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摘 要：近年来，燃气蒸汽联合循环机组由于具有装机容量大、环境污染小、启停快捷以及能量利用率高等优点，因而在电力系统中的应用日益引起人们的重视。本文利用Matlab/Simulink对某联合循环电站燃气轮机的控制系统进行模型组建，并对其全工况进行仿真分析，得出其仿真结果切实符合其实际物理过程，由此证明，该模型能够用来对燃气蒸汽联合循环机组进行研究。
关键词：燃气—蒸汽联合循环；发电机组；水汽质量；控制
中图分类号：TB857文献标识码： A
燃气—蒸汽联合循环发电机组结合了蒸汽发电与燃气发电的优势，进而广泛运用于现代电力发电之中。然而，其机组运行中，关于水汽质量问题，是影响其正常运行的关键因素，尤其是水汽系统中，磷酸盐和氨的添加问题，对于水汽质量的控制起到重要作用。在强化其水汽质量的控制时，可以基于水汽系统的完善，以及磷酸盐和氨的添加工艺的改良，实现有效的水汽质量控制，进而确保机组的正常运行。
1.燃气—蒸汽联合循环发电机组水汽质量控制
燃气—蒸汽联合循环发电机结合了蒸汽发电与燃气发电的优势，具有发电功率大的特点。然而在运行的过程中，水汽质量控制比较困难，尤其是在调试期间的水汽质量控制，，是影响水汽质量问题的主要源。关于水汽质量控制，主要基于其化学监督来实现，诸如，磷酸盐、氨等，都是质量控制的关键。
燃气—蒸汽联合循环发电机的锅炉不需要直接加入燃料，其主要基于锅炉余热，产生大量的水蒸气，进而对发电机组做功发电。基于该工作原理，燃气—蒸汽联合循环发电机的水汽质量控制，主要是基于锅炉余热系统中，其水汽系统的质量。并且，锅炉水汽质量的控制中，关于各添加泵的控制最为关键，在磷酸盐的添加中，其添加的时效性和添加量，对于水汽质量的控制造成影响。
燃气—蒸汽联合循环发电机锅炉在蒸汽的产生中，主要基于不同压力，形成所需的水汽系统。而且，各压力值下的水汽系统相互联系，在水汽质量的控制中，要基于不同的水汽系统，采取不同的监督手段，进行水汽的质量控制。
燃气—蒸汽联合循环发电机具有速度快的特点，尤其是在启停的时候，其效率比较高。因而在峰值的运行中，也就是机组停启的时间段，其水汽系统的水汽质量最难控制。而且，在锅炉给水的环境下，水汽质量的控制更加的困难。进而，在机组调试阶段的水汽质量控制最为关键，要使其各项水汽指标符合标准。
燃气—蒸汽联合循环发电机实现了自动化，其在水汽的质量控制中，需要基于相关化学监控，实现各指标数据的控制。因此，在进行水汽质量的控制中，需要健全的化学监测仪器，对各指标进行实时监测，以维持水汽质量的稳定。
2.燃气—蒸汽联合循环发电机水汽质量问题
燃气—蒸汽联合循环发电机在调试阶段，其锅炉需要进行补水，以充分利用其余热。在向锅炉补水的过程中，水的PH值，很难以准确控制。基于补水量的不同，锅炉内的水PH值波动范围大，造成各压力系统下的磷酸盐的值比较低，影响水汽质量。并且，在水汽质量控制中，各化学盐离子的添加量或添加时间不当，都会对水汽质量控制造成严重的影响。
关于水汽系统中磷酸盐问题。在燃气—蒸汽联合循环发电机中，设置有磷酸盐的处理系统，其主要负责磷酸盐的添加以维持水汽系统中，磷酸盐的标准数值。在维持稳定的过程中，磷酸盐由于压力差的缘故，主要进入低压环路之中，造成系统中的磷酸盐的数值出现偏差，进而出现水汽系统中，PH值不能维持在标准要求之内。同时，锅炉水汽系统，在低压汽包的运行中，其可以满足无水状态下的运行，而且运行中的水位较低，以至于实际水中的磷酸盐的数值与实际检测存在偏差，一般是检测的数值要远高于实际值。基于此，其在水汽系统的质量控制中，操作比较地简单。
