一、   项目简介

苏州高达燃机电厂是一家中美合资的发电企业，地处苏州新区长江路417号，紧临苏州乐园，现有2套S106B型燃气—蒸汽联合循环发电装置（2台PG6551B型燃气轮机和2台抽凝式汽轮机），总装机容量约108MW，主要以调峰为主。从1997年建成投产以来，一直以轻柴油为燃料，发电成本非常高，随着近几年柴油价格的不断攀升，发电的燃料成本更是到了令人难以忍受的地步，为了降低发电成本提高经济效益并彻底解决电厂对周围城市环境的污染问题，高达电厂经过多方面论证决定利用苏州天然气管网有限公司0.4MPa城市燃气管网供应的天然气，将现有的烧油机组改造成烧天然气机组。为了尽可能好和快地做好此项工程，高达电厂经多方考察最终选择我公司为此改造工程的造承包商。

二、   项目要求

2套燃气轮机联合循环发电装置经改造后，将以天然气为主燃料，轻柴油为备用燃料，并满足以下要求：

1． 当天然气燃料供应不上或天然气前置供应系统故障时，燃气轮机发电机组应能自动在线切换到烧油运行。当气体燃料供应恢复正常时，可手动给出一个切换命令将机组在线切换到烧气运行。

2． 当天然气供应量不够两台机组满负荷运行时，可在线切换到油/气混烧运行，保证机组满负荷出力。

3． 整个项目必须在冬季用电高峰到来前完成（合同签订后4个月），保证电网冬季调峰供电需求。

4． 改造后，机组及其气体燃料输送系统的控制保护功能应完善和可靠，确保电厂设备及运行人员的安全。

三、  项目工程改造方案

根据高达电厂的要求及其6B燃机的现状，我公司提出如下初步的油改气工程方案：
燃气轮机主机改造
燃气轮机主机改造以 GE公司的设计规范和图纸为依据，经改造后的燃气轮机满足用户单烧气、单烧油及油/气两种燃料混烧运行的要求。运行过程中，可以根据需要非常容易地从一种燃料切换到另一种燃料或双燃料混合运行而不中断电力供应。燃气轮机主机的改造工作主要有：
1.燃机气体燃料系统改造：
根据用户提供的天然气成份分析和热值参数，确定双燃料喷嘴的型号、组合阀型号，并设计天然气分配管路和气体燃料控制阀模块。气体燃料系统将把满足燃气轮机起动、加速和带载运行所需的气体燃料以合适的压力和流量输送并均匀分配到燃气轮机的十个燃烧室中。
气体燃料系统的主要部件是布置在气体燃料控制阀模块中的气体燃料速比阀和气体燃料控制阀、气体燃料辅助关断阀、有关的气体燃料进口管路、气体燃料滤清器、控制伺服阀、压力传感器、压力开关、压力表、气体燃料分配环管、通气阀及管路。整个系统的设计考虑到气 /液两种燃料间的在线互相切换以及两种燃料按一定比例混合燃烧运行的要求。
气体燃料速比阀和控制阀是组合成一体的，布置于气体燃料控制阀模块中。气体燃料通过速比阀和控制阀进入气体燃料分配环管，然后被均匀地送入 10个燃烧室。每个阀的位置通过Mark V控制盘给出的控制信号由相应的伺服系统控制。
2.雾化空气系统改造
根据用户机组管路布置现状，设计和增加雾化空气旁通管路及其控制阀模块。双燃料的燃气轮机当以 100%气体燃料运行时，主雾化空气压缩机排出的雾化空气除少部分转向清吹与液体燃料喷嘴相连的燃油支管外，其余大部分须通过雾化空气旁通管路旁通到雾化空气冷却器的进口而循环工作。这个循环的雾化空气在再次进入雾化空气压缩机前，先通过雾化空气冷却器冷却，以防止雾化空气压缩机超温运行。
3.液体燃料喷嘴清吹空气系统改造
设计和增加液体燃料喷嘴清吹空气管路及其控制阀模块。 带双燃料系统的燃气轮机，在以气体燃料运行时，为了防止积聚在液体燃料喷嘴支管中的燃料油及油垢引起喷嘴及其管路焦化，必须配置相应的清吹空气系统。清吹空气系统可大大降低喷嘴支管的结垢倾向，保持喷嘴清洁并随时准备切回到以液体燃料运行（当需要恢复液体燃料运行时）。同时少量的空气流进入液体燃料喷嘴支管路中，可以防止任何的燃烧产物进入燃料喷嘴支管中造成燃料喷嘴的积垢。每个喷嘴的清吹支管路上都装有一个清吹单向阀，以防燃料油进入清吹空气系统中。同样地，每个喷嘴前与清吹空气管路相连接的燃油管路上也装有一个燃油单向阀，以确保清吹空气直接进入燃料喷嘴而不会进入燃料油系统。清吹单向阀不允许有任何泄漏。
