽初 始壓力值Zs，： zs，= (Qze/Qge) XQgsXQjzXK+K" 其中，Qze為汽機中壓額定壓力，Qge為汽機高壓額定壓力，Qgs為汽機高壓實際壓力，Q jz 為汽機負荷控制基準，以及K和K"為修正系數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一閾值與所述第一偏置值同為 0.2MPa〇
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二閾值為0. 5MPa，以及所述預(yù)定時 間為20s。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二偏置值為0. IMPa。
【文檔編號】F01K23/10GK104100312SQ201410299231
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】潘夏清, 王建偉, 周玉宏, 徐仁虎, 陳建平, 龐軍 申請人:中國神華能源股份有限公司, 北京國華電力有限責任公司, 浙江國華余姚燃氣發(fā)電有限責任公司