燃气—蒸汽联合循环系统的氨的添加问题。锅炉余热是发电机组运行的动力，当所要添加水在进入锅炉时，时间过短，尤其是冷却时间过短，其锅炉的各项指标数据都会发生一定的变化。在冷态和热态下的质量控制是不一样的，即水汽系统的热力参数存在偏差。为控制水气系统各项指标的正常，需要添加一定的氨，也就是启动氨泵，对系统添加准确量的氨。在该环节中，添加不及时或添加量不合理，水汽系统的各项指标无法满足标准，造成水汽质量下降。并且，由于水PH值，在该环节中，变化的时间比较长，工作量比较大。因此，水汽质量控制的实时监测非常的重要。
3.燃气—蒸汽联合循环发电机组水汽质量控制途径
水汽质量直接关系着机组的运行效率，而造成水汽质量问题的因素比较多。在水汽质量的控制中，完善各系统的操作工艺，尤其是关于磷酸盐和氨的系统工艺，进而保证水汽系统的水质。同时，规范各项水汽指标，进而为水汽质量的控制，提供准确的依据。
完善水汽系统。在水汽系统的完善中，关于磷酸盐的系统优化非常重要。在磷酸盐的添加泵的改进中，采用了两箱三泵的系统平台，对各压力系统，实现自动化的运行平台。在同一锅炉之中，实现不同水汽包，进行磷酸盐的添加，尤其是基于低压和中压的方式，实现了磷酸盐的精准添加，对于确保各水汽系统的PH值起到重要的作用。同时，建立公共的备用泵，对于各指标数值的为序，起到良好的辅助作用，而且各化学盐水的进入，在凝汽器后进入给水的母管中，这样形成了良好的循环体系，有助于水质量的更好控制。
燃气蒸汽联合循环机组模型建立研究
通过运用现代科技，将GEMS7001EA型燃气蒸汽联合循环机组的控制系统模型置入Simulink/Matlab软件之中，利用仿真技术对其加以研究，从而对参数及模型的有效性进行验证。
鉴于燃气轮机要实现并网发电时，需要让其转速与电网的频率变化基本保持一致。然而由于在正常情况下电网频率的变动以及单个机组转速的变动均微乎其微，因此，可以将转速的变动给整个电网频率所带来的影响，在进行一次调频的过程中忽略不计。故而，在建立燃气轮机控制系统模型时，可以初步认为燃气轮机的转速保持一个恒定的值。此时，为了是机组功率实现误差调节，并且完成并网发现的目标，燃气轮机的转速需要采取有差转速控制系统。此外，为了保证机组能够一次调频成功，还可通过调节转速基准，将机组转速控制系统的给定值适当增大，以便使得该机组的功率相应增加。其中转速基准是负荷指令的前馈环节，它在燃气机组并网之后通过改变汽轮机出力的升降来达到调节机组转速控制系统给定值的效果。并且通过转速基准调节的出力伴随转速基准的增加而上升
4、燃气-蒸汽联合循环机组水汽控制标准实际应用效果
在正常运行中，按制定的燃气-蒸汽联合循环机组水汽控制标准进行水汽质量调控，水汽质量能够在机组启动并网后2h内达到合格水平，部分指标能达到期望值，下面为抽取1机组具体的水汽品质监督数据进行参考说明。
图1负荷曲线
从曲线可以看出，机组7点启动，加负荷至350MW只需要1h左右，启动快速。
图2给水炉pH曲线
从曲线看出机组短时间停运时，各个水样的pH值仍然能够保持在9.2以上，可以有效地防止腐蚀，而且pH整体较平稳，只有低压给水在启动时会有明显的下降过程，最低达8.9，主要原因是机组启动过程中要补充部分除盐水到系统中，但也能很快恢复到pH9.2以上。
