300MW火电机组深度调峰设备危险点研究

300MW火电机组深度调峰设备危险点研究

曹阳

国家电投集团东北电力有限公司抚顺热电分公司

辽宁省 抚顺市 113006

摘要：随着电网容量不断增加，尤其是丰水期，水电蓄能较大情况下，300MW 级火力发电机组将成为电网深度调峰主力机组，目前国内300MW 级火力发电机组设计最低稳燃负荷基本为40% 额定负荷，所有火力发电厂深度调峰期间有的机组全停，最多的也只能运行一台机组，且单机运行负荷最低降到17% 额定负荷，面对燃煤煤质偏离设计较大情况，同时机组调峰深度远低于40% 额定负荷，给机组安全稳定运行带来了许多安全隐患。

关键词：300MW火电机组；深度调峰设备危险点；

前言：提升灵活性改造预期将使热电机组增加20%额定容量的调峰能力，纯凝机组增加15%～20%额定容量的调峰能力。通过加强国内外技术交流和合作，部分具备改造条件的电厂预期达到国际先进水平，机组不投油稳燃时纯凝工况最小出力达到25%～30%额定负荷。

一、300MW火电机组深度调峰设备危险点

现有火电机组均采用DCS集散控制系统，大型火电机组均设置有协调控制系统。为确保机组运行的安全性和经济性，提高火电机组的灵活性和深度调峰能力，对火电机组的协调控制系统有很高的要求，在深度调峰过程中，影响机组供电品质的最重要的指标和参数：机组的负荷响应速度和稳定性、主蒸汽压力、主蒸汽温度等由于受火电机组锅炉热力过程的纯迟延和高阶惯性环节特性的影响，DCS协调控制系统中现有控制算法和控制策略无法获得满意的控制效果。要提高机组灵活性和深度调峰能力，就必须研究和开发适应深度调峰的新型的控制策略和算法，使机组的主蒸汽压力、主蒸汽温度等主要参数运行在安全、稳定、经济的范围，使机组运行的安全性和经济性提升到一个新的高度，增强电厂在电力市场化改革中的竞争力，有助于国家电改的进一步深化。由于DCS制造商普遍在应用软件的设计、组态方面投入不多，且沿用许多国外早期的控制方案和算法，现场调试工作也进行得不够充分和细致，因此大多数火电机组的控制系统只能说基本满足小幅度负荷变动或低速率负荷变动工况下的调节，在大幅度、较高速率的负荷变动工况下，尤其是在深度调峰各工况下，控制系统均难以保证机组安全稳定运行，经常出现主汽压、功率、主汽温、水位等主要运行参数的大幅度波动。

二、运行控制措施

（1）全厂单机运行需要深度调峰时，有预见性的调峰应尽可能提前协调好，根据锅炉带负荷能力与燃用煤质情况，对锅炉煤仓上煤质较合适的燃煤，保证了低负荷时燃烧的稳定性，辅汽联箱由本机再热冷段供汽，控制压力在0.8MPa左右。

（2）全厂有两台及以上机组运行，需要深度调峰到单机100MW 以下时，协调调度，确保一台机组尽量带120MW 以上负荷，不停运高加汽侧及不开旁路运行，由该机组带辅助蒸汽运行，其它机组参与负荷低于100MW 以下调峰，满足本厂总调峰负荷需求。

（3）全厂单机运行深度调峰，为了避免机组低负荷垮焦，降负荷过程保持炉膛温度的均匀性和火焰的充满度很重要，因此，采用维持4 台磨机运行的方式调峰，目的就是保证低负荷燃烧器的相对集中运行而不出现分散，使燃烧器周围烟温均匀，燃烧稳定。

（4）单机负荷如只需降到120MW，只需要开启汽泵再循环门30% 左右利于锅炉调水位即可，负荷如需降到120 ～100MW 之间，还需停运高加组汽侧，关闭门杆漏汽到三抽和轴封漏汽到四抽隔离门，开启门杆漏汽到四抽隔离门。

（5）单机负荷如需降到100 ～ 70MW 之间，锅炉燃烧调整降低负荷至90MW 后应维持燃料稳定运行，保持送风量一定后不变，维持一次风母管压力稳定，控制磨机磨内压力，容量风门开度不变。系统需要增加负荷时，关小旁路，反之则开大旁路。锅炉在维持燃料稳定的同时，注意控制主汽压力的变化在合适的范围内。有功负荷以汽机旁路开度为主要调节手段，锅炉燃料为辅助调节。汽机的一台小机用辅汽，另一台小机汽泵退出供水打再循环，退出的汽泵要注意流量及转速，必要时关闭出口门，防止反转或闷泵损坏设备，同时适当开启低旁。

