京阳热电 燃气蒸汽联合循环机组概况

周俊

中图分类号：TM611 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0001-01

一.引言

燃料系统是燃气蒸汽联合循环机组的重要辅助系统，负责接收、计量来自上游燃料供应商的天然气，并对天然气进行加热、过滤、调压、流量调节以适应燃机运行的需要。本文详细介绍国内某厂三菱M701F级联合循环机组的燃料系统，其系统构成为天然气调压站、燃机间外燃机供气系统、燃机间内燃机供气系统。

二.天然气调压站

天然气调压站由进口紧急关断单元、计量单元、水浴炉加热单元、过滤单元、电加热器及启动锅炉调压单元、燃机调压单元组成，见图1。该系统为燃料预处理系统，其作用是对供气站来的燃气进行接收及计量，并进行过滤、加热和调压，确保满足机组运行需要。

进口紧急关断单元：当发生紧急情况时，进口紧急关断阀迅速关闭，切断调压站的燃气源。

计量单元：流量计将测得的实际天然气流量、温度、压力一起传送给流量计算机，计算出天然气的耗量。

水浴炉单元：加热天然气，以满足下游对天然气温度的要求。

过滤单元：作用是对天然气进行过滤，将杂质分离出来。

电加热器及启动锅炉调压单元：由于天然气压降会产生温度降，设置电加热器以保证进入启动锅炉调压部分入口的天然气温度，进而保证启动锅炉调压出口的天然气温度。天然气经过启动锅炉调压系统的两级调压后，压力降至设定范围。

燃机调压单元：该单元对天然气进行调压以满足燃机运行需要，调压线由一个SSV（快速切断阀），一个监控调压器和一个工作调压器组成。

三.燃机间外燃机供气系统

燃气供气温度是稳定燃烧的关键条件，当供气温度异常时，机组可能会负荷回切，严重时将引起燃烧不稳，甚至導致机组跳机，因此燃气供气温度必须严格监控。

燃机间外燃机供气系统主要设备包括燃气流量计、温控阀、燃气加热器、末级过滤器、燃气温度变送器、燃气压力变送器及压力开关等，见图2。该系统其作用是调节燃气温度为燃机负荷所对应的温度值。

燃气流量计：计量单台机组瞬时燃气耗量及燃气总耗量，同时将数据传至DCS监视。

燃气加热器：主要由燃气管线、TCA（转子冷却空气）管线及三台TCA风扇组成。风扇运行时，将空气由TCA管线吹向燃气管，空气作为传热介质将热量由压气机排气传给了燃气，使作为冷却燃气轮机转子的空气得到进一步冷却，同时使燃气得到了加热。

温控阀：通过控制燃气加热器的主路、旁路流量达到控制燃气温度的目的。

末级过滤器：燃机进气前的最后一级过滤部件，保证燃料清洁度，防止下游燃气阀及燃烧器喷嘴因杂质而产生损坏、堵塞。

燃气压力变送器及压力开关：设有压力变送器，向DCS输出燃气压力值，燃气压力低时，DCS上将发燃气压力低报警；燃气压力继续降低时，燃气压力低保护动作，机组负荷回切；燃气压力降至极低值，机组燃气压力低低保护动作跳机。

四.燃机间内燃机供气系统

燃机间内燃机供气系统主要设备为燃气截止阀、燃气排空阀、燃料压力控制阀、燃气流量控制阀、主燃料和值班燃料分配总管等，见图3。

该系统的作用是在机组运行时，调节进入燃烧室的燃气流量及压力；在机组停运后，截断燃气供应，并将燃气截止阀下游管线内的燃气排空；在机组跳机时，立即截断燃气供应。该系统中之所以设置主燃料流程与值班燃料流程，是因为M701F燃机采用的是干式低NOx燃烧器，该燃烧器共有9个喷嘴，其中8个主喷嘴沿燃烧器周向布置，为预混燃烧喷嘴，还有一个值班喷嘴布置在燃烧器中心，为扩散燃烧喷嘴。预混燃烧能降低火焰温度，减少NOx生成，但燃烧稳定性不好，而扩散燃烧稳定性好，但火焰温度高，NOx生成量高。同时采用两种燃烧方式既可保证燃烧稳定性，又可降低烟气中的NOx含量。

燃气截止阀：液动阀，设有安全油。安全油建立后，该阀打开；当安全油泄去，该阀关闭，截断燃气供应，燃机熄火。

燃气排空阀：液动阀，当燃气截止阀关闭时，该阀打开，排除燃气截止阀后天然气；当燃气截止阀打开时，该阀则关闭。

燃气压力控制阀：分为主燃料压力控制阀及值班燃料压力控制阀，都是液动调节阀，未设置安全油。设置燃气压力控制阀的目的有两个：一是根据燃机速度与负荷，调节燃气供气压力，并控制阀前后压差，从而使燃气流量与流量控制阀的开度成线性关系；二是保证机组停机时，快速切断燃烧室的燃气供应。不设置安全油是因为该阀在燃机熄火时随燃气截止阀一同关闭，但约1分钟后该阀需再次打开一定时间，排出流量控制阀前压力控制阀后的残留燃气。

燃气流量控制阀：分为主燃料流量控制阀和值班燃料流量控制阀，都是液动调节阀，设有安全油。

五.总结

由于联合循环机组在国内的运行经验仍在积累中，我们需加大对该系统的关注和研究力度，熟悉其运行方式与原理，以能够有效处理该系统发生的问题，确保机组运行安全。