图3溶解氧曲线
从曲线看出，机组在停运的时候对凝结水溶解氧影响较大，因为机组停运后凝气器会破坏真空，导致空气进入，在机组启动后溶解氧能够很快降到7μg/L以下，而且能够保持平稳运行。
曲线中，凝结水阳电导率为树脂失效，在9点至10点更换树脂后阳电导率迅速下降至0.20μs/cm以下，其他水汽样在机组启动时有波动，但启动后能够很快的下降到合格水平，蒸汽水样能够达到0.15μs/cm以下稳定运行。
其他水质指标，也都控制在合格标准，饱和蒸汽硅一般稳定在3-4ug/kg，中压炉水磷酸盐为2-3mg/L。高压炉水磷根为0.6mg/L左右。钠稳定在1ug/kg以下。
从日常运行数据分析，无论是机组运行，还是短时间的运行，机组整个水汽系统水质能够保持一种较好的状态，pH值维持9.0以上，有效的防止水汽系统的腐蚀。此标准能够满足燃气-蒸汽联合循环发电机组快速启停的要求，调节性方便，实际可操作性强，同时也符合国家及企业标准，能够保证机组安全稳定运行。
结语:
该文主要基于燃气—蒸汽联合循环发电机组水汽质量控制展开论述,其中着重论述质量控制的要点,进而针对调试阶段的水汽系统,阐述水汽质量问题的主要原因,尤其是关于磷酸盐和氨的阐述,以分析各问题因素.最后基于问题的根源,论述质量控制的相关途径,以确保机组的正常运行.
[1]吴功庭，刘 芹.联合循环机组水汽质量控制途径[J].浙江电力,2007.05
[2]李安康.联合循环发电机组锅炉模块安装比较[J].科技风，2010.10
[3]杨 威.燃气—蒸汽联合循环发电机组水汽品质监督应用[J].东北电力技术，2011.03
[4]赵志安，王仲宇.大型联合循环机组余热锅炉的优化选择[J].中国城市经济，2011.05
[5]金 亮.9E燃氣—蒸汽联合循环发电机组节能运行[J].电力与能源，2011.03
[6]王维祥.58.39t/h余热锅炉蒸发管束改造[J].工业锅炉，2010.02
关键词：燃气—蒸汽联合循环；发电机组；水汽质量；控制
中图分类号：TB857文献标识码： A
燃气—蒸汽联合循环发电机组结合了蒸汽发电与燃气发电的优势，进而广泛运用于现代电力发电之中。然而，其机组运行中，关于水汽质量问题，是影响其正常运行的关键因素，尤其是水汽系统中，磷酸盐和氨的添加问题，对于水汽质量的控制起到重要作用。在强化其水汽质量的控制时，可以基于水汽系统的完善，以及磷酸盐和氨的添加工艺的改良，实现有效的水汽质量控制，进而确保机组的正常运行。
1.燃气—蒸汽联合循环发电机组水汽质量控制
燃气—蒸汽联合循环发电机结合了蒸汽发电与燃气发电的优势，具有发电功率大的特点。然而在运行的过程中，水汽质量控制比较困难，尤其是在调试期间的水汽质量控制，，是影响水汽质量问题的主要源。关于水汽质量控制，主要基于其化学监督来实现，诸如，磷酸盐、氨等，都是质量控制的关键。
燃气—蒸汽联合循环发电机的锅炉不需要直接加入燃料，其主要基于锅炉余热，产生大量的水蒸气，进而对发电机组做功发电。基于该工作原理，燃气—蒸汽联合循环发电机的水汽质量控制，主要是基于锅炉余热系统中，其水汽系统的质量。并且，锅炉水汽质量的控制中，关于各添加泵的控制最为关键，在磷酸盐的添加中，其添加的时效性和添加量，对于水汽质量的控制造成影响。
燃气—蒸汽联合循环发电机锅炉在蒸汽的产生中，主要基于不同压力，形成所需的水汽系统。而且，各压力值下的水汽系统相互联系，在水汽质量的控制中，要基于不同的水汽系统，采取不同的监督手段，进行水汽的质量控制。
