避免燃气蒸汽联合循环发电机组负荷下降的方法及该机组与流程

本申请涉及燃气蒸汽联合循环发电机组，具体涉及一种避免燃气蒸汽联合循环发电机组负荷下降的方法及该机组。

背景技术：

1、燃气蒸汽联合循环发电机组(combined cycle power plant，ccpp)机组具有高效低耗、启动快、可用率高的特点，低热值ccpp机组在大型钢铁企业普遍应用。以高炉煤气为主燃料燃烧后产生的能量推动透平机旋转，带动发电机发电。燃气透平排出的热烟气通过烟道进入余热锅炉，余热锅炉中的螺旋翅片热交换管吸收来自燃气透平出口烟气的热量使水加热成过热蒸汽，过热蒸汽带动汽轮机做功发电。当高炉煤气的热值出现剧烈波动时，ccpp机组会触发“热值高高急降负荷”报警，使得燃机和汽机的负荷急剧下降，恢复原始负荷需要较长时间，因此造成发电量的损失。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种避免燃气蒸汽联合循环发电机组负荷下降的方法及该机组，根据高炉煤气热值的变化情况，调节热值设定，可避免高温烟气对燃烧室和透平叶片的损伤，还可避免因触发高炉煤气“热值高高急降负荷”报警而造成的发电量损失。

2、为了实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种避免燃气蒸汽联合循环发电机组负荷下降的方法，燃气蒸汽联合循环发电机组包括减热值混合器、电除尘机、煤气压缩机、燃烧室、透平机、发电机、余热锅炉、汽轮机和控制系统，减热值混合器用于注入减热值氮气和高炉煤气并进行混合，混合气体依次经过电除尘机、煤气压缩机后在燃烧室中燃烧，燃烧产生的能量推动透平机旋转，带动发电机发电；透平机排出的热烟气进入余热锅炉，余热锅炉吸收来自热烟气的热量使水加热成过热蒸汽，过热蒸汽带动汽轮机做功发电；

3、方法包括：

4、当高炉煤气的湿式热值在第一预设时间内下降第一预设值时，控制系统控制减热值氮气的流速在第二预设时间内下降至零，停止减热值氮气注入减热值混合器；

5、当湿式热值的升高速率达到第二预设值，且湿式热值与设定热值的差值达到第三预设值时，控制系统将设定热值降低第四预设值，控制减热值氮气注入减热值混合器；

6、当湿式热值与设定热值的差值达到第五预设值时，控制系统将设定热值升高第六预设值；

7、当湿式热值达到第七预设值时，控制系统控制减热值氮气的流速为第八预设值，从而将设定热值恢复至正常值。

8、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，减热值氮气依次经过切断阀和流量调节阀注入减热值混合器；

9、控制系统控制减热值氮气的流速在第二预设时间内下降至零，停止减热值氮气注入减热值混合器，包括：

10、控制系统控制切断阀打开，并调节流量调节阀，使得减热值氮气的流速在第二预设时间内下降至零；控制切断阀和流量调节阀关闭。

11、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，第一预设时间为3min，第一预设值的范围为大于或等于210kj/nm3，第二预设时间为1min。

12、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，控制减热值氮气注入减热值混合器，包括：

13、控制切断阀和流量调节阀打开。

14、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，第二预设值的范围为1.5kj/s～2kj/s，第三预设值为60kj/nm3，第四预设值的范围为30kj/nm3～45kj/nm3。

15、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，第五预设值的范围为130kj/nm3～140kj/nm3，第六预设值的范围为30kj/nm3～75kj/nm3。

16、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，控制系统控制减热值氮气的流速为第八预设值，包括：

17、控制系统控制切断阀打开、并调节流量调节阀，使得减热值氮气的流速为第八预设值。

18、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，第七预设值的范围为3330kj/nm3～3370kj/nm3，第八预设值的范围为6000nm3/h～7000nm3/h。

19、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，设定热值为3350kj/nm3，正常值的范围为3335kj/nm3～3365kj/nm3。

20、第二方面，本申请提供一种燃气蒸汽联合循环发电机组，包括：减热值混合器、电除尘机、煤气压缩机、燃烧室、透平机、发电机、余热锅炉、汽轮机和控制系统，减热值混合器用于注入减热值氮气和高炉煤气并进行混合，混合气体依次经过电除尘机、煤气压缩机后在燃烧室中燃烧，燃烧产生的能量推动透平机旋转，带动发电机发电；透平机排出的热烟气进入余热锅炉，余热锅炉吸收来自热烟气的热量使水加热成过热蒸汽，过热蒸汽带动汽轮机做功发电；

