摘要：由于国家政策及我国电力市场需求导向的影响，各个火力发电机组，尤其是对于大容量的机组参与的深度调峰已经成为发展趋势的一大特征。借此，本文就以武乡电厂一期工程2号锅炉低负荷工况投运C层大调节比煤粉燃烧器，就大容量机组参与深度调峰运行特点及注意事项进行了梳理，并且就深度调峰对大容量机组带来的不利影响进行了探究和分析，进而为进行大容量机组深度调峰改造事宜提供理论方面的思考和建议。
关键词：600MW；亚临界燃煤机组；深度调峰；不利影响
引言
根据《国家发改委、国家能源局关于印发的通知》中规定了，一旦一台机组被认定为可再生能源调峰机组，那么，该机组需要退出当前的市场电量交易，并且在后续年份中会获取不低于上一年平均利用的基础电量，进而有效的避免激烈的市场竞争，为企业实现利益最大化。因此，各个地区进行600MW亚临界燃煤机组深度调峰的运行分析，不仅可以实现机组设备的改造和升级，而且还能够提高机组应用的灵活性。
一、项目情况概述
武乡电厂一期工程建设规模为1200MW，安装2台600MW国产亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽直接空冷凝汽式汽轮机，三相两极同步发电机，采用水氢氢冷却方式，励磁方式自并励静止励磁系统，安装两台2080t/h亚临界控制循环汽包锅炉，四角切圆燃烧，单炉膛∏型布置，一次中间再热，平衡通风，全钢构架，半露天布置，固态排渣煤粉炉，1号、2号机组分别于2006年10月和2007年1月投产发电。为适应武乡电厂一期工程2号锅炉低负荷工况投运C层大调节比煤粉燃烧器，我方编制技术方案如下：拟将2号锅炉D磨对应的原煤仓增加隔层并加固，改造为1个日常使用煤仓和1个调峰用煤仓，在煤仓间运转层增加1台称重给煤机，在锅炉房0m层增加1台中速磨煤机、1台密封风机、1台增压风机及对应的压力风管道、密封风管道，在锅炉低负荷工况时将热值较高的优质煤磨制为煤粉，并通过中速磨煤机出口送粉管道输送至C层大调节比燃烧器中频加热线圈入口，以点燃热值较低的日常用煤。设计范围包括：磨煤机、给煤机、增压风机、密封风机等设备选型、布置及其检修起吊设施、维护平台等；新设磨煤机的压力风系统、密封风系统、燃烧制粉系统、消防蒸汽系统、压缩空气系统的拟定和管道设计、保温油漆设计；配套2号锅炉C层大调节比煤粉燃烧器的送粉管道改造；以及上述改造涉及的电气系统、控制系统、土建结构部分、消防系统等。设计范围不包括2号锅炉C层大调节比煤粉燃烧器本体及脱硝再循环烟道。如图1武乡电厂一期工程平面布置图和图2武乡电厂一期工程剖面布置图。
图1 武乡电厂一期工程平面布置图
图2 武乡电厂一期工程剖面布置图
二、600MW亚临界燃煤机组深度调峰运行特征及注意事项
2.1低负荷燃烧
有效的深度调峰前提条件就是要保证低负荷工况炉膛燃烧的稳定性。由于低负荷工况下，炉膛温度低、火焰质量差，调整不当，极易造成灭火的后果，尤其是随着近年来配煤掺烧事宜的推行，燃烧工段的恶化现状越来越严重。所以，为了保证低负荷燃烧的稳定性，武乡电厂在一期工程中对机组中的原煤仓进行改造升级，采取“虾米曲线”式的原煤仓，不仅有效的避免了泥煤引发的断煤、蓬煤现象，而且也为600MW亚临界燃煤机组深度调峰正常运行提供了基础性的保障。此外，结合配煤掺烧实验，进一步加强对燃煤的掺配比例进行管理，不仅要根据煤场内正常的掺配方式进行分仓上煤，而且还要在日常工作中，或者是深度调峰工作中保证底层煤质热量不低于4500kcal/kg的优质烟煤，兼顾好燃烧过程中的质量、安全和环保。同时，低负荷运行中，需要将干排渣液压关断门适当的进行关闭，尽可能的减少炉膛底部漏风情况。如图3武乡电厂2#锅炉大调节比煤粉燃烧器技术应用工程示意图。
图3 武乡电厂2#锅炉大调节比煤粉燃烧器技术应用工程示意图
2.2低负荷环保运行
低负荷工况是保障脱硝出口NOx不超标的必要性条件，所以，在低负荷运行的状态下，首先，脱硝入口的烟气温度必须要达到满足催化剂使用的要求，这也是为了避免环保事件的发生；其次，还需要考虑到NOx的生成量问题，保障脱硝入口烟气温度，降低喷氨量的同时，防止深度调峰中空预器加速堵塞的情况出现；最后，加强视辅汽温度的监管，在必要的情况下，可以提高冷再至辅汽压力，尽可能避免氨区蒸发器出力不足的情况出现。另外，根据脱硝入口烟气温度的认知，深度调峰中，加强深度调峰路挡板控制逻辑，或者是提前开启省煤器旁的路烟气挡板，不仅可以满足脱硝系统入口烟气温度，而且也为脱硝系统的正常运行提供了保障。