燃气—蒸汽联合循环发电机具有速度快的特点，尤其是在启停的时候，其效率比较高。因而在峰值的运行中，也就是机组停启的时间段，其水汽系统的水汽质量最难控制。而且，在锅炉给水的环境下，水汽质量的控制更加的困难。进而，在机组调试阶段的水汽质量控制最为关键，要使其各项水汽指标符合标准。
燃气—蒸汽联合循环发电机实现了自动化，其在水汽的质量控制中，需要基于相关化学监控，实现各指标数据的控制。因此，在进行水汽质量的控制中，需要健全的化学监测仪器，对各指标进行实时监测，以维持水汽质量的稳定。
2.燃气—蒸汽联合循环发电机水汽质量问题
燃气—蒸汽联合循环发电机在调试阶段，其锅炉需要进行补水，以充分利用其余热。在向锅炉补水的过程中，水的PH值，很难以准确控制。基于补水量的不同，锅炉内的水PH值波动范围大，造成各压力系统下的磷酸盐的值比较低，影响水汽质量。并且，在水汽质量控制中，各化学盐离子的添加量或添加时间不当，都会对水汽质量控制造成严重的影响。
关于水汽系统中磷酸盐问题。在燃气—蒸汽联合循环发电机中，设置有磷酸盐的处理系统，其主要负责磷酸盐的添加以维持水汽系统中，磷酸盐的标准数值。在维持稳定的过程中，磷酸盐由于压力差的缘故，主要进入低压环路之中，造成系统中的磷酸盐的数值出现偏差，进而出现水汽系统中，PH值不能维持在标准要求之内。同时，锅炉水汽系统，在低压汽包的运行中，其可以满足无水状态下的运行，而且运行中的水位较低，以至于实际水中的磷酸盐的数值与实际检测存在偏差，一般是检测的数值要远高于实际值。基于此，其在水汽系统的质量控制中，操作比较地简单。
燃气—蒸汽联合循环系统的氨的添加问题。锅炉余热是发电机组运行的动力，当所要添加水在进入锅炉时，时间过短，尤其是冷却时间过短，其锅炉的各项指标数据都会发生一定的变化。在冷态和热态下的质量控制是不一样的，即水汽系统的热力参数存在偏差。为控制水气系统各项指标的正常，需要添加一定的氨，也就是启动氨泵，对系统添加准确量的氨。在该环节中，添加不及时或添加量不合理，水汽系统的各项指标无法满足标准，造成水汽质量下降。并且，由于水PH值，在该环节中，变化的时间比较长，工作量比较大。因此，水汽质量控制的实时监测非常的重要。
3.燃气—蒸汽联合循环发电机组水汽质量控制途径
水汽质量直接关系着机组的运行效率，而造成水汽质量问题的因素比较多。在水汽质量的控制中，完善各系统的操作工艺，尤其是关于磷酸盐和氨的系统工艺，进而保证水汽系统的水质。同时，规范各项水汽指标，进而为水汽质量的控制，提供准确的依据。
完善水汽系统。在水汽系统的完善中，关于磷酸盐的系统优化非常重要。在磷酸盐的添加泵的改进中，采用了两箱三泵的系统平台，对各压力系统，实现自动化的运行平台。在同一锅炉之中，实现不同水汽包，进行磷酸盐的添加，尤其是基于低压和中压的方式，实现了磷酸盐的精准添加，对于确保各水汽系统的PH值起到重要的作用。同时，建立公共的备用泵，对于各指标数值的为序，起到良好的辅助作用，而且各化学盐水的进入，在凝汽器后进入给水的母管中，这样形成了良好的循环体系，有助于水质量的更好控制。
燃气蒸汽联合循环机组模型建立研究
通过运用现代科技，将GEMS7001EA型燃气蒸汽联合循环机组的控制系统模型置入Simulink/Matlab软件之中，利用仿真技术对其加以研究，从而对参数及模型的有效性进行验证。
