600MW亚临界纯凝机组深度调峰工况煤耗趋势

600MW亚临界纯凝机组深度调峰工况煤耗趋势

张泽皓

大唐华银金竹山火力发电分公司 湖南 冷水江 417500

摘要：在电力市场化改革日益深化的背景下，火电机组在电网调峰中的参与度越来越高，范围越来越广。为满足电网调峰需要，火电机组需在较宽负荷区间进行灵活调节，对其经济性要求较高。本论文选取600MW亚临界纯凝机组作为研究对象，在分析其不同负荷时热耗和电耗数据的基础上，对深度调峰运行时机组煤耗变化趋势展开研究，文中还提出优化运行方式，提高机组经济性等对策。

关键词：亚临界纯凝机组；深度调峰；煤耗趋势；经济性

一、机组概况

本研究的焦点是某电厂的600MW亚临界纯凝机组，其锅炉类型为亚临界、中间再热、一次中间过热汽包自然循环锅炉，炉型为W火焰锅炉。汽轮机是亚临界，一次再热，单轴，三缸四排汽，双背压的凝汽式汽轮发电机组。机组在额定负荷时，主蒸汽压力16.7MPa,主蒸汽温度538°C,再热蒸汽538°C。

二、深度调峰工况下机组煤耗影响因素分析

（一）负荷变化对机组煤耗的影响

    煤炭的消耗在很大程度上受到机组负荷的影响。通过分析锅炉给水温度、汽温等参数与汽轮机热损失之间的关系以及不同负荷条件下的热力计算，得出了深度调峰运行时以最低耗煤为目标函数进行优化调整的方法。在进行深度调峰操作时，机组的负荷波动很大，长时间的低负荷运行会导致机组的热效率下降和煤炭消耗上升。随着负荷逐步降低，机组的煤耗逐渐上升，在30%THA工况下，机组的煤耗比额定工况增加了51.5g/kWh，增幅达到了15%。

（二）热耗变化对机组煤耗的影响

机组的热量消耗对煤的消耗产生了明显的影响。通过调整给煤配比、配风方式等方法可以改善燃烧状况，降低燃料消耗。在进行深度调峰操作时，锅炉的运行环境会出现较大的波动，这导致供水温度和初级风温难以维持在最优状态，进而增加了机组的热能消耗。随着负荷逐步降低，机组的热能消耗逐渐上升，在30%THA的工况下，机组的热耗比额定工况增加了955kJ/kWh，增幅达到了12%。

（三）电耗变化对机组煤耗的影响

机组的煤耗不仅受到热耗的影响，电耗的变动也起到了一定的作用。对于大容量汽轮发电机组来说，由于其容量较大，因此在电网中承担着更多的调峰任务。在深度调峰运行过程中，由于辅机频繁启停和负荷波动，大型电动机如引风机和给水泵的效率会下降，这进一步导致了厂用电率的提升。随着电力负荷的逐步降低，机组的厂用电率持续攀升，尤其是在30%THA的工作条件下，与额定工况相比，厂用电率提高了2.95个百分点，增长幅度高达51%。

三、提高深度调峰工况下机组经济性的措施

（一）优化运行方式

为了降低深度调峰对机组经济效益的不良影响，可以考虑通过优化机组的运行模式来减少煤的消耗。在保证安全的前提下应尽量减少循环水泵台数和提高循环水温度。例如，合理地规划机组的启动和停止，以及缩减在低负荷状态下的运行时长等；在电力负荷较大时，应及时移除部分辅助设备，以降低厂用电率；通过加强锅炉的燃烧调节，可以有效地提升锅炉的工作效率。这些措施都能有效地改善电网供电质量并提高电厂经济性。此外，可以优化机组的升降负荷速度，以减少因频繁的启动和停止以及快速负荷变化导致的能量损耗。在进行深度调峰操作时，选择滑压运行策略是一个切实可行的方案。这种策略能够通过降低主蒸汽的压力来适应负荷的变化，进而减少炉膛和汽包的能量波动，从而进一步提高机组的运行灵活性和经济效益。

