[实用新型]基于黑启动小型燃机的燃机黑启动系统

说明书

本实用新型涉及一种燃气电厂中发电机黑启动系统，特别是一种基于黑启动小型燃机的燃机黑启动系统，包括有天然气前置处理系统、高压厂用母线段、低压保安母线段、通过启动装置连接到高压常用母线段的主燃机以及连接到低压保安母线段的保安柴油发电机，其结构要点在于，还包括有黑启动小型燃机及其调压单元，调压单元的供气输入口连接天然气前置处理系统，调压单元的电气输入端连接到低压保安母线段，黑启动小型燃机的供能输出端连接高压厂用母线段，高压厂用母线段通过降压变压器连接到低压保安母线段。优点在于：提高了运行可靠性，且运行维护方便、工作量小；增加电厂收益，大大降低了沉没成本，提升了黑启动小型燃机的效率和经济性。

技术领域

本实用新型涉及一种燃气电厂中发电机黑启动系统，特别是一种基于黑启动小型燃机的燃机黑启动系统。

背景技术

现有技术中，根据电网系统的要求，在电网系统失电的情况下，发电厂需要在不依赖外部电网系统电源的情况下利用电厂自身设备自启动，进一步带动无自启动能力的发电机（组）启动，逐渐扩大电网系统恢复供电范围，最终实现整个电网系统的恢复供电。为此，在大容量发电厂中通常需要设置黑启动柴油发电机，燃气电厂也不例外，然而采用柴油发电机作为黑启动电源存在以下不足之处：

1）黑启动负荷容量大，特别是当天然气压力参数不满足主机要求而需要配置增压单元时，需要的启动电源安装功率往往在10MW以上，然而柴油发电机受限于制造工艺，功率最大一般都不超过2000kW，这样就需要多台柴油发电机并列运行才能满足启动要求。当多台柴油发电机组形成孤网运行时，需要存在多次并网过程，这就加大了成功并网的难度，而且由于每一台发电机在制造时可能存在偏差，在恢复供电过程中当投切大电动机或大负荷时，就会对柴油发电机供电系统形成干扰，严重时可能造成机组的解列，导致燃机的黑启动失败。

2）柴油发电机组故障率高，不仅影响运行可靠性，而且维护工作量大。在多机并列运行的系统中，设备故障率高更容易造成供电中断。在实际运维过程中，大容量的柴油发电机的排放指标差且噪音控制也更困难，因此运维也不方便。

3）燃料系统冗余配置，运维不方便。在燃气电厂中，由于主燃料为天然气，因此厂内已经配置有天然气的供应系统，而正常用于保安负荷的柴油发电机由于容量小，一般采用日用油箱的模式，但对于黑启动机组来说，由于容量大而需要配置专用燃油的供应系统，增加了系统投资。

4）大容量黑启动柴油发电机仅能用于黑启动过程，沉没成本高。由于高速柴油发电机不能连续运行，在完成黑启动过程后只能停机，不能继续投入使用增加收益，因此整个系统的投资几乎相当于沉没成本，不能形成投资回报，对电厂的投资造成较大负担。

发明内容

本实用新型的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种提高运行可靠性、运维方便、工作量小、提升效率和经济性的基于黑启动小型燃机的燃机黑启动系统。

本实用新型的目的是通过以下途径来实现的：

基于黑启动小型燃机的燃机黑启动系统，包括有天然气前置处理系统、高压厂用母线段、低压保安母线段、通过启动装置连接到高压常用母线段的主燃机以及连接到低压保安母线段的保安柴油发电机，天然气前置处理系统的供气输出端连接到主燃机的调压系统，其结构要点在于，还包括有黑启动小型燃机及其调压单元，调压单元的供气输入口连接天然气前置处理系统，调压单元的电气输入端连接到低压保安母线段，黑启动小型燃机的供能输出端连接高压厂用母线段，高压厂用母线段通过降压变压器连接到低压保安母线段。

这样，黑启动系统的工作流程如下：先启动保安柴油发电机，以给低压厂用母线段充能；启动天然气前置处理系统使得天然气参数满足黑启动小型燃机的启动要求，然后通过低压厂用母线段为调压单元供电，处理后的天然气经由调压单元稳定后为黑启动小型燃机供气，由此启动黑启动小型燃机启动，一方面为高压厂用母线段充能，另一方面通过高压厂用母线段经由降压变压器为低压保安母线段供能；在高低压母线段均正常供能后，启动主燃机的调压系统（供气、供电），并最后完成主燃机启动、并网，实现成功黑启动。