浅析新现货市场下对1000MW二次再热机组的影响

浅析新现货市场下对1000MW二次再热机组的影响

张丽

大唐国际雷州发电有限责任公司 广东省湛江市 524000

1. 概要

现货市场已经在全国多地进行推广试运行，受益于百万二次再热机组在国内落地生根，本文通过研究掌握新现货市场下，负荷的变化对二次再热机组参数的影响，并进行分析和总结，不断地提出解决问题和提高现货模式下机组的调节手段和调整水平，为同类型机组提供实际参考。

关键词:1000MW；二次再热；现货市场；

2. 引言

现货模式下，除影响安全因素以外，机组的出力是严格由市场控制的。在确保边界利润的前提下，通过尽可能报合适的价格，从而在现货市场实时出清的情况下得到一个较高的负荷，以降低机组运行煤耗，进一步回馈于电厂经济利润。

3. 现货市场运行对机组安全性能的影响

   1. 对机组运行方式的影响

      1. 日内出清低谷负荷曲线低于机组最低稳燃负荷

日前出清低谷曲线为机组最低稳燃负荷，实际日内出清曲线有时会低于机组最低稳燃负荷。最低稳燃负荷为机组经过试验数据获得的机组安全稳定运行最小出力，机组出力低于最低稳燃负荷会导致机组安全稳定性能变差，存在极大的安全隐患。

受日内全网负荷较预测偏低较多、西电增送、各电厂“保开机”策略等原因影响，夜间低谷时段需要在网运行机组在最低稳燃负荷的基础上进一步深度调峰，造成机组实际出力低于最低稳燃负荷。

1. 1. 2. 负荷曲线两极分化严重，中间负荷时段较少

现货市场运行期间，全月各机组负荷曲线特性为：高峰时段维持90%额定负荷以上，低谷时段维持50%额定负荷及以下，50%-90%额定负荷变动速率大，负荷峰谷差较大，负荷变化幅度较非现货期间明显加剧。负荷曲线两极分化对机组定期试验开展困难，机组真空严密性试验、阀门活动试验无法按期完成。

1. 2. 对机组安全的影响

      1. 1. 低谷时段负荷频繁波动

现货市场运行期间，机组夜间低谷时段负荷曲线出现频繁波动的情况，对机组安全产生较大影响。对锅炉的影响：机组负荷波动时由于自动控制系统调节滞后易导致水冷壁、屏过频繁超温，加大锅炉泄漏风险，严重影响锅炉受热面寿命，尤其是在掺烧印尼动力煤种后，炉膛热负荷偏高时，锅炉尤其容易结焦，主要变现在涨负荷过程中，分离器温度、过热度均偏低约30℃左右，过热器温度正常，一次二次再热汽温偏高，负荷超过700MW时，再热减温水调阀全开，对应的壁温会达到超温限值。降负荷过程中，如过热度控制不好，容易出现垂直水冷壁超温的现象，控制壁温超温的过程中，也容易出现主汽温后期低温的现象。

对汽机侧影响：由于机组给水系统设置单台100%给水泵，在机组负荷在700MW附近波动过程中，需要提前打开再循环，如果打开不够及时，容易出现汽动给水泵流量低导致汽动给水泵流量波动的情况，严重时会发生给水泵跳闸事故。另外负荷变化频繁，汽轮机高压调阀参与调节频繁开关，易导致伺服阀马达疲劳受损，造成调门大幅摆动或突然关闭，也可能导致EH油管道压力波动，对管材及管道接头冲击较大，存在泄漏风险。曾出现负荷600MW降至400MW时，实际压力与设定压力偏差大，炉主控调压，煤量大幅降低，且综合阀位关至过小（63%），高调、中调参与负荷调节的情况。通过运行人员提前介入协调，包括压力变化速率、降负荷速率、煤量变化速度，一次风压调节。当综合阀位关至63%以下时，高调必然参与负荷调节，此时小机出力会受到影响，而小机高压切换阀未在自动状态，不利于运行人员操作。另外煤量过调时，极易造成磨煤机振动大、出口粉管漏粉堵粉等设备异常，威胁机组安全运行。

1. 1. 2. 低谷时段长期参与深度调峰

基于夜间现货市场电价较低等因素，为控制经营成本，少发无效益电量，提高公司经济效益，通过市场报价控制机组夜间出力均维持最低稳燃负荷。机组参与电网深度调峰期间，对机组稳定性、设备可靠性都产生较大影响。

