阅读说明：本技术 F级燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法 (Method for quickly starting F-grade gas-steam combined cycle unit to rated load ) 是由 王梓越 张长志 倪玮晨 李浩然 王坤 赵毅 王建 王建军 甘智勇 于 2021-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种F级燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法,燃气轮机点火,燃气轮机带动其发电机至额定负荷发电并网；在高压调门开度达15％时,汽轮机进入压力控制；汽轮机在进口压力控制模式下运行且高压调门开度大于20％超过60秒,中压蒸汽压力大于1.3MPa时,进行中压蒸汽并汽；低压主蒸汽压力大于0.3MPa,低压旁路开度大于20％时,并入低压主蒸汽。本发明通过汽轮机提早进入压力控制(IPC),使汽轮机中压并汽和低压并汽的时间节点提前,进而缩短了F级燃气-蒸汽联合循环机组冷态快速启动至带额定负荷的时间,减少了联合循环机组在低负荷时燃机非预混模式工况的时间。(The invention relates to a method for quickly starting an F-grade gas-steam combined cycle unit to a rated load, wherein a gas turbine is ignited, and the gas turbine drives a generator of the gas turbine to generate power at the rated load and is connected to the grid; when the opening degree of the high-pressure regulating valve reaches 15%, the steam turbine enters pressure control; the steam turbine operates in an inlet pressure control mode, when the opening of the high-pressure regulating valve is more than 20% and more than 60 seconds and the pressure of the medium-pressure steam is more than 1.3MPa, the medium-pressure steam is combined with the steam; when the low-pressure main steam pressure is greater than 0.3MPa and the opening of the low-pressure bypass is greater than 20%, the low-pressure main steam is merged into the low-pressure main steam. According to the invention, the pressure control (IPC) is entered in advance by the steam turbine, so that the time nodes of medium-pressure steam mixing and low-pressure steam mixing of the steam turbine are advanced, the time from the cold state quick start of the F-stage gas-steam combined cycle unit to the rated load is shortened, and the time of the non-premixed mode working condition of the combustion engine of the combined cycle unit at low load is reduced.)

F级燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法

技术领域

本发明属于火力发电安全技术领域，涉及F级燃气-蒸汽联合循环机组的启动技术，尤其是一种F级燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法。

背景技术

燃气-蒸汽联合循环作为一种先进的发电技术，在我国电力生产行业中的地位日益提高。该机组由于具有高效低耗、启动快、调节灵活、可用率高、投资省、建设周期短及环境污染小等优点，在国外电力行业正日益得到重视和发展。

研究表明，燃气-蒸汽联合循环发电机组从燃机点火并网到汽轮机进汽带至额定负荷，整个启动过程越快越好。但是目前的启动方法，速度慢，燃气用量大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种F级燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法，减少了燃气用量，为燃气-蒸汽联合循环机组的安全、环保、经济运行提供必要的技术支持。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种F级燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法，步骤如下：

(1)燃气轮机点火，燃气轮机带动其发电机至额定负荷发电并网；

(2)在高压调门开度达15％时，汽轮机进入压力控制；

(3)汽轮机在进口压力控制模式下运行且高压调门开度大于20％超过60秒，中压蒸汽压力大于1.3MPa时，进行中压蒸汽并汽；

(4)低压主蒸汽压力大于0.3MPa，低压旁路开度大于20％时，并入低压主蒸汽；

(5)当机组启动状态画面显示高压进汽条件满足时，DCS发出指令允许汽轮机高压缸进汽，当高压蒸汽温度在296℃～565℃之间且MKVI画面上出现Release load按钮时，允许汽轮机高压缸进汽；

