国产欧美日韩精品a在线观看-国产欧美日韩精品一区二区三区-国产欧美日韩精品综合-国产欧美中文字幕-一区二区三区精品国产-一区二区三区精品国产欧美

劉建平 （1976-）

男，湖北武漢人，工程師，畢業于武漢水利電力大學（今武漢大學）熱動系，研究方向：熱工自動控制系統及電氣儀表裝置，現任武漢漢能電力發展有限公司熱能控制專工。

摘要：針對調峰性質的9E型燃氣-蒸汽聯合循環機組啟停機頻繁，可能在部分負荷狀態下運行的特點，探討當燃機處于部分負荷狀態下長時間運行時，通過改變燃機IGV控制方式來提高排煙溫度，進而提高聯合循環機組的整體熱效率的一種方法。本方法不同于IGV溫控，而是通過修改常數CSKGVSSR來推遲IGV從最小全速角57 ?開啟到84?角這一動作到來的時間，從而使燃機在部分負荷時，能夠獲得較高的排煙溫度，便于余熱鍋爐快速地升溫、升壓，以提高聯合循環機組的整體熱效率。相比IGV溫控，這種方法對燃機排煙溫度的控制更加靈活、有效。

關鍵詞：IGV溫控；常數CSKGVSSR；溫控線；燃氣-蒸汽聯合循環熱效率

Abstract: The start and stop of 9E gas and steam combined cycle generation with the nature
 of peak modulation is frequent, which may cause the long time operation of units working
 under the part load condition. In view of this characteristic, by changing the control 
way of IGV we propose a method to enhance the discharging fume temperature, and further 
improve the overall thermal efficiency of the combinedcycle gas turbine when the unit 
operates under the part load condition .  This method is different with IGV Temperature 
Control, and it postpones the time of IGV from the smallest full speed angle 57°to 84°by revising the constant CSKGVSSR so that the gas turbine can obtain high discharges fume
 temperature when the unit works under the part load condition. Based on this method, the
 heat boiler can obtain high temperature and pressure very fast, and the overall thermal 
efficiency of the combinedcycle gas turbine can therefore be improved.  Compared with IGV
 Temperature Control, our method is more flexible and effective in aspect of temperature 
control to the discharging fume of the gas turbine.

Key words: IGV Temperature Control; Constant CSKGVSSR; Temperature Control Line; The gas
 and steam combined cycle thermal efficiency

1 概述

    該廠燃氣-蒸汽聯合循環機組由阿爾斯通（ALSTOM）生產的9E型燃氣輪機與哈汽生產的汽輪機構成，燃機控制系統為GE公司的MARKV系統。由于該廠為調峰性質聯合循環電廠，負荷狀態可能由于電網調度的需求而變化，有時燃機可能長時間運行于部分負荷的工況下，這時候機組的熱效率就會降低。為了提高經濟效益，可以在冷態啟機過程和部分負荷運行時投入IGV溫控，但投入IGV溫控后有以下問題：

    （1）IGV溫控下可能導致排煙溫度很高，危及到鍋爐過熱器管排的安全。

    （2）解除IGV溫控時會導致排煙溫度驟變，影響主蒸汽品質，同時增加了過熱器管排金屬的熱疲勞程度。

    為了能避免產生以上不良影響，同時又能提高經濟效益，可以考慮適當修改常數CSKGVSSR。但修改常數前要充分的考慮到修改常數后所產生的后果，修改后能不能達到預期的效果，會不會有不良后果，這些都是我們要考慮的。以下是對修改常數CSKGVSSR提高聯合循環效率的可行性分析。

