SIMENSE 9F级二拖一联合循环发电机组---抽凝及背压供热方式下灵活启停调峰技术
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完成单位:北京京桥热电有限责任公司
登记编号:ZSCX-DL2019-J-1-14
登记年份:2019
发布时间:2019-11-18
成果主要完成人
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项目概况
一.立项背景
近年随着北京市电网用电负荷不断的增长,北京作为特大城市也伴随产生了昼夜间用电负荷峰谷差极大的问题。并且华北电网夜间还要进行新能源风电负荷的消纳,这就更加加重了昼夜间负荷的峰谷差。而燃气联合循环机组由于有着启停灵活、负荷响应速度快的优点,承担起了配合电网进行启停调峰,平衡电网昼夜负荷峰谷差的任务。
但是由于冬季需进行城市供热,当机组由纯凝工况切换为抽凝或者背压状态供热时,再进行启停调峰并没有成熟的技术和行业内的其他经验。因此在本技术方案未成形之前,冬季供热季仍采用原纯凝工况的启停调峰方案。采用原启停调峰方案进行抽凝及背压供热工况下启停操作时,需先将由背压工况切为抽凝工况(耗时2小时),再将抽汽调门关至最小基本接近纯凝工况(此时供热已基本退出,耗时2小时),然后再进行机组启停并、退汽操作(耗时2小时),整体需要耗时约6小时左右。而且在此期间,机组已基本停止对外供热,对北京市城市供热主管网的影响较大。并且燃机启停调峰操作的灵活性和安全性也较差,无法实现配合电网快速进行启停调峰消纳清洁能源的任务。
二.主要做法
依托本企业现有技术人员和机组相关设计材料,通过热力性能计算、控制逻辑优化、保护参数修改和操作方法优化等(具体详见附件:成果报告),研发出国内首创的“SIMENSE 9F级二拖一联合循环发电机组---抽凝及背压供热方式下灵活启停调峰技术”。
三、功能效果及创新亮点
a)灵活性、安全性明显提高
采用新技术方案后,经过2018年10-12月供热季机组抽凝及背压供热工况下启停调峰实际验证,此方案下启停调峰与纯凝工况下总体时间基本相同约1.5小时,且未增加其它操作量,启停操作过程中热网可正常运行,机组正常对外供热。机组安全性和灵活性与纯凝工况完全相,联合循环机组在全工况下均可配合电网进行快速起停调峰,大幅度提高了电网运行安全性和消纳风电等清洁能源的能力,经济效益和社会效益及其明显。
b)经济效益明显
采用原技术方案,机组启停调峰整体过程中机组供热中断约4-6小时,平均每小时损失供热量约为1000GJ,经核算每次起停调峰可增加经济效益为:
89×1000×t≈35.6-53.4万元
全年若按照10次供热工况下的启停调峰计算,全年可增加效益月356-534万元。
C)亮点
本技术为国内首套“SIMENSE 9F级二拖一联合循环发电机组---抽凝及背压供热方式下灵活启停调峰技术”。该技术完全是本企业自主研发,无任何行业内借鉴和范例,完全拥有自主知识产权,填补了国内、行业内技术空白。在单纯依托现有机组和技术人员情况下,不进行大规模机组系统改造的同时,单纯依靠通过保护参数优化、控制逻辑优化、操作方案优化等,解决了“西门子9F级二拖一联合循环机组”在供热期无法配合电网快速启停调峰的问题,为电网消纳清洁能源电能、保证民生供热做出了巨大的贡献。由于机组无大规模系统改造,所以技术研发过程中投资极低,但取得的社会和经济效益极大。目前该技术方案已被国内同类型机组电厂借鉴以及应用,均取得了良好的效果。
四、推广价值和范围
此技术可在国内所有西门子9F二拖一联合循环机组推广,本技术可大幅提高西门子9F二拖一联合循环机组全工况下启停调峰的灵活性和安全性,发电机组在供热季也可配合电网启停调峰吸纳清洁能源绿电,并且保证民生供热稳定。