燃气-蒸汽联合循环机组

由于国外燃机厂商的技术垄断、燃气-蒸汽联合循环机组各设备之间的相互影响关系复杂，给燃气发电机组设备指标管理和分析的带来了较大的难度。目前，燃机发电厂在对机组的经济性进行评价时，通常是对一些主要的综合性厂级指标进行统计分析，这种分析评价方法只能在一定程度上掌握机组的总体运行经济水平，无法追踪影响机组经济性的因素以及影响程度，难以指导运行人员优化调整机组的运行。本项目首创性建立燃气发电机组耗差分析理论，通过建模和理论计算的方法给出影响机组能耗水平因素的耗差因子，建立多层级的燃气发电机组能耗指标耗差分析体系。以能耗指标耗差分析为基础建立燃气发电机组的技术经济指标体系，将指标逐级分解直至运行小指标，构建机组之间、电厂之间、区域之间、集团之间四个层级的燃气发电机组能耗指标对标管理体系，开展燃气机组能耗指标对标管理活动，并融合信息化等技术，在华电集团内燃气发电企业进行指标分析及对标应用，查找能耗差距，挖掘节能潜力，提高机组能效水平。按照华电集团约 1300万重型燃机装机计算，通过精细化指标管理，提高机组能效水平，机组相对效率提升 0.5%，年利用小时数按照 1000~3500 小时计算，则每年可为集团节省 3000~11000 万元。 本项目完善了燃气发电机组能效指标对标管理工作，填补了国内的空白，通过精细化指标管理，为行业内燃气机组的能耗指标对标管理工作奠定基础。本项目共申报中电联行业标准 1 项，《燃气发电机组能耗指标耗差分析》，目前已征求意见完毕，待评审，申报中电联团体标准 1 项，《燃气-蒸汽联合循环发电机组能耗指标对标管理导则》，目前已通过评审待发布。共申请发明专利 5 项，其中 1 项已授权，授权实用新型专利 1 项，共取得软件著作权 4 项。

本项目属于能源生产过程、工艺创新技术领域。对大型燃气-蒸汽联合循环机组运行历史数据进行试验研究和数值建模。通过全方位开展燃气机组控制技术智能化的探索及实施工作，解决了机组大范围协调控制全程投入、自动并退汽、汽轮机 ATC自动控制、动态 AGC 负荷上限等关键技术难点。 实现大型燃气-蒸汽联合循环机组控制技术的智能化，充分利用行业内外的先进技术手段，促进机械制造、自动化、信息化、智能化等上下游及相关产业的发展；实现大型燃气-蒸汽联合循环机组全工况供热灵活性控制，使得大型燃机热电联产集中供热的高效、清洁优点得到充分体现，有利于能源的可持续利用；实现燃气蒸汽联合循环机组的排放水平降低，并且减少氨的使用量和逃逸量，有效改善城市的生态环境；实现西门子燃气轮机控制系统深度解析，有利于提高行业燃机运维水平，培养相关人才，并进一步促进燃机控制系统的自主研发、优化调整。提高国外燃气机组控制系统技术在中国的适应性的同时，实现了提高燃气机组自动化水平、强化设备运行规范性、操作安全性。本项目取得 4 项发明专利、3 项实用新型专利、4 项软件著作权、专著 2 本、论文10 余篇的科技成果。并于两年创造直接经济效益 5880 万元。

2014年国家能源局以国能科技[2014]298号文件下达2014年第一批能源领域行业标准制（修）订计划的通知，涉及《燃气-蒸汽联合循环余热锅炉监造导则》等5项标准。任务由大唐苏州热电有限责任公司和大唐国际北京高井热电厂负责主要编制工作，经过3年的努力，最终5个行业标准正式发布实施。标准实施后规范了燃机余热锅炉具体工作，明确了标准和要求，具有鲜明的指导意义。 《燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉监造导则》，结合燃机余热锅炉的特点，通过增补现行国家、行业最新要求，适时制定规范燃机余热锅炉设备监造导则，满足基建要求，使标准具有一定的先进性、通用性和可操作性，对设备监造指标控制给予了明确技术要求和标准，保证了设备监造过程的质量控制。 《燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉安装验收规范》，对安装基本规定、锅炉构架及有关金属结构、受热面、锅炉附属管道及附件、锅炉设备及管道保温、防腐、脱硝等工序进行了规范和明确、对余热锅炉安装、验收质量监督等具有指导作用。 《燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉启动试验规程》包括机组启动试验的工作组织、人员安排，整套启动试运阶段的工作程序，措施等主要内容，对电控、电气、水压试验、启动前水冲洗、燃机点火、蒸汽严密性试验及安全阀调整、余热锅炉整套启动技术要点、余热锅炉满负荷试运行及余热锅炉停运等工作明确了具体要求。 《燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉运行规程》指导和规范三压、再热、无补燃自然循环余热锅炉的运行、操作和事故处理。 《燃气-蒸汽联合循环机组卧式自然循环余热锅炉检修与维护规程》结合9FA、9FB燃机配套余热锅炉结构特点，同时参考其它型式联合循环机组余热锅炉检修、维护经验进行编制。 以上系统标准正式实施后，具体指导燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉在监造、安装、启动试验、运行、检修和维护等工作，操作规范、标准明晰、可操作性强，具有较高的经济价值和社会价值。

北京市布局建设燃气-蒸汽热电联产机组替代燃煤机组是本市实施能源战略布局调整、优化能源结构、提升能源基础设施水平、促进环境空气质量改善、提高百姓生活品质的重大举措，是构建清洁高效、安全低碳能源体系的重要内容和载体。在大型燃气-蒸汽联合循环热电厂建设方面，我国长期进口主机设备，在设计、制造和控制等方面存在诸多技术壁垒，京能集团联合清华大学、上海电气组成产学研用团队，率先在国内开展了联合循环机组主体结构优化改进，氮氧化物超低排放和氨逃逸控制，以及燃气机组控制系统自主研发等方面的研究。 在国家基金委的支持下，该项目历经7年攻关，开展了城市燃气热电中心智慧清洁灵活供热关键技术研究，并实现了产业化。