锅炉抗扰动能力差。机组深度调峰运行时，各台磨煤量均较少，稳燃能力变差，当煤质变差或者发生燃烧异常时，容易出现磨煤机火检闪动；各台磨煤量较少，掺烧高挥发份煤种时有爆燃的风险。设备可靠性差。小机在参与深调的时候需频繁开关汽动给水泵再循环调整门，易导致再循环调整门冲刷损坏等。

1. 1. 3. 机组负荷曲线变化幅度大

机组负荷曲线特性较非现货期间变化幅度增加明显，经常由最低稳燃负荷直接涨到90%额定出力以上。负荷大幅度增加或减少，直接导致自动控制系统超调，对机组产生的影响如下：

①锅炉存在超压风险。燃用低热值的烟煤，在现货交易过程中经常出现负荷由400MW直接升至1000MW，磨煤机的出力短时间过调较多，例如磨煤机带的煤量过多，易出现堵磨或堵粉管现象，维持高一次风压吹通的过程中，容易出现主汽压超压风险。

②另外机组引风机全压升超限。从最低稳燃负荷涨至88%额定出力以上，快速大幅度涨负荷过程中，煤量过调严重，880MW以上负荷静压升容易超限，需解AGC，手动升降负荷。

③机组水冷壁低负荷易超温。由于锅炉燃烧反应滞后，锅炉给水的快速减少会造成水冷壁管壁温度长时间超限（例如垂直管前墙管壁温度409、433、445、457、469点等）。目前应对措施主要是降低烟气再循环风机的烟气量，增加烟气再循环风速，达到对炉膛的假想切圆变小，同时调小二次风和烟气再循环风的后墙调阀，将假想切圆往后墙推，也能缓解水冷壁超温现象。如果水冷壁超温较为严重，则需要解除机组AGC，缓慢降低锅炉负荷，保持水冷壁温度稳定。

④机组磨煤机振动风险大。机组降负荷的过程中由于机侧压力下降缓慢，入炉总煤量会在短时间下降至130T/h，磨煤机振动风险较大，导致粉管频繁出现漏粉现象。

⑤过再热减温水调阀盘根容易漏汽。机组因负荷波动大的过程中，汽温需要频繁的用减温水来控制。尤其在500MW-800MW涨降的过程中，主汽、一次二次再热汽温容易出现较大扰动，减温水也需要频繁进行投退，因此，容易出现减温水调阀盘根漏汽的现象，给现场人员以及机组的安全运行带来了很大隐患。

1. 3. 对机组自动控制方面的影响

机组夜间低谷时段长期参与电网深度调峰，需要解除AGC及机组协调手动调整，机组自动化控制程度降低，需手动操作如开关汽泵再循环调整门、大机切阀、启停制粉系统、投退先控系统等。负荷波动期间，脱硝系统调整滞后，导致过量喷氨，加剧空预器受热面硫酸氢铵产生，空预器堵塞、电除尘火化率高，严重导致引风机失速、机组限出力风险加大。

1. 4. 对环保指标的影响

      1. 环保参数超标

① NOx浓度波动大。锅炉燃用高热值的内贸煤，锅炉低负荷运行过程中入炉煤量偏少，负荷波动导致的煤量波动会造成省煤器入口氧量在5-8%范围内波动，脱硝入口NOx浓度会随着氧量波动大幅波动，目前自动调节困难，导致喷氨过量的同时易造成NOx瞬时值超标。

② 快速大幅度涨负荷时，因吸收塔补浆需要时间，如入炉煤硫份发生变化，极易导致吸收塔出口二氧化硫超标，出现机组限负荷，引起现货市场经济损失。

1. 1. 2. 环保设备损耗增大。

① 机组负荷波动大，辅控人员为兼顾环保排放与绩效调整，吸收塔浆液循环泵启动频繁，浆液循环泵出、入口管道频繁漏浆。

② 机组白天长期高负荷运行，由于大量掺烧内贸煤，入炉煤硫份较高，吸收塔石膏浆液密度较高，浆液排放系统压力较大，吸收塔浆液密度长期高位运行，导致脱硫效率降低。

4. 结语

南方电网电力现货市场全月带结算试运行开展以来，机组在参与过程中暴露出较多问题，需要进一步加强运行管理，提高调整水平，同时将问题进行总结和分析，联合设备与营销等部门，作为日后现货报价方案制定的参考依据，为顺利参与南方电网电力现货市场长周期运行提供支持。

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