660MW超临界机组深度调峰运行探讨

660MW超临界机组深度调峰运行探讨

刘建清

大唐景泰发电厂甘肃省白银市730400

摘要：随着电力系统的快速发展，电网结构也在不断发生变化。如今国内经济形势不断变化，电网的峰谷差越来越大，再加大规模的新能源并网，由于新能源发电的随机性和波动性，给电网的调峰带来了很大的压力。燃煤电厂具有越来越艰巨的调峰任务。而本文则主要探究了660MW超临界机组参与深度调峰运行中存在的问题和相关运行措施等等，从而使电厂在进行深度调峰过程当中，保证机组能够安全稳定运行。

关键词：600MW超临界机组；深度调峰；探究

如今电网具有越来越大的峰谷差，再加上大规模新能源并网，使得常规火电调峰压力越来越大。为了提高新能源消纳能力，在这种前提下对电网进行调度，就需要更多的大容量超临界机组具备深度调峰能力。电厂想要在竞争越来越激烈的市场当中占据主导地位，就一定要具备成熟且完善的机组调峰能力，也能够有效满足电网需求。

1深度调峰对机组运行性能的影响

1.1对机组安全性能的影响

超临界直流锅炉在设计之初，由于锅炉特性配备有给水流量低保护，在机组进行深度调峰时，会因锅炉给水流量过低，导致锅炉水冷壁水动力不足。所以在机组进行深度调峰时，机组根据最低给水流量保护限值，控制给水流量在一定范围内，防止发生突发状况导致锅炉给水流量低，锅炉灭火事件。而在机组进行深度调峰时，锅炉长期在较低负荷当中运行，锅炉自身蓄热能力较低，燃烧稳定性低，抗扰动能力较差。除此之外，入炉煤中水份含量大，同时挥发份较低，会延迟煤的着火点，使燃烧进入不稳定状态，也容易出现异常状况。因此在锅炉深度调峰时，应该选择最适合的运行方式，选择最合理的风煤配比，将燃烧区域的烟气温度以及煤粉浓度都在控制在着火稳定区内，使着火稳定。

2.2对机组经济性的影响

锅炉效率、汽轮机热耗以及厂用电率能够直接影响到机组供电能耗，而供电能耗作为能够反映机组能耗水平最主要的指标，必须将其控制在合理范围内，并尽可能降低。在大多数状况下，80%负荷率下锅炉具有较高的效率，一旦负荷率下降会使得锅炉效率随之下降。负荷率降低会使炉膛内温度降低，燃烧产生的热量达不到需求，产生的不完全燃烧使锅炉效率大幅下降。此外，负荷率会直接影响到汽轮机热耗，影响的主要是蒸汽参数以及阀门节流的损失，汽轮机在较低负荷下，如果调门开度减小，就会使调门节流损失逐渐增加，若使调门开度保持稳定，就会使主蒸汽压力降低，而基础循环效率也会不断下降。在机组进行深度调峰时，主要辅机设备也会显现出较低的工作效率，但是其消耗的功率却没有多大变化，使辅机单位能耗大幅上升。

1.3对于机组环保指标的影响

在经济及社会发展的今天，国家制定越来越高的环保要求，国务院提出关于加快推进生态文明建设相关工作。为响应国家号召，满足环保排放要求，大部分电厂投资建设了环保设备设施，比如对环保设施进行超低排放改造，以减少在生产过程中产生的硫氧化物及氮氧化物和粉尘排放。而通过对现有的锅炉进行超低排放改造后，机组在正常负荷调整区间内，环保排放均能达到国家和地方要求。但机组在进行深度调峰时，可能存在环保指标超限的情况，必须制定相关调整措施，使环保排放达到国家标准。

2深度调峰运行的策略

2.1采取措施使锅炉低负荷稳燃能力增强

想要提高锅炉低负荷的稳燃能力，就要选择合适的系统运行方式。制粉系统集中运行的方式能够将煤粉进行集中燃烧，使燃烧具有更强的稳定性。同时能够集中炉膛内热负荷，使低负荷稳燃能力加强，此外，通过将风量控制在一定范围内，保证锅炉燃烧所需的氧量来强化燃烧。为了使煤粉气流具有较为稳定的着火温度，必须调整好煤粉细度，在具有相同煤粉浓度的情况下，颗粒越小的煤粉燃烧反应会更加剧烈，所以，应当保持合适的煤粉细度。

