F级燃气—蒸汽联合循环机组设计特点

薛鸣 郝青松

摘 要：无锡西区燃气热电有限公司新建一套F级燃气-蒸汽联合循环机组，同时为保证稳定对外供热，配置2套55t/h应急备用燃气锅炉。本文详细介绍了该公司机组参数、主厂房布置和热力系统配置，描述了厂内天然气输送系统。此种机组的配置和布置具有良好的经济效益和社会效益，为单套F级燃气-蒸汽联合循环设计提供了更多的参考。

关键词：F级燃气-蒸汽联合循环；厂房布置；系统配置

中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）06-0065-02

为满足改善无锡市电源结构、系统调峰需要，替代黄巷燃煤电厂热负荷、保护环境、实现能源结构多样化的要求，无锡西区燃气热电有限公司（以下简称西区热电）新建一套F级燃气-蒸汽联合循环机组，并配置2套55t/h应急备用燃气锅炉。本文对西区热电的机组参数、厂房布置和系统配置进行介绍。

1 联合循环机组参数

全厂共一套F级联合循环机组，采用双轴、一拖一、单元制、三压、再热、抽凝的配置方式[1]。

1.1 主机简介

燃机为上海电气集团股份有限公司设计制造（西门子公司提供技术支持）的SGT5-4000F（4+）型燃机，采用干式低NOx燃烧器。汽机为上海电气集团股份有限公司的超高压、双缸（高中压合缸）、三压、再热、下排汽、单轴抽汽凝汽式汽轮机。燃机发电机采用上海汽轮发电机有限公司产品，水氢氢冷却系统，额定功率300MW。汽机发电机采用上海汽轮发电机有限公司产品，封闭循环空气冷却系统，额定功率135MW。余热锅炉为无锡华光锅炉股份有限公司生产的三压、再热、无补燃、立式、自然循环余热锅炉。

1.2 联合循环机组参数

该联合循环机组各种工况下的主要参数如表1所示。

2 主厂房布置

该联合循环机组为多轴布置方式，汽轮发电机组布置在汽机房，燃气轮机单独设置燃机房，紧贴汽机房一侧布置，汽机、燃机中心线平行。综合楼布置在汽机房后。燃机轴向排气，余热锅炉中心线与燃机中心线重合，露天布置于燃机排气扩散段之后。高压给水泵、中压给水泵及凝结水再循环泵在炉侧室内布置，除氧器及高、中压汽包布置在炉顶；汽轮机排汽为下排汽方式，汽机房运转层采用大平台结构；主厂房采用混凝土结构，锅炉构架为钢结构。 燃气轮发电机组采用轴向上部进气、轴向排气，低位布置。蒸汽轮机组采用高位布置，凝汽器采用下排汽。余热锅炉本体采用露天布置，辅助设备采用封闭结构。

3 主要热力系统配置

（1）高低压蒸汽与再热蒸汽三压系统和旁路系统。高压过热蒸汽由余热锅炉的高压过热器联箱出口引出，接至蒸汽轮机高压缸入口的主汽门前。低温再热蒸汽系统为：蒸汽轮机的高压缸排汽经过高压缸排汽逆止门后，经低温再热蒸汽管道回到余热锅炉的再热器入口，与余热锅炉中压过热器出来的中压蒸汽混合，进入再热器。高温再热蒸汽系统为：从余热锅炉的再热器联箱出口的高温再热蒸汽，接至蒸汽轮机中压缸的中压主汽门前。低压过热蒸汽从余热锅炉的低压过热器联箱引出，经低压汽门和低压调节汽门，接入中压缸排汽管道。启动时，为了协调汽轮机温度匹配，改善联合循环机组启动条件，加快机组启动时间，每台机组设置一套100%容量的高压、中压和低压三级汽轮机旁路系统。（2）抽汽供热系统。该机组供热抽汽为一级：抽汽从中压缸上抽出。抽汽压力1.3MPa（a），抽汽温度310℃（减温后），额定流量160t/h，最大流量220t/h。另外设置两套55t/h备用锅炉，在汽机故障时可直接投入使用，产出蒸汽接至厂区供热蒸汽管道，满足基本的保安热负荷。（3）凝结水系统。该机组热力系统中无抽汽回热系统，机组负荷稳定，采用2×100%容量的凝结水泵两泵一台运行，一台备用，当一台泵发生故障时，另一台泵自动启动投入运行。同时考虑到机组夜间供热负荷降低，两台凝结水泵配一台变频装置（一拖二设置）。（4）给水系统。系统设置两台100%容量的高压给水泵和两台100%容量的低压给水泵，均为一台运行、一台备用。高、中压给水泵均采用变频调速（一拖二）。（5）除氧系统。凝结水流经凝结水加热器热后以接近饱和的温度进入位于炉顶的除氧器，除氧器与低压汽包合并布置。为了防止低温腐蚀，在凝结水加热器进、出口之间布置再循环系统，利用加热器出口的凝结水加热进口处的凝结水，维持加热器进口温度不小于60℃。再循环系统设置2台凝结水再循环泵，一台运行，一台备用。系统补水直接进入凝汽器，通过凝汽器内设鼓泡除氧装置，可代替大气式除氧器。（6）辅助蒸汽系统。该机组启动时所需辅助蒸汽从厂区供热母管引入。（7）开、闭式冷却水系统。开式冷却水系统由2×100%容量的电动滤水器、2×100%容量的开式冷却水升压泵、2×100%容量的闭式循环冷却水热交换器以及连接管道阀门等组成。闭式冷却水系统由2×100%容量的闭式水泵和2×100%容量的闭式冷却器以及连接管道阀门等组成。（8）抽真空系统。凝汽器汽侧抽真空系统设置2×100%容量的水环式真空泵。正常运行时，一套真空泵运行，另外一套作为备用。两台机组的抽真空系统通过母管連接，可以互相备用。

4 厂内天然气系统及辅助设备选择

由于上游天然气门站天然气供应压力高于燃机前置模块要求，该机组需设置调压站。由于燃机与应急备用燃气锅炉所需天然气压力等级不同，设置两套系统，但两部分调压站统一考虑，集中布置在调压站区域。燃机部分调压系统和应急备用燃气锅炉部分调压系统流程一致，均为入口模块、计量模块、初级分离模块、精过滤模块、加热模块、调压模块、出口模块、放散模块等。燃机部分调压系统加热模块采用双套管辅汽加热方案，辅汽取自供热管道；应急备用燃气锅炉部分调压系统加热模块采用电加热方案。燃机部分调压系统压力调节模块采用自力式串联调压器和监控器，按照2×100%容量设置，一用一备；应急备用燃气锅炉部分调压系统同样采用自力式串联调压器和监控器，按照3×50%容量设置，两用一备[2]。

5 结语

西区热电机组技术合理，替代黄巷燃煤电厂同时，能够满足电厂附件热负荷及电力快速发展的需要，降低能源消耗，减少污染物排放，投产后将具有良好的经济和社会效益。

参考文献

[1]GB50660-2011.大中型火力发电厂设计规范[S].

[2]DL 5174-2003.燃气-蒸汽联合循环电厂设计规定[S].