2 IGV控制分析

    IGV未投入溫控狀態，機組升速過程中，當TNH到達約80%之前，CSRGVPSV1算法不會對IGV控制起作用，此時IGV開度在最小開度34?；隨著轉速的升高，當TNH到達約80%之后，CSRGVPSV1算法開始起作用，計算出來的CSRGVPS>34?，并隨轉速的升高而增大，此時CSRGVPS被選出作為IGV控制輸出，使IGV開大角度，直到CSRGVPS=57?；轉速大約到達85%,此時隨著TNH的升高，CSRGVPS計算值大于57?，小值選擇器將57?（最小全速角）選出作為當前的IGV輸出，CSRCVPS從IGV的控制中退出。之后IGV由大值選擇器選出的值控制。隨著負荷增加，燃料量增大，排煙溫度升高，當TTXM>CSKGVSSR=700?F時，IGV在慣性器與加法器的作用下，逐漸開大IGV，以維持TTXM=CSKGVSSR，直到開到最大角度84?。

    如果投入IGV溫控，則CSKGVSSR=700?F被屏蔽，IGV溫控參考TTRXGV可能被最小值選擇器選出作為排煙溫度目標值，TTXM與目標值比較，差值經過增益、慣性器與加法器等的共同作用，計算出當前所需IGV開度，作為IGV輸出給定。由于低負荷時，CPD值較小，IGV處于溫控線的等溫線部分控制，此時，TTRXGV=1100?F，TTXM低于1100?F時，IGV會維持在57?，直到排煙溫度達到溫控線。為維持TTXM不超過TTRXGV，IGV會逐漸開大直至到達84?，排煙溫度則沿著IGV溫控線變化。

3 修改CSKGVSSR常數值對IGV控制及排煙溫度的影響

    CPD偏置溫控線計算式為：

    TTRXP= TTKn_I-TTKn_S×(CPD-TTKn_C)

    IGV溫控線計算式為：

    TTRXGV=TTKGVI-TTKGVS×(CPD-TTKGVC)-CSKGVDB

    說明：當IGV全開到84時，上式的CSKGVDB才會被減去，否則：

    TTRXGV=TTKGVI-TTKGVS×(CPD-TTKGVC)

    同時有:TTK0_I=TTKGVI=1100 F

    TTK0_S=TTKGVS=1.714 F/PSI

    TTK0_C=TTKGVC=116.1PSI

    CSKGVDB=2℉

    因此，CPD偏置溫控線與IGV溫控線在有效控制區間內是完全重合的，如圖1所示。

    圖1所示，在未投入IGV溫控的模式下，排煙溫度與燃機負荷的關系曲線為簡單循環溫度控制線（圖中粗虛線）。A點為最小全速角工作點，此時IGV開度為57，若增加燃機功率，IGV可以維持在最小全速角，直至到達B′點；排煙溫度到達700 F，此時IGV開度受常數CSKGVSSR控制；隨著燃機功率的繼續增加，IGV必須增加開度以維持給定點的排煙溫度，使排煙溫度維持在700 F,直到到達C點，IGV全開到84 ；隨著燃機功率的進一步增加，燃機排煙溫度會從C點上升到基本負荷溫控線的極限值D點。

    若投入IGV溫控，排煙溫度與燃機負荷的關系曲線為圖中粗實線所示。A點為最小全速角工作點，此時IGV開度為57 ，若增加燃機功率，IGV可以維持在最小全速角，直至到達B點，排煙溫度到達等溫線1100 F，此時IGV開度受TTRXGV控制，要保證排煙溫度不高于TTRXGV，隨著功率繼續增加，IGV必須增加開度以維持給定點的排煙溫度，使排煙溫度一直沿著IGV溫控線前進到D點，IGV全開到84 。在到達D點之前，IGV溫控線與CPD偏置溫控線是重合的，到達D點后，IGV全開到84 ，TTRXGV在計算上減去了常數CSKGVDB=2 F，使得D點之后的IGV溫控線與CPD偏置溫控線有2 F的差值。

    TTRXB是IGV溫控投入時排煙溫度的最高控制線，它在IGV全開之前一直位于CPD偏置溫控線之上，IGV開度為84 時與CPD偏置溫控線相交，之后與CPD偏置溫控線重合，它是用來限制排煙溫度的上限值的，當排煙溫度到達該控制線值時，功率再無法增加，此處即為機組的基荷點。