此外，锅炉进行深度调峰时，尽可能将挥发份较高，热值较高的煤种配在下层制粉系统中，以保证炉膛内着火和燃烧的稳定性。

在锅炉运行过程中，保持最合适的过量空气系数，能够使锅炉低负荷稳燃能力显著增强，所以在保证燃料能够完全充分燃烧的前提下，通过运行调整，保持锅炉氧量在规定范围内。通过以上几种措施能够使锅炉的低负荷稳燃能力显著增强，锅炉的效率也能够尽可能提升。

2.2制定运行措施，保证锅炉水动力稳定

超临界直流锅炉由于没有汽包，因此，汽水没有明显的分界点，为保证深度调峰过程中锅炉水动力稳定，防止受热面壁温超限，甚至传热恶化的问题发生，在进行深度调峰时，需重点关注给水的调整。由于深度调峰运行时，锅炉给水流量与保护动作值较为接近，给水泵转速也较低，因此，在给水调整时，必须控制好调整幅度，在保证中间点温度稳定的前提下，防止给水流量大幅度波动导致异常事件发生，同时，也应防止给水泵转速过低导致给水失控。

2.3保证环保排放达标的措施

在锅炉进行深度调峰运行时，因为负荷较低，再加低负荷运行氧量高，锅炉在进行配煤时，必须控制入炉煤硫份，防止过氧燃烧过程当中产生过量二氧化硫和三氧化硫。对于氮氧化物的控制，虽然有脱硝设施，也应控制燃烧产生的氮氧化物，尽可能保证下层制粉系统运行，利用低氮燃烧器的特点，合理调整二次风，以降低氮氧化物。对于粉尘的控制，重点加强除尘系统调整，根据入炉煤灰份和输灰系统灰量情况，及时调整电除尘二次电流和振打间隔，保证粉尘排放达标的同时，降低电除尘电耗。

3深度调峰过程当中面临的风险

3.1燃烧组织受到限制

因为单套制粉系统的额定出力有限，在深度调峰运行时，燃料总量低，不能有四台及以上的磨煤机运行，如果在磨煤机运行过程中，煤质发生变化，或者是其他因素导致断煤及制粉系统跳闸，燃烧组织就会受到限制，容易使燃烧稳定性无法保证，或者直接导致锅炉灭火的事件发生。

3.2出现空预器堵塞或低温腐蚀的现象

在负荷降到一定程度以下，由于烟温低会使催化剂的活性降低，为了保证氮氧化物排放达标，对于SCR而言，就会增加喷氨量，不同程度会出现氨逃逸，与烟气中的三氧化硫反应产生硫酸氢铵。硫酸氢铵是一种具有较高的熔点液态物质，当产物冷凝之后容易附着在空预器蓄热原件表面，使液体当中的小颗粒状烟尘集聚，导致空预器蓄热元件出现堵塞，烟气流动阻力也将增大。在较低的负荷下随着锅炉排烟温度逐渐降低，也会加大空预器低温腐蚀的几率。

3.3环保参数出现超标现象

在降负荷的过程中和深调过程中，因为燃烧不充分以及炉膛内温度下降，锅炉低负荷氧量高，容易使燃烧产生较高的硫化物、氮氧化物，若调整不好或者设备缺陷，会出现环保参数超排现象。

4超临界机组深度调峰后的成效

目前电网对参加深度调峰的机组设有补偿机制，因此，在当前火电经营成本高，竞争压力大的市场环境下，大容量超临界机组参与深度调峰收益非常可观，此举将激励更多的大容量火电机组参与深度调峰运行中来，充分发挥机组容量大，调峰能力强的优势。因此，每个电厂，甚至每台机组均应根据机组参与深调运行后遇到的问题制定专项运行措施，以保证机组在深调运行期间的安全稳定运行。

5结束语

本文主要对660MW超临界机组在进行深度调峰过程中存在的风险和问题进行了分析探讨，同时也列举了相应的解决措施，将深度调峰时可能产生的风险降到最低。在实际操作过程中，应根据调峰能力，并且从机组自身运行状况出发，根据锅炉自身特点，制定出更加安全合理的措施。

参考文献：

[1]韩荣利,冯仁海.660MW超临界机组再热汽温620℃运行技术探索与实践[J].华电技术,2018,v.40；No.312(07):22-25+81.

[2]王文强,钱进,覃海波,etal.基于SPE的660MW超临界汽轮机阀控方案数值模拟研究[J].电力大数据,2018,v.21；No.225(03):39-44.

[3]秦小阳.600MW超临界火电机组不投油深度调峰技术分析应用[J].中国电业(技术版),2015(5).

[4]陈红兵,郑坚刚,张敬坤,etal.660MW超临界汽轮机深度调峰安全性浅析[J].电力与能源,2018,3(05):103-105.