优化天然气发电机组停机保养方案
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优化天然气发电机组停机保养方案
摘要:我厂机组为调峰机组,自2014年07月份投产以来,其年利用小时数较少,机组多数时间均处于备用状态,目前机组备用时的设备保养含余热锅炉、启
动锅炉及天然气系统的设备及管路检修置换所需氮气均是瓶装外购,其消耗量、
更换气瓶接管等工作量很大。针对调峰备用的燃气轮机联合循环机组,主要有热
干风和充氮两种保养方式,目前我公司没有上热干风装置,主要是:考虑到氮气保
养适用更广,不仅可用在干式保养,也可用在锅炉上水后的湿法保养,且和天然
气机组燃气检修置换所需可充分结合;同时制氮机省电免维护的特点,所以首选了
氮气保养。
关键词:优化;天然气;发电机;保养
一:现状
1:锅炉的保养现状:
#1炉为三压、再热、卧式、无补燃、自然循环余热锅炉,其高(中、低)压
系统水容积分别是187、124、231m3,共约542m3。因燃机机组全年负荷较低,
长期面临频繁启停和长时间停炉的情况,2017年10月前主要采用的保养方法为
停炉前水侧提升pH,停炉后汽侧使用氮气瓶组进行微正压保养。在机组启动过程中,由冷态转为热态时,时常出现低、中、高压系统水样铁离子偏高,需要频繁
兑水,启动初期水汽指标较差,燃机开机时间较短,在水汽指标未恢复较好水平
时机组已经停机,导致机组腐蚀问题严重。
此前主要采用碱液湿法和热炉放水干法两种保养方式,汽侧充氮与系统外空
气隔绝,以减少汽水系统内氧气含量,减缓汽水系统管道金属内壁氧腐蚀,充氮
氮气源主要由散装氮气瓶提供,氮气源不稳定,系统内充氮压力较难保证正压状态,影响保养效果。
统计2016至2017年采用碱液湿法+汽侧氮气瓶组充氮进行停炉保养时,在机组启动阶段低压、中压、高压炉水品质波动较大,炉水铁含量小至10μg/L以下,大至20μg/L左右,最大可达到500至2000μg/L,据运行人员反应,机组启动时,炉水样水发红次数很多,基本均需要兑水三次,炉水水质才能够恢复正常值,且
在机组启动都,水汽品质提升速度慢,燃机机组连续开启时间较短,基本在机组
停运时,水汽品质中氢导值仍未达到国家标准中的期望值。
2:燃机的保养现状:
采用外购氮气保养难以保证锅炉连续充氮微正压的要求,保养效果经几次检
查均不理想。对汽机本体、凝汽器、燃机本体及TCA这些设备,则缺乏有效的停
机保养方法。
在今年小修时,检修人员发现燃机TCA及汽机汽水管道、凝汽器锈蚀比较严重,根据东汽《M701F燃气轮机长期停机保养说明》 G324A-000192ASM技术文
件的要求,在长期停机时,需对汽机本体、凝汽器、燃机本体及TCA这些设备进
行全面保养,并告知国内多家F3机组出现过热通道部件损伤。
3:保养工作量
运行人员操作重复工作量也很大,既保证厂区内的整顿、整洁,厂区内的气
瓶主要放置在启动锅炉,每次使用时都需搬运到余热锅炉、前置模块,调压站等
位置。保证锅炉连续微正压的充氮要求,需要经常性的多次搬运氮气瓶。
4:保养费用
锅炉汽水侧和日常检修采购气瓶,17年购买氮气的次数大概40余次。总费
用在16万元以上。(现有设备还不能对凝汽器,排气道,TCA进行保养)二:解决方案
为提高锅炉保养效果,保证余热锅炉、启动锅炉及汽水管道正常的使用寿命
兼顾天然气系统管道置换需要用氮气,燃机、汽机等也需进行保养等实际情况。
优化现有的保养办法,做成一个操作方便,保养品质优,彻底解决以往保养大量
氮气瓶倒运更换所需要的人工、提高了机组保养的自动化水平和保养的安全性和
可靠性的一套方案。
针对调峰备用的燃气轮机联合循环机组,主要有热干风和充氮两种保养方式,目前我公司没有上热干风装置,主要是:考虑到氮气保养适用更广,不仅可用在干
式保养,也可用在锅炉上水后的湿法保养,且和天然气机组燃气检修置换所需可
充分结合;同时制氮机省电免维护的特点,所以首选了氮气保养。
本次技改主要有两方面组成:
(一)、新配置一台空压机。优化原空压机配置,原有空压机(250KW)能
耗过高且采用水水冷(30kw),空压机在空载时耗电巨大,我们从节能降耗和减
少维护量维护费用等方面考虑,计划采购一台BLT-150A小型风冷螺杆式空气压缩机,功率为110K,其产气量为20m³/min,满足公司正常运行和日常制氮保养需要,预计2年便可收回成本。
(二)、配置一台KSN-600A型分子筛式高效制氮机,其产气量600m3/h、
氮气浓度99.9%,工作压力0.75MPa,新增部分配套的充氮管路和阀门。充氮保
养范围大幅度扩大,从原余热锅炉水汽侧扩大到燃气轮机、汽轮机、锅炉烟气侧;保养模式的优化,充氮方式由气瓶改为制氮机直供。需对汽机本体、凝汽器、燃
机本体及TCA这些设备进行全面保养。
三:保养的具体操作
目前#1炉停炉保养主要采用湿法充氮和干法充氮保养两种方式,保养范围涉
及#1炉汽水系统、燃机热通道(TCA)、#1炉烟气侧、伴热蒸汽管道、凝汽器。
#1炉汽水系统采用充氮保压,燃机热通道、汽机凝汽器及#1炉烟气侧采用间断
性充氮置换(不保压)。
四:效果的检查与对比
统计了从2016年开始至加装了充氮装置后,启动前高(中、低)压系统碱法保养液铁离子取样化验结果见表1:
表1 保养液铁离子浓度
按照本方案进行保养后,机组启动时高、中、低系统的水质得到好转,机组启动后兑水
次数减少,节约了机组启动时间,而且在启动后水汽指标氢导值比原来有明显的改善。
根据国家标准和相关资料,本方法控制的重点为水侧的溶氧小于2%、汽侧相对湿度小于60%,能够有效的减缓腐蚀,使设备得到良好的保护。
湿(干)法充氮期间汽侧系统内部氧气(湿度)含量统计数据见表2:
从表中可以看出采用本方法进行保养,溶氧含量基本小于1%,氮气中相对湿度基本在20%以内,达到了很好的效果。
表2 湿(干)法充氮期间汽侧系统内部氧气(湿度)含量统计
结束语
按照本方法进行保养后,机组启动时高、中、低系统的水质得到好转,机组启动后兑水
次数减少,节约了机组启动时间,而且在启动后水汽指标氢导值在较短的时间达到了期望值,