4.危险气体检测系统改造
因为天然气为易燃易爆气体，为保证电厂设备及人员安全，改造后的燃气轮机发电机组增设有危险气体检测系统。在燃气轮机间和气体燃料控制阀室等封闭间室分别设有相应的危险气体检测探头，一旦危险气体检测器检测到这些间室中的天然气浓度超过预先设定的数值，布置于燃机就地控制室中的危险气体检测屏上将给出报警信号，同时给出控制信号起动燃机间通风机 88BT和气体燃料阀室模块通风机88FK。
5.Mark V 控制系统改造
因用户原为烧轻柴油的机组，燃机 Mark V控制盘按烧轻油配置，现要将其改造成双燃料配置，必须对Mark V控制保护程序、卡件等的进行改造及调试，以适应燃气轮机烧油、烧气和油/气双燃料混烧运行的要求。
6.增加仪表及阀门控制用的压缩空气站及其管路系统，保证机组安全可靠运行。
7.电气系统符合防爆要求
天然气燃料前置处理及输送管路建设
根据 GE 公司燃气轮机启动、运行工况及燃气轮机对气体燃料气质的要求，天然气必须经过前置处理，使供到燃气轮机气体燃料控制阀模块前的天然气压力、温度、流量和气质完全符合 GE 燃机气体燃料规范的要求，并保证气体燃料流量和压力满足燃气轮机所有启动、运行工况及甩负荷工况的要求。每台燃气轮机配置一套天然气燃料前置处理系统，主要包括以下模块：
1. 2 × 100% 容量的天然气前置精细过滤分离模块和相应的排污罐（高压）
设置 2 台 100% 额定容量的天然气前置精细过滤分离模块，对从天然气增压站送来的并经增压站出口初级过滤分离的天然气进行精细过滤分离，彻底滤除和分离 1 μ m 左右的固体颗粒物和雾状小液滴。分离出的液态烃类物质经专门设计的排污管路排至高压储污罐，储污罐设有液位计（带可视及电触点），一旦液位达到报警值将给出报警信号提醒运行人员及时排空储污罐中的液态烃类物质。两个 100% 容量的前置精细过滤分离装置可互相切换使用，以保证机组连续安全运行。
2. 天然气压力调节模块。
设置天然气压力调节模块，使从前置精细过滤分离撬体来的天然气经天然气调压模块调压后，满足燃气轮机所有运行工况对天然气压力和流量的要求。
3. 天然气流量测量系统。
设置天然气流量测量模块，以测量实际进入燃气轮机的天然气流量。可作为燃气轮机性能测量和监控用。测量系统配置专用的天然气流量计算机对所测的流量进行实时在线压力、温度修正，保证所测得流量的准确性。
4. 天然气输送管路
厂内天然气输送管路以架空形式布置，以保证输送的安全性。

四、  项目工程完成情况

我公司与用户签定改造工程合同后， 3 个月内完成了工程设计、设备成套和采购工作，从 10 月 8 日到电厂施工现场进行改造施工， 11 月 18 日完成所有设备系统安装及静态调试工作， 11 月 28 日完成整个天然气输送管路的清管、管路耐压和管路气密性试验， 12 月 1 日燃气轮机与增压站一起进行联动点火和全速空载试验， 12 月 4 日投入 108 小时满负荷并网运行。在并网运行期间，进行了燃气轮机 燃用气体燃料的加载和减载运行试验，部分负荷和满负荷工况油切气的燃料切换试验，部分负荷及满负荷工况的自动气切油切换试验，部分负荷和满负荷工况的油 /气双燃料混烧运行试验。试运行表明：加、减负荷过程中燃机控制系统及燃料输送系统工作平稳可靠，燃料切换过程中燃机负荷稳定、平滑，在GE规范要求的混合比例范围内进行油/气双燃料混烧运行时，燃机工作可靠、负荷稳定，改造工程完全达到了预定的设计要求和客户的特殊运行要求。用户对整个改造工程的质量和结果非常满意。

    2004年12月8日，该油改气工程项目顺利完工通过了108小时连续并网试运行。至此这两台燃气轮机已可用上由“西气东输”工程输送来自塔里木盆地的天然气 。此次工程，是我国西气东输后燃机电厂油改气的第一个项目，也预示着东、南部部分燃气轮机燃油电厂的改造即将开始。也能使沿线企业得到启迪和借鉴，抓住机遇，有效利用天然气这一宝贵能源资源。