进气冷却技术在AE94.3A型燃机的应用

进气冷却技术在AE94.3A型燃机的应用

摘要：大气进气温度对燃机机组功率影响很大，在夏季工况，大气温度高，往往偏离燃机初始设计值，造成燃机出力降低，严重影响机组调峰性能，使机组运行的安全性、经济性大幅降低。近年来，燃机进气冷却技术逐步兴起，并有成功经验。作为国内第一个投运的安萨尔多AE94.3A型燃机，中电四会项目燃机也配置了进气冷却系统，在夏季工况能保持机组较好经济性和出力。关键词：进气温度；AE94.3A燃机；出力；经济性。燃气-蒸汽联合循环机组燃气轮机及其联合循环电站具有常规电站所无法比拟的优点，在我国的电力建设中将发挥重要作用。但由于燃气轮机是定容设备，其入口空气温度对燃气轮机性能影响甚大：进气温度升高，则温比、折合转速、折合流量均降低，使装置的功率、热效率下降，而功率受进气温度的影响较热效率更明显。AE94.3A型F级燃机作为上海电气与安萨尔多合作后国内重点推广机型，参照国内有进气冷却技术机组，率先在中电四会项目实施进气冷却技术应用。较好解决了机组夏季工况经济性及安全运行的问题。1机组概况中电四会项目目前有两套“一拖一”燃气-蒸汽联合循环机组，配置两台310MW容量AE94.3A型F级燃机、两台余热锅炉、两台140MW蒸汽轮机。其中AE94.3A型燃机单机效率约40%，最大气耗量80000Nm3/h。压气机为15级，压比20，2级进气可调导叶。燃烧室为环形，共24个燃烧器。透平4级。性能保证工况下烟气流量2460t/h，排烟温度584.7℃，排烟压力104.6kPa。2.进气系统配置情况中电四会项目燃机进气系统设置侧向有进气口、初滤装置、带反吹功能的精滤装置、进气消声、进气挡板门等设备，设计空气流量：608m3/s。3.进气冷却设备情况中电四会项目进气冷却系统与主设备同步设计，同步施工，主要包括：热水型溴化锂制冷机参数（单台）：序号项目单位数据1制冷量Kcal/h301×104冷水系统：2入口温度℃25.03出口温度℃15.04流量m3/h301冷却水系统：5入口温度℃32.06出口温度℃37.57流量m3/h1210热水系统：8入口温度℃75.09出口温度℃65.010流量m3/h364热水发生器参数（单台）：序号项目单位数据水侧：1流量t/h7582入口水温℃653出口水温℃754工作压力MPa(g)1.05水侧压降MPa0.00958烟气侧：7入口压力Pa1013258入口烟气量m3/h1931659.79入口烟气温度℃9510出口烟气温度℃82.411烟气侧压降Pa80表面式空气冷却装置参数（单台）：序号项目单位数据水侧：1流量t/h518.62入口水温℃15.33出口水温℃24.84工作压力MPa(g)0.65水侧压降MPa0.0114空气侧：7入口压力Pa1013008入口空气量kg/s6639入口空气温度℃34(RH60%)10出口空气温度℃25.5(RH98%)11空气侧压降Pa1401.4.4冷却塔参数（单套）：序号项目单位数据1循环水量m3/h28002入口水温℃37.53出口水温℃324.进气冷却技术应用情况4.原理进气冷却装置利用余热锅炉尾端的余热烟气通过热水发生器换热制取70℃的低温热水，热水通过热水型溴化锂制冷机产生10℃的冷水（制冷产生的排热由32℃冷却水带走），冷水通过表面式空气冷却装置冷却燃机进气，将燃机进气温度冷却到25.5℃。从而降低燃机进气温度，保证燃机在高温季节仍有较高的出力。4.2实际应用情况四会项目在2019年10月期间，对进气冷却系统进行性能测试，数据如下：第一套机组试验结果汇总表试验工况单位进气冷却装置投运前进气冷却装置投运后开始时间18:3517:45结束时间19:0018:25第一套机组实际总负荷MW400.39410.90#2机实际负荷MW267.03276.34#1机负荷MW133.36134.56进气冷却装置前空气温度℃24.724.8进气冷却装置后空气温度℃24.518.6进气冷却装置前后压差Pa130.46140.87大气压力kpa101.34101.57大气湿度%54.449.7燃气流量m3/h74886.27576560.766燃气温度℃33.333.3燃气压力MPa3.063.06燃气密度kg/m30.77580.7758燃气低位热值MJ/m334.8534.85#1高厂变有功功率MW4.434.52#1励磁变有功功率MW0.180.19#2励磁变有功功率MW0.420.43烟囱出口烟气温度℃98.14992.496烟囱出口烟气流量kg/s581.31598.13机组供电量MW395.350405.758天然气低位发热量MJ/h44926.6544926.65燃气轮机热量消耗MJ/h2610093.592668456.47燃机试验热耗kJ/kWh9790.279671.62联合循环发电机组试验热耗kJ/kWh6528.816503.98联合循环发电机组试验效率%55.1455.354.3测试结果单台进气冷却系统投运后，第一套机组燃机进气温度下降了6.2℃，联合循环机组供电量增加10.408MW，机组效率提升了0.21%，进气阻力为140.87Pa,进气冷却系统总耗电量为506.31KW；第二套机组燃机进气温度下降了7.38℃，联合循环机组供电量增加15.006MW，机组效率提升了0.24%，进气阻力为142.93Pa，进气冷却系统总耗电量为486.08KW。5.结论天然气热电联产是我国天然气发电的主要运行方式，也是当前我国大气污染防治行动的重要技术措施因此，进气冷却技术的应用，不仅有效利用了机组自身低品质能源，降低了锅炉排烟温度，更是改善了机组实际运行工况，提高了机组出力。四会项目在实施进气冷却技术后，机组出力和效益明显增加，对在广东等夏季工况运行时间较长的机组有很好的借鉴意义。参考文献[1]燃气-蒸汽联合循环发电设备及运行杨顺虎，中国电力出版社2003年10月[2]燃气轮机与联合循环（第