（6）保证油枪可靠备用，在开始降负荷之前就要检查好各油枪是否有堵塞，及时联系检修处理，降负荷过程中要加强燃烧情况的监视，燃烧不好时及时投油。

（7）当机组负荷降至90MW 左右时基本就不再降低热负荷了，要继续降低机组负荷应采用开低旁、开吹灰器疏水、开连排等方式来调节，防止锅炉热负荷降得太低引起燃烧不好锅炉熄火；负荷需降到70MW 以下，如辅汽压力过低，小机调门开完后不利于给水调整，可适当收关低旁提高辅汽压力，若不行建议用电泵给锅炉供水，退出汽泵打循环运行。

（8）当机组负荷较低时，由于风量较低，有可能使总风量低于20%，满足不了炉膛点火要求，闭锁投油枪，所以要注意监视风量的变化，必要时提前将点火允许上的风量条件进行强制。

（9）停运高加时操作要缓慢，汽机锅炉要协调好，减小对锅炉水位、汽温的影响，控制给水温度下降速率，防止高加解列及引起锅炉灭火，停运前将高压门杆漏汽由三抽调整到四抽，解除高加水位保护，停运后要定期对抽汽管道疏水，防止引起抽汽管道振动，高加汽侧停运后要关闭3 号高加正常疏水门。加强汽机本体各参数及停运抽汽管温度监视。

（10）机组负荷降低后，进入汽机ⅠⅡ疏水扩容器的疏水门开启以及低旁开启时，凝结水压力必须控制在1.5MPa以上，同时开启对应减温水门，确保减温效果。

（11） 在负荷降低后要注意辅汽联箱压力， 轴封汽压力的变化，轴封压力不能低于0.06MPa，温度不能低于170℃。当再热器压力不能维持辅汽联箱压力时要提前关闭轴封漏汽至四抽隔离门及辅汽至其它用户隔离门，减少辅汽的用汽量。开低旁时要先微开暖管，然后缓慢逐渐开大，防止振动，注意用减温水控制低旁后温度在50 ～ 80℃之间，注意再热器出口压力及冷段压力，控制辅汽压力，如辅汽压力低于0.5MPa，轴封压力低于0.06MPa 以下，无法调节时，可考虑适当开高旁提高冷段压力。

（12）当负荷降至50MW 时，再热器压力只有0.5MPa左右，此时辅汽压力较低，要注意小机的运行情况，退出供水的小机由本机汽源带动，小机进汽压力低，在B 小机调门开完时有可能造成小机MEH 自动丢失，在升负荷起来前要及时投入自动，防止因小机调门全开，而进汽压力升高后引起小机超速。同时B 小机转速低于2800r/min 时注意小机振动及排汽温度的监视，振动达到保护动作值及时打闸小机，小机低负荷运行时及时开启排汽减温水，防止小排汽温度上涨。带负荷运行供水的小机由辅汽带动，要注意辅汽压力降低后在汽包压力较高时会造成出力不够，所以在降负荷时不要把汽包压力压得过高（建议负荷降至120MW 以下运行时主汽压力维持在10MPa 左右），应先把压力降下来再降负荷，发现水位不能维持时及时启动电泵补水，防止发生锅炉水位低熄火。

（13）由于高旁后温度不好控制调节，尽量不开高旁，如果高旁开启后，为了防止高旁减温水调整不当造成再热冷段带水，导致辅汽联箱带水后引起轴封汽带水、小机汽源带水的风险，在降负荷过程中如果锅炉燃烧已经不能再减后，尽量采用操作低旁来调整负荷，但是操作低旁时要注意再热汽压，辅汽联箱压力，小机转速的变化。如果辅汽联箱压力太低，不能满足轴封汽供汽时，及时启动电泵运行，减少辅汽的消耗量，电泵要认真检查确保可靠备用。

结束语：通过对300MW 级火力发电机组深度调峰运行的分析和总结，机组安全稳定运行是首要任务，虽然开启低压旁路运行经济性并不高，但在机组负荷降低到最低稳燃负荷后，采用旁路控制进行深度调峰，在成本消耗不会增加的情况下机组运行会更安全，有效避免机组深度调峰时的安全事故，又避免了全厂机组全停调峰，更避免了机组频繁启停调峰带来的繁多操作，为火力发电厂安全稳定完成迎峰度夏特殊运行任务打下坚实基础。

参考文献：

[1] 杨建卫. 火电机组深度调峰下的优化控制技术研究[J]. 电力与能源,2019,3(05):683-685，689.

[2] 王金飞, 王松.1000MW 超超临界火电机组深度调峰研究及应用[J]. 节能与环保,2019，(08):72-73.