（二）加强机组维护

在进行深度调峰操作的环境下，辅机经常面临启动和停止的需求，这不仅导致了设备损耗的增加，还可能触发各种缺陷和故障。如果不及时进行维修或处理的话，就会给电网带来很大损失。因此，有必要实施合适的策略以减少维修成本并延长产品的使用寿命。其中最关键的就是要做好机组的预防性试验工作。通过对机组进行更多的维护工作，有能力显著地缩短非预期的停机周期，同时也能提高机组的工作效能和经济收益。为了加强锅炉的水冷壁、过热器以及其他受热面的防磨和防爆措施，必须定期检查管壁的磨损情况，对磨损超标的壁管进行更换。另外还要定期对炉水系统进行清洗和处理，防止炉内结垢现象的发生，从而保证整个锅炉的安全经济运行。汽轮机作为发电厂中一个极为重要的组成部分，其安全性直接关系着整个电力系统能否安全可靠地运行。在机组计划性检修期间，维护工作显得尤为关键。例如定期开展汽轮机揭缸检修，及时检查叶片腐蚀结构情况，调整密封间隙等。本研究旨在通过深入分析影响机组安全、稳定和经济运行的各种因素，并结合某电厂的具体情况来制定相应的策略和对策。由于该电厂的高参数大容量亚临界汽包锅炉，其自身具有一定的特殊性和复杂性。在此基础上，还必须要进一步做好设备检修工作，避免因不及时维修造成设备损坏或安全隐患。此外，有必要强化企业的技术培训和分享经验，以提高机组的操作技巧和紧急响应能力，从而尽可能减少因人为错误导致的非预期停机事件。

（三）改造升级

对于运行时间较长的机组，可以考虑进行升级改造，从而增强机组的经济效益。目前，国内外已有不少电厂在这方面取得了一定的成效。例如，锅炉、汽轮机等主设备的升温不升压改造；汽轮机通流部分改造；对凝汽器的真空系统进行了优化，并降低了凝汽的压力。在这些技术进步中，通过对设备进行技术改造和参数调整来实现节能降耗是一种经济可行的方法。综合运用多种节能改进手段可以显著减少机组的煤炭消耗。在保证安全经济运行的前提下，通过合理的技术改造可以实现节能降耗的目标。为了满足深度调峰的需求，机组可以选择多种灵活的改造策略，如优化锅炉的掺烧配比、更新一次调频和AGC系统，以及供热系统的改进。这种实用新型显著提高了机组在调峰时的运行稳定性和经济效益。针对不同类型的机组提出了相应的改进建议。在进行改造和升级的过程中，应当深入考虑机组的运行特性和现场的实际情况，并依据当地的具体环境来选择最合适的技术解决方案。针对不同类型机组应采取针对性的技术改造手段。在改造工程完成之后，应该加强运行的优化和监测分析，并持续追踪改造的效果，以不断提升改造的质量和水平。

总结

本论文选取600MW亚临界纯凝机组作为研究对象，在分析其不同负荷时热耗和电耗数据的基础上，对深度调峰运行时机组煤耗变化趋势展开研究，得到如下结论：深度调峰运行时，机组热耗和厂用电率随负荷减小而逐渐增大，造成机组煤耗增加和经济性降低。在30%负荷工况下的情况下，机组的煤耗相较于额定工况增加了51.5g/kWh,增幅高达15%。在深度调峰运行时，机组煤耗受负荷，热耗和电耗影响较大。合理地控制机组负荷，缩短机组低负荷运行时间，提高设备运行效率，对降低机组煤耗是行之有效的。为提高机组深度调峰运行条件下的经济性，可通过优化运行模式，强化机组维护和改造升级，并结合多种节能措施来实现，保证机组安全稳定运行，同时使机组煤耗降至最低，增加了机组的经济效益。

参考文献

[1]齐建军，廉俊芳，赵志宏.660MW火电机组深度调峰能力探讨与经济安全性分析[J].内蒙古电力技术，2013,31（4）：51-53.

[2]沈利，徐书德，关键，等.超临界大容量火电机组深度调峰对燃煤锅炉的影响[J].发电设备，2016，31（1）：21-23.