鉴于燃气轮机要实现并网发电时，需要让其转速与电网的频率变化基本保持一致。然而由于在正常情况下电网频率的变动以及单个机组转速的变动均微乎其微，因此，可以将转速的变动给整个电网频率所带来的影响，在进行一次调频的过程中忽略不计。故而，在建立燃气轮机控制系统模型时，可以初步认为燃气轮机的转速保持一个恒定的值。此时，为了是机组功率实现误差调节，并且完成并网发现的目标，燃气轮机的转速需要采取有差转速控制系统。此外，为了保证机组能够一次调频成功，还可通过调节转速基准，将机组转速控制系统的给定值适当增大，以便使得该机组的功率相应增加。其中转速基准是负荷指令的前馈环节，它在燃气机组并网之后通过改变汽轮机出力的升降来达到调节机组转速控制系统给定值的效果。并且通过转速基准调节的出力伴随转速基准的增加而上升
4、燃气-蒸汽联合循环机组水汽控制标准实际应用效果
在正常运行中，按制定的燃气-蒸汽联合循环机组水汽控制标准进行水汽质量调控，水汽质量能够在机组启动并网后2h内达到合格水平，部分指标能达到期望值，下面为抽取1机组具体的水汽品质监督数据进行参考说明。
图1负荷曲线
从曲线可以看出，机组7点启动，加负荷至350MW只需要1h左右，启动快速。
图2给水炉pH曲线
从曲线看出机组短时间停运时，各个水样的pH值仍然能够保持在9.2以上，可以有效地防止腐蚀，而且pH整体较平稳，只有低压给水在启动时会有明显的下降过程，最低达8.9，主要原因是机组启动过程中要补充部分除盐水到系统中，但也能很快恢复到pH9.2以上。
图3溶解氧曲线
从曲线看出，机组在停运的时候对凝结水溶解氧影响较大，因为机组停运后凝气器会破坏真空，导致空气进入，在机组启动后溶解氧能够很快降到7μg/L以下，而且能够保持平稳运行。
曲线中，凝结水阳电导率为树脂失效，在9点至10点更换树脂后阳电导率迅速下降至0.20μs/cm以下，其他水汽样在机组启动时有波动，但启动后能够很快的下降到合格水平，蒸汽水样能够达到0.15μs/cm以下稳定运行。
其他水质指标，也都控制在合格标准，饱和蒸汽硅一般稳定在3-4ug/kg，中压炉水磷酸盐为2-3mg/L。高压炉水磷根为0.6mg/L左右。钠稳定在1ug/kg以下。
从日常运行数据分析，无论是机组运行，还是短时间的运行，机组整个水汽系统水质能够保持一种较好的状态，pH值维持9.0以上，有效的防止水汽系统的腐蚀。此标准能够满足燃气-蒸汽联合循环发电机组快速启停的要求，调节性方便，实际可操作性强，同时也符合国家及企业标准，能够保证机组安全稳定运行。
结语:
该文主要基于燃气—蒸汽联合循环发电机组水汽质量控制展开论述,其中着重论述质量控制的要点,进而针对调试阶段的水汽系统,阐述水汽质量问题的主要原因,尤其是关于磷酸盐和氨的阐述,以分析各问题因素.最后基于问题的根源,论述质量控制的相关途径,以确保机组的正常运行.
[1]吴功庭，刘 芹.联合循环机组水汽质量控制途径[J].浙江电力,2007.05
[2]李安康.联合循环发电机组锅炉模块安装比较[J].科技风，2010.10
[3]杨 威.燃气—蒸汽联合循环发电机组水汽品质监督应用[J].东北电力技术，2011.03
[4]赵志安，王仲宇.大型联合循环机组余热锅炉的优化选择[J].中国城市经济，2011.05
[5]金 亮.9E燃氣—蒸汽联合循环发电机组节能运行[J].电力与能源，2011.03
[6]王维祥.58.39t/h余热锅炉蒸发管束改造[J].工业锅炉，2010.02