21、控制系统用于：当高炉煤气的湿式热值在第一预设时间内下降第一预设值时，控制减热值氮气的流速在第二预设时间内下降至零，停止减热值氮气注入减热值混合器；

22、控制系统还用于：当湿式热值的升高速率达到第二预设值，且湿式热值与设定热值的差值达到第三预设值时，将设定热值降低第四预设值，控制减热值氮气注入减热值混合器；

23、控制系统还用于：当湿式热值与设定热值的差值达到第五预设值时，将设定热值升高第六预设值；

24、控制系统还用于：当湿式热值达到第七预设值时，控制减热值氮气的流速为第八预设值，从而将设定热值恢复至正常值。

25、本申请的技术方案提供一种避免ccpp机组负荷下降的方法及该机组，根据高炉煤气的湿式热值变化情况，调节ccpp机组的设定热值，例如手动升高设定热值和降低设定热值，使得减热值氮气提前进入参与降热值，对高炉煤气热值进行减热值，避免高炉煤气热值快速升高时，产生的高温烟气对燃烧室和透平叶片的损伤，还由于降低了高炉煤气的湿式热值，可以避免ccpp机组的控制系统触发“热值高高急降负荷”报警造成的负荷急降，从而减少发电量的损失。

技术特征：

1.一种避免燃气蒸汽联合循环发电机组负荷下降的方法，其特征在于，所述燃气蒸汽联合循环发电机组包括减热值混合器、电除尘机、煤气压缩机、燃烧室、透平机、发电机、余热锅炉、汽轮机和控制系统，所述减热值混合器用于注入减热值氮气和高炉煤气并进行混合，混合气体依次经过所述电除尘机、所述煤气压缩机后在所述燃烧室中燃烧，燃烧产生的能量推动所述透平机旋转，带动所述发电机发电；所述透平机排出的热烟气进入所述余热锅炉，所述余热锅炉吸收来自所述热烟气的热量使水加热成过热蒸汽，所述过热蒸汽带动所述汽轮机做功发电；

2.根据权利要求1所述的避免燃气蒸汽联合循环发电机组负荷下降的方法，其特征在于，所述减热值氮气依次经过切断阀和流量调节阀注入所述减热值混合器；

3.根据权利要求1所述的避免燃气蒸汽联合循环发电机组负荷下降的方法，其特征在于，所述第一预设时间为3min，所述第一预设值的范围为大于或等于210kj/nm3，所述第二预设时间为1min。

4.根据权利要求2所述的避免燃气蒸汽联合循环发电机组负荷下降的方法，其特征在于，所述控制所述减热值氮气注入所述减热值混合器，包括：

5.根据权利要求1所述的避免燃气蒸汽联合循环发电机组负荷下降的方法，其特征在于，所述第二预设值的范围为1.5kj/s～2kj/s，所述第三预设值为60kj/nm3，所述第四预设值的范围为30kj/nm3～45kj/nm3。

6.根据权利要求1所述的避免燃气蒸汽联合循环发电机组负荷下降的方法，其特征在于，所述第五预设值的范围为130kj/nm3～140kj/nm3，所述第六预设值的范围为30kj/nm3～75kj/nm3。

7.根据权利要求2所述的避免燃气蒸汽联合循环发电机组负荷下降的方法，其特征在于，所述控制系统控制所述减热值氮气的流速为第八预设值，包括：

8.根据权利要求1所述的避免燃气蒸汽联合循环发电机组负荷下降的方法，其特征在于，所述第七预设值的范围为3330kj/nm3～3370kj/nm3，所述第八预设值的范围为6000nm3/h～7000nm3/h。

9.根据权利要求1所述的避免燃气蒸汽联合循环发电机组负荷下降的方法，其特征在于，所述设定热值为3350kj/nm3，所述正常值的范围为3335kj/nm3～3365kj/nm3。

10.一种燃气蒸汽联合循环发电机组，其特征在于，包括：减热值混合器、电除尘机、煤气压缩机、燃烧室、透平机、发电机、余热锅炉、汽轮机和控制系统，所述减热值混合器用于注入减热值氮气和高炉煤气并进行混合，混合气体依次经过所述电除尘机、所述煤气压缩机后在所述燃烧室中燃烧，燃烧产生的能量推动所述透平机旋转，带动所述发电机发电；所述透平机排出的热烟气进入所述余热锅炉，所述余热锅炉吸收来自所述热烟气的热量使水加热成过热蒸汽，所述过热蒸汽带动所述汽轮机做功发电；

技术总结本申请提供一种避免燃气蒸汽联合循环发电机组负荷下降的方法及该机组，该方法包括：当高炉煤气的湿式热值在第一预设时间内下降第一预设值时，减热值氮气的流速在第二预设时间内下降至零，停止减热值氮气的注入；当湿式热值的升高速率达到第二预设值，且湿式热值与设定热值的差值达到第三预设值时，将设定热值降低第四预设值，开启减热值氮气的注入；当湿式热值与设定热值的差值达到第五预设值时，将设定热值升高第六预设值；当湿式热值达到第七预设值时，控制减热值氮气的流速为第八预设值，从而将设定热值恢复至正常值。本申请通过调节热值设定，可避免高温烟气对燃烧室和透平叶片的损伤，还可减少发电量损失。技术研发人员：杨丽丽,刘广于,冯鹏云,李强,谢宇,杨冬茂,牛亚通受保护的技术使用者：北京首钢股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18