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摘要:近期国家发改委、国家能源局发布了《关于开展“风光水火储一体化”“源网荷储一体化”的指导意见》征求意见稿,《指导意见》明确了新能源电力优先开发和消纳的原则。可再生能源的成本随着技术进步及大规模工业化生产应用逐年降低,新能源产业趋势逐步清晰。随着国内能源结构调整,火电机组成为电网调峰主力。经过总结经验,在完成深调任务同时保障设备安全。
关键字:600MW机组 深度调峰
1.机组概况
某发电有限公司现有2台600 MW 机组, 锅炉为东方锅炉厂DG 1900/25.4-Ⅱ1 型超临界直流锅炉。制粉系统配置 6 台双进双出磨煤机, 每台磨煤机出口4根粉管配置HT-NR3燃烧器旋流燃烧器。六台磨煤机对应的燃烧器分三层布置在炉膛前后墙水冷壁,底层为A磨、F磨,中层为C磨、E磨,上层为B磨、D磨。 在B-MCR工况下,燃用发热量Qnet,ar=22600KJ/kg的设计煤种时,燃料消耗量为237.7t/h。生产中实际入炉煤种偏离设计值较多, 常采用无烟煤、 贫煤及烟煤参混燃烧方式。
风烟系统调整
2.1风烟系统优化改造项目
为提高机组性能,降低煤耗,利用大修期间对机组风烟系统设备进行了优化改造,效果较好。
广义回热系统
为提高进入炉膛一、二次风温,利用大修机会改造增加广义回热系统,细分为广义回热抽汽系统和广义回热凝结水系统。广义回热抽汽系统汽源取自三段抽汽,进入锅炉侧热二次风暖风器,与热二次风进行换热后蒸汽进入#3高加继续加热给水。广义回热凝结水系统加热水源取自#8低加出口凝结水,通入布置在#1、#2一次风机,#1、#2送风机出口的四个暖风器与冷一次风、冷二次风换热,冷一次风、冷二次风经加热后再进入空预器。
中温省煤器系统
为降低锅炉排烟温度,在空预器进口和出口之间连接一路空预器烟气旁路烟道,在旁路烟道中增加两级换热装置分别与系统的高压给水系统、凝结水系统连通,旁路烟道中的烟气依次加热从系统总抽出的给水、凝结水。
2.2深度调峰风烟系统调整内容
机组负荷深度调峰280MW、240MW、200MW送风机、引风机出力相应逐渐减少(对应表1)。降低送风机出力之前应注意高温再热器出口再热汽温度,若再热汽温度偏低应暂时停止降低送风机出力,防止由于降低送风机出力引起炉膛总烟气流量减少,与高温再热器换热烟气量不足,再热汽低温。
负荷(MW) | A送风机电流 | B送风机电流 | A引风机电流 | B引风机电流 |
280 | 66 | 66 | 225 | 226 |
240 | 64 | 64 | 210 | 211 |
200 | 63 | 63 | 204 | 204 |
表1 深度调峰不同负荷下对应送风机与引风机电流
SCR反应器要求催化剂运行温度为290℃—420℃。当温度低于310摄氏度时,催化剂活性下降。SCR为保证脱硝效率,喷氨流量增大导致出口氨逃逸超标。氨逃逸的增加将会促进硫酸氢铵生成,而硫酸氢铵沉积成垢是导致空预器堵塞的原因。1当机组负荷低于低于260MW时,SCR处温度将接近310℃,因此此时中温省煤器烟气挡板应关至最小开度5%,确保空预器区域烟气流量,防止空预器堵塞。
制粉系统调整
3.1上煤要求
深度调峰时炉膛内火焰燃烧情况弱,根据经验需参配高挥发分煤种,同时参配后煤的发热量不易太高也不能太低。若发热量太高所需一次风过少,难以满足单台磨最小风速要求,若发热量过低易导致燃烧不良,有灭火风险
根据机组负荷曲线和调度命令,值长应提前6小时通知燃料运行班组,燃运班组根据煤场存煤结构、煤仓煤质、煤仓料位提前进行燃煤参配并及时上煤。
3.2燃烧调整
深度调峰时热一次风压应保证5.0Kpa以上,运行磨煤机出口风压应大于1.5Kpa,一次风速保证大于22m/s。
(2)停运磨煤机一次风门、二次风门、三次风门应关闭,防止冷风进入炉膛降低炉膛温度。
(3)随着负荷降低热一次风压、运行磨煤机出口风压难以满足要求,在磨煤机火检稳定且模拟量均大于80%的前提下,可采取就地关闭单支粉管关断门的方法,降低单台磨出力。
(4)深调时若运行磨煤机火检闪烁不稳定,应及时投入油枪稳燃,防止锅炉灭火。
4.深度调峰期间NOx调整
4.1深度调峰期间NOx变化规律
深调时送风量不是随着煤量线性减少,而是需要足够的风量来维持锅炉燃烧稳定所需的动量。在主燃区就会形成贫煤富氧的充分燃烧过程,释放热力型 NOx 与燃料型 NOx,导致 SCR 区域入口 NOx 排放量陡增,喷氨量陡增,并伴随着氧量的增加,出口 NOx折算值在计算过剩系数飞涨的情况下,NOx 突增超限。2
4.2深度调峰期间控制NOx不超限措施
(1)加强喷氨控制。深度调峰期间喷氨调门线性差导致调整不及时,造成控制NOx排放困难,因此需提前调整目标设定值。
控制送风量。在减负荷过程中可观察到氧量变化与NOx排放变化明显呈线性关系,因此在减少一次风降低磨煤机出力过程中应及时同步减少送风,控制氧量不大幅波动,将有效避免NOx排放超限。
5.结语
2017年9月,《关于煤电应急调峰储备电源管理的指导意见》正式下发,660MW或者1000MW超超临界燃煤机组被列为应急调峰储备电源。自此,快速启停、深度调峰成为火力发电厂新常态。3通过对600MW机组深度调峰调整总结,在保证机组安全情况下满足电网要求。
参考文献:
[1]郭义杰. 100MW燃煤锅炉硫酸氢铵堵塞空气预热器原因分析及应对措施[J]. 广东电力, 2016, 029(009):1-6.
[2]郭彦飞. 600MW发电机组深度调峰NOx排放控制策略分析[J]. 山东工业技术, 2018, No.273(19):162+212.
[3]王伟, 徐婧, 赵翔, et al. 中国煤电机组调峰运行现状分析%Analysis on Peak Load Regulation Status Quo for Coal-fired Power Plants in China[J]. 南方能源建设, 2017, 004(001):18-24.
1 郭义杰. 100MW燃煤锅炉硫酸氢铵堵塞空气预热器原因分析及应对措施[J]. 广东电力, 2016, 029(009):1-6
2 郭彦飞. 600MW发电机组深度调峰NOx排放控制策略分析[J]. 山东工业技术, 2018, No.273(19):162+212.
3 王伟, 徐婧, 赵翔, et al. 中国煤电机组调峰运行现状分析%Analysis on Peak Load Regulation Status Quo for Coal-fired Power Plants in China[J]. 南方能源建设, 2017, 004(001):18-24.