广东某9F级单轴联合循环电厂一期工程建设2套390 MW等级联合循环机组，燃用液化天然气( LNG)，燃气轮机采用通用电气公司(GE)提供的PG9351 FA型燃气轮机，机组一拖一单轴布置。机组主要承担电力系统的主力调峰负荷，两班制运行。
由于燃气轮机和蒸汽轮机是同轴布置的，在燃气轮机刚启动时，余热锅炉尚未能产生出进入汽轮机的合格蒸汽，因此汽轮机必须先由辅助蒸汽来冷却低压缸。此外，在整套机组启动前，轴封密封用蒸汽及凝汽器热井除氧用蒸汽也是使用辅助蒸汽。一般地，辅助蒸汽来源于启动锅炉。启动锅炉的选型既要考虑到联合循环电厂两班制运行以及自动化水平高的特点，又要考虑到辅助蒸汽的可靠性和经济性，这对于联合循环电厂是至关重要的。
1、辅助蒸汽参数确定
工程初期机岛设备招标书中曾考虑利用邻近在役燃煤电厂提供辅助蒸汽，辅助蒸汽的参数为：温度200～280℃，压力1.0MPa（表压力）。根据标书中辅助蒸汽的参数，GE公司要求单台机组启动所需的辅助蒸汽量为42. 638 t/h(按辅助蒸汽温度为280℃计算）。
业主决定辅助蒸汽不依托邻近的燃煤电厂，自建启动锅炉供给辅助蒸汽。GE公司提供机组启动所需要的辅助蒸汽耗量如表1所示。
应业主要求，辅助蒸汽耗量需要考虑本期工程两台机组同时启动，并考虑由启动锅炉房传送蒸汽到主厂房在路径上蒸汽温度和压力的损失，经过计算单台机组需要启动锅炉提供的辅助蒸汽参数为：绝对压力1.3 MPa，温度235℃，耗量32 t/h。
2、启动锅炉选型
三门峡富通新能源销售的生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料，如下图所示：
目前国产启动锅炉一般采用水管锅炉，其燃烧室的空间大，烟气容积大；而国外供货的启动锅炉多数采用火管锅炉，其布置紧凑，燃烧室的空间小，燃烧强度大，烟气容积小。
国产水管锅炉与进口火管锅炉综合比较如下：
a)蒸汽参数
国产水管锅炉大多数采用单锅简单燃烧器，一般要求在70%以上负荷方能保证蒸汽参数；进口容量大些的火管锅炉采用双锅筒并配置两组相互独立的燃烧系统，15%～20%及以上负荷可保证蒸汽参数。
b)锅炉效率
国产水管锅炉效率约92%，进口火管锅炉效率约95%。
c)启动时间
进口火管锅炉热态启动的时间一般小于5min，国产水管锅炉在10～60min不等。对于每天启停的启动锅炉，国内制造厂家经验较少，而进口火管锅炉在满足两班制运行的业绩和节约启动费用方面优势明显，最重要的是能满足燃气轮机联合循环机组快速启动需求。
d)供货及安装
国产水管锅炉，散装交货，现场安装，安装时间约60天；进口火管锅炉模块化供货，锅炉本体结构紧凑，整体供货，安装时间约30天，是名副其实的快装锅炉。
e)使用寿命
国内厂家对于水管锅炉的使用寿命保证约10年；进口火管锅炉经济使用寿命保证约25年，与燃气轮机联合循环电厂设备的经济使用寿命相当。
f)占地面积
满足单台机组用辅助蒸汽需求时，国产水管锅炉占地约350～600m2，进口火管锅炉占地约280M2。由于现场可以布置启动锅炉的面积较小，采用国产水管锅炉布置较为困难。
g)安全性、可靠性
进口火管锅炉在热备用状态及运行时实现每10s进行一次控制、联锁元件和系统自检，安全性、可靠性高，同时满足无人值守的要求。而国产水管锅炉自动化程度在安全及可靠性上远不及火管锅炉。
通过综合比较，推荐使用进口火管锅炉。2台机组同时启动需要的辅助蒸汽量为64 t/h，但厂家能做到的单台火管锅炉最大容量为60t/h，且已包括除氧器除氧用蒸汽。考虑到供货周期以及厂家的典型设计容量，推荐配置2台蒸发量40t/h（包括除氧器除氧用蒸汽）的快装火管锅炉，每台锅炉保证生产不小于32 t/h(绝对压力1.3 MPa、温度
235℃)的过热蒸汽。
3、启动锅炉燃料确定
启动锅炉的燃料可以是燃油也可以是天然气。本电厂的近邻已建有足够用的油罐，可以用管道输送供启动锅炉使用。启动锅炉的燃料选择燃油还是天然气，需要从经济性以及安全可靠性等方面综合比较。
3.1 技术性
在国外燃油锅炉或燃气锅炉的生产已有140年的历史，生产蒸发量40t/h以上的锅炉也有40年的历史，燃油锅炉、燃气锅炉在技术上已经非常成熟。据国外制造商LOOS和HKB公司介绍，国外基本上采用天然气作燃料，制造厂目前供货的设备主要以燃气为主。
3.2经济性
燃油锅炉初投资稍低，但其运行费用相对燃气锅炉高。燃油锅炉与燃气锅炉整套设备初投资、运行费及按最小年费用择优比较如表2所示。
按照年费用小为优的原则，从表2得出燃气锅炉优于燃油锅炉，同时静态投资回收期为0.1年。
3.3安全性
燃料安全性对比见表3。
从表3可看出燃油锅炉或燃气锅炉在安全联锁上都考虑得比较周到，燃气锅炉对燃料的泄漏及运行的安全性考虑更周到，在按照操作规程进行运行维护的情况下，无论选用燃气或然油锅炉运行都能安全运行。
3.4环保性
由于启动锅炉烟囱不高，排气污染物扩散不远，落地污染物浓度较大。采用燃气锅炉时，由于与主设备采用同样燃料，属于清洁能源，对环境影响较小，更容易满足国家有关环保方面的要求。如采用燃油，未必是洁净燃料，是否需要做环保评价补充报告，需由环保局决定。
3.5启动锅炉天然气用量对天然气采购合同总量的影响
启动锅炉运行方式采用与主机预期年运行一样的方式，1年热态启动330次，温态启动35次，冷态启动5次。若启动锅炉热态启动后运行1 h，温态启动后运行1.5 h，冷态启动后运行3h，则2台启动锅炉消耗标准状态天然气量为4440m3／h。经计算，2台启动锅炉预期总需燃气热量约为66TJ/a。而项目一期工程与供气方签订的购气合同在稳产期为19 680 TJ/a，则2台启动锅炉年用气热量占合同总量的0.335%。从计算结果看，启动锅炉用气量对项目总用气量影响不大。
通过上述综合比较，无论从经济性还是环保性方面，燃气均优于燃油。故推荐启动锅炉的燃料选用天然气。
4、结论
a)对国产水管锅炉和进口火管锅炉在技术性能、寿命、占地面积以及可靠性等方面进行了综合比较，为适应9F级单轴联合循环机组两班制的运行方式，推荐选用进口火管锅炉。
b)启动锅炉的燃料可选用燃油或天然气。对两种燃料的锅炉从初投资、安全性以及运行费用等方面作了详细比较，根据年费用最小为优的原则，推荐启动锅炉的燃料选用天然气。
c)该电厂启动锅炉自2006年9月开始投运，启动锅炉频繁启停均能适应燃气轮机联合循环机组的调试以及目前机组正常的两班制商业运行方式。启动锅炉一直运行良好，为机组的启动运行提供了必要可靠的辅助蒸汽。