(6)退出温度匹配加负荷：当温度匹配值达到566℃且应力、差胀参数均正常时，退出温度匹配进行加负荷，控制减温水的投入，AVC投入，将汽轮机带到额定负荷。

进一步的，所述步骤(1)中燃气轮机的发电机并网的条件具体包括：

①待燃气轮机的发电机的电压与系统电压近似或相等；

②待燃气轮机的发电机的频率与系统频率近似相等；

③待燃气轮机的发电机的电压相位与系统电压相位相同。

进一步的，步骤(2)汽轮机进入压力控制应满足以下具体条件：

①稳定状态下，调门前压力尽量在600-605psi范围内进行投入；

②高压旁路开度尽量小于20％。

进一步的，所述步骤(3)中压蒸汽并汽的具体条件包括：

①汽轮机在进口压力控制模式下运行且高压调门开度大于20％超过60秒；

②中压旁路开度大于20％，延时60秒；

③中压蒸汽压力大于1.3MPa；

④机组出力大于17MW。

进一步的，步骤(4)并入低压主蒸汽的条件具体包括：

①低压主蒸汽过热度大于20℃；

②低压主蒸汽压力大于0.3MPa；

③低旁开度大于20％，时间至少60秒；

④高压调门开度大于20％，时间至少60秒；

⑤机组负荷大于17MW。

进一步的，在满足运行条件的基础上，所述步骤(3)和所述步骤(4)可以次序互换。

进一步的，所述步骤(5)汽轮机高压缸进汽的条件具体包括：

①汽轮机高压缸第一级内上缸金属温度小于182℃时，高压蒸汽温度小于等于376℃；

②汽轮机高压缸第一级内上缸金属温度大于182℃且小于510℃，即高压蒸汽温度大于金属温度；

③汽轮机高压缸第一级内上缸金属温度大于510℃时，高压蒸汽温度大于等于510℃。

本发明的优点和积极效果是：

本发明通过汽轮机提早进入压力控制(IPC)，使汽轮机中压并汽和低压并汽的时间节点提前，进而缩短了F级燃气-蒸汽联合循环机组冷态快速启动至带额定负荷的时间，减少了联合循环机组在低负荷时燃机非预混模式工况的时间(该工况会产升危害环境的氮、氧化物)，同时减少了燃气用量，为燃气-蒸汽联合循环机组的安全、环保、经济运行提供必要的技术支持。

附图说明

图1为本发明方法的系统流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种F级燃气-蒸汽联合循环机组快速启动至额定负荷的方法，如图1所示，该方法的具体步骤如下：

(1)燃气轮机点火，燃气轮机带动其发电机至额定负荷发电并网；

(2)当高压蒸汽压力略超过IPC设定值，可投入进口压力控制(IPC)，即汽轮机提早进入压力控制(IPC)，高旁逐渐关闭，高旁压力设定值跟踪实际压力。尽早投入IPC至关重要，投入IPC后可以让全部的高压蒸汽由进入旁路平稳切换到进入汽轮机，可使温度匹配切换到DCS自动升温，尽早完成并入中压主汽；

(3)汽轮机在进口压力控制模式下运行(“IPC IN”)且高压调门开度大于20％超过60秒，中压蒸汽压力大于1.3MPa时，进行中压蒸汽并汽；

(4)低压主蒸汽压力大于0.3MPa，低压旁路开度大于20％时，可以尽早并入低压主蒸汽；

(5)当DCS“机组启动状态”画面显示“高压进汽条件满足”，DCS发出指令允许汽轮机高压缸进汽。当高压蒸汽温度在296℃(565℉)与565℃(1050℉)之间，MKVI画面上出现“Release load”按钮，允许汽轮机高压缸进汽。

(6)退出温度匹配加负荷：当温度匹配值达到566℃且应力、差胀等参数均正常时，可以退出温度匹配进行加负荷。控制减温水的投入，AVC及时投入。将汽轮机带到额定负荷。此时燃气-蒸汽联合循环机组已达到额定负荷(或调度要求的最高负荷)

而且，所述步骤(1)中燃机发电机并网的条件具体包括：

①待并网发电机的电压与系统电压近似或相等。

②待并网发电机的频率与系统频率近似相等。

③待并网发电机的电压相位与系统电压相位相同。

而且，所述步骤(2)中汽轮机提早进入压力控制(IPC)，可在高压调门开度达15％左右时提早投入IPC，但应满足以下条件具体包括：

①稳定状态下，调门前压力尽量在600-605psi范围内进行投入(热态启动，汽轮机负荷比率loadcmd约60％以上，调门开度约15％左右)；

②为了稳定汽包水位，高压旁路开度尽量小于20％；

而且，所述步骤(3)中并入中压主汽的条件具体包括：

①汽轮机在进口压力控制模式下运行(“IPC IN”)且高压调门开度大于20％超过60秒；

②中压旁路开度大于20％，延时60秒；

③中压蒸汽压力大于1.3MPa；

④机组出力大于17MW。

而且，所述步骤(4)并入低压主汽的条件具体包括：

①低压主蒸汽过热度大于20℃；

②低压主蒸汽压力大于0.3MPa；

③低旁开度大于20％(时间至少60秒)；

④高压调门开度大于20％(时间至少60秒)；

⑤机组负荷大于17MW。

而且，在满足运行条件的基础上，所述步骤(3)和所述步骤(4)可以次序互换。

而且，所述步骤(5)汽轮机高压缸进汽的条件具体包括：

①高压缸第级内上缸金属温度小于182℃(360℉)时，高压蒸汽温度不大于376℃(710℉)；

②高压缸第一级内上缸金属温度大于182℃(360℉)且小于510℃(950℉)，即高压蒸汽温度大于金属温度；

③高压缸第一级内上缸金属温度大于510℃(950℉)时，高压蒸汽温度不低于510℃(950℉)。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。