2.3低负荷节能分析
在资源能源节约型社会理念的影响下，600MW亚临界燃煤机组深度调峰在低负荷的状态下运行，不仅要保障其运行的质量和安全，而且还要关注到其环保性和经济适用性。所以，加强运行方式的调整、配风的合理分配、再热汽温度及壁温的稳定性等，进一步提高锅炉燃烧和汽轮机的功率。另外，在机组背压情况灵活性调整方面，就空冷机的运行台数进行了调整，电除尘退出电厂运行，或者是切换至低负荷模式下运行，真正的将节能工作做到实处，或者是细节之处，如600MW亚临界燃煤机组深度调峰工况当做低负荷典型工况进行对比分析，客观平衡安全性和经济适用性之间的关系。如厂内用电率、低电煤耗指标、投资概算等的制定。
2.4其他方面的安全保障事宜
在低负荷状态下，第一，空预器需要及时投入连续吹灰的作业之中，这也是为了防止烟道尾部出现再次燃烧的情况；第二，在机组深度调峰的状态下，响应负荷指令，在快速上升，或者是快速下降过程中的汽轮机振动监管，为机组旁路的可靠性提供保障；第三，机组深度调峰运行期间，对组织配风、火焰中心等进行合理的调整，保障受热面温度过高。如土建部分的磨煤机基础、一次风机基础及密封风机基础均采用钢筋混凝土大块式基础，布置于锅炉房0m层；闭式水集装装置基础采用钢筋混凝土大块式基础，布置于锅炉房0m层；给煤机基础布置于煤仓间运转层，在楼板局部增加埋件并加固。本工程厂区地震基本烈度7度，框架抗震等级三级，按7度要求采取抗震措施。
三、参与600MW亚临界燃煤机组深度调峰带来的不利影响
3.1机组深度调峰安全性、经济性信任危机
由于深度调峰对机组的安全性、可靠性要求都比较高，但是，深度调峰对机组的安全性和经济性影响是极为严重的，因为深度调峰极易引起电厂用电率上升，供电煤耗损增加等问题。所以，首先，加强设备缺陷方面的治理工作，保障机组全面负荷运行的效率、质量和安全。其次，深度调峰也会对机组的辅助设备也会造成一定的影响，如汽轮机的热冲击、周期疲劳损耗、金属寿命缩短等。
3.2燃烧控制力度增强，资源损耗增加
在低负荷运行状态下，深度调峰对其燃烧的稳定性要求极高，所以，为了保障运行的稳定性，势必会增强资源能源的耗损增加，并且在一定程度上，机器的耗损也是不可忽视的。如DCS系统其功能范围均包括数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）、锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）。为适应锅炉低负荷工况投运C层大调节比煤粉燃烧器，我方编制磨煤机制粉方案：拟将2号锅炉D磨对应的原煤仓增加隔层并加固，改造为1个日常使用煤仓和1个调峰用煤仓，在煤仓间运转层增加1台称重给煤机，在锅炉房0m层增加1台中速磨煤机、1台密封风机、1台一次风机及对应的压力风管道、密封风管道，在锅炉低负荷工况时将热值较高的优质煤磨制为煤粉，并通过中速磨煤机出口送粉管道输送至C层大调节比燃烧器。
四、总结
综上所述，在关于600MW亚临界燃煤机组深度调峰运行分析的过程中，对机组的设备、灵活性等方面进行调整，不仅实现了30%到100%额定负荷下深度调峰的稳定性，而且还保证了烟尘、二氧化硫、氮氧化物等指标的低排放，真正实现了资源能源的节约和充分利用，同时，也实现了企业利益最大化的目标，为企业市场竞争占据优势奠定基础性条件。
参考文献：
[1]吴瑞康，楼可炜，丁阳均.燃煤机组深度调峰对汽轮机组的影响.汽轮监督，2017.
[2]山西能源监管办.山西电力烽火深度调峰市场操作细则.2018.
论文作者:蔡新鹏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/6
标签：机组论文; 武乡论文; 深度论文; 负荷论文; 工况论文; 锅炉论文; 电厂论文; 《电力设备》2019年第2期论文;