M701F3型燃气轮机联合循环机组额定效率为56.7%,而同属F系列的PG9351型燃气轮机组成的S109F型联合循环机组额定效率为57.2%、V94.3A型燃气轮机组成的SGT5-4000F型联合循环机组额定效率为57.6%。M701F3型联合循环机组效率较两者分别偏低0.5%和0.9%。
比较各联合循环机组热力系统流程及参数,PG9351型燃气轮机转子冷却空气由余热锅炉高压给水冷却,热量在系统内部利用;V94.3A型燃气轮机转子冷却空气不做冷却,无热量损失;M701F3型燃气轮机的转子冷却空气由空气冷却,部分热量加热天然气,其余由空气带入大气中,系统较多热量流失到系统外部,这是除了机组本身设计之外影响效率的一个关键因素。因此,M701F3型燃气轮机转子冷却空气系统具有很大的优化空间。
对燃气轮机转子冷却空气系统的优化实质上就是对TCA风机运行的优化,主要有以下优化途径:
(1)TCA风机启停优化
燃气轮机的3台TCA风机在机组启动时即同时启动,在机组整个运行过程中均保持运行。除高负荷以外,特别是在环境温度较低的情况下,燃气轮机转子冷却空气温度均远低于200℃的控制值。在TCA冷却器处,大量热量未经利用,直接排入空气,浪费明显。(www.xing528.com)
在保证燃气轮机转子冷却空气温度满足规定的前提下,可修改TCA风机控制逻辑,将第2、3台TCA风机的启停改为由机组负荷和转子冷却空气温度决定,并可适当提高转子冷却空气温度的控制值,由此可有效降低TCA冷却器处的热量损失,提高机组运行效率。
(2)TCA风机变频改造
TCA风机启停优化不能实现对转子冷却空气温度的连续控制。如果将TCA风机改为变频控制,将可实现转子冷却空气温度的连续线控制,更有效地减少热量损失和降低TCA冷却风机的启停频率,从而进一步提高机组运行效率。
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