    若不投入IGV溫控，而修改常數CSKGVSSR值，則有三種可能的情況出現：

    （1）若CSKGVSSR<D點排煙溫度，則排煙溫度與負荷關系曲線為A→K1→C′→D，到達C′點時，IGV全開。（圖中綠線）

    （2）若CSKGVSSR=D點排煙溫度，則排煙溫度與負荷關系曲線為A→K2→D，到達D點時，IGV全開。（圖中紅線）

    （3）若CSKGVSSR>D點排煙溫度，則排煙溫度與負荷關系曲線為A→K3→D′→D，到達D點時，IGV全開。（圖中藍線）

    由圖1可知，最理想的情況為以上第二種情況，這樣能保證負荷變化時，排煙溫度的變化最小。由于D點排煙溫度隨環境溫度的不同有差異，像武漢冬天與夏天的環境溫度有30℃～40℃的差值。根據該機組的具體情況，夏天基荷時，排煙溫度約560℃；冬天基荷時，排煙溫度約520℃，如果要使常數CSKGVSSR的定值盡量靠近D點排煙溫度值，則常數CSKGVSSR的定值最好也根據季節來定，夏天定值常數CSKGVSSR要比冬天定值常數高30℃～40℃。

    另外，常數CSKGVSSR的定值也可以根據需要在線實時修改，修改的原則是采用漸進的方法使其盡量靠近D點排煙溫度值。

4 IGV溫控與修改常數CSKGVSSR兩種方式改變排煙溫度對機組影響的比較

    若部分負荷時采用IGV溫控，當排煙溫度升到較高時，比如570℃以上時，此時排煙溫度還未達到IGV溫控線，要繼續升負荷，排煙溫度還會繼續升高，為了不再升高排煙溫度只能解除IGV溫控。一旦解除IGV溫控，受常數CSKGVSSR=700℉的控制，IGV會很快從57℃開大到84℃，此過程排煙溫度會有較大的變化，對主蒸汽的品質有不良的影響，同時以上過程無法人為加以控制。

    如果采用修改常數CSKGVSSR的方法，則不會引起排煙溫度的快速變化，即使常數CSKGVSSR定值較高（如圖1中藍線所示），也不會使煙溫迅速變化，排煙溫度只會隨負荷的增加沿溫控線下降，人為控制好燃機升負荷的速度，即可控制排煙溫度的變化速度。

    因此，比較而言，修改常數的方式較IGV溫控方式對排煙溫度的可控性要好，在實際使用中要更為靈活。

    簡單循環、聯合循環、改變CSKGVSSR常數三種不同情況下，IGV的開啟的過程是不同的，如圖2所示。

    綜上所述，在聯合循環機組冷態啟機過程中和燃機部分負荷運行時，通過改變常數CSKGVSSR,使其滿足接近于燃機最大負荷出力時的溫控線溫度的條件，就既能保證機組的安全，又能保證在負荷變化過程中，排煙溫度的變化較為平穩，同時又能獲得足夠高的排煙溫度，從而有利于聯合循環效率的提高。

    其它作者：

    江    磊（1976-），男，湖北孝感人，工程師，學士學位，研究方向為核能熱工自動控制及電氣儀表裝置。

    張繼軍（1976-），男，湖北洪湖人，工程師，碩士學位，研究方向為熱工自動控制及電氣儀表裝置。

參考文獻

[1] 清華大學熱能動力系. 燃氣輪機與燃氣-蒸汽聯合循環裝置[M]. 北京: 中國電力出版社.

[2] 李孝堂. 現代燃氣輪機技術[M]. 北京: 航空工業出版社，2006.

[3] 翁史烈. 燃氣輪機性能分析[M]. 上海: 上海交通大學出版社，1987.

[4] 朱行健，王雪瑜. 燃氣輪機工作原理及性能[M]. 北京: 科學出版社，1992.

[5] SPEEDTRONICTM  MARK V CONTROL SEQUENCE PROGRAM.

[6] 姚秀平. 燃氣輪機及其聯合循環發電[M]. 北京: 中國電力出版社.

[7] GE OPERATION & MAINTENANCE MANUAL.