(浙江大唐乌沙山发电有限责任公司 315722)
摘要：电力作为支撑国家经济发展的重要基础设施，维持电网稳定、经济运行对于保障社会的工业生产和居民生活用电具有重要的意义。近年来，电网机组结构发生了显著变化，风能、水电、太阳能、核电机组、大功率直流跨区域输电在区域电网中的容量占比增大，但是新能源的调峰能力欠缺，需要火电机组深度调峰，以满足电网稳定运行的要求。本文分析超临界直流燃煤机组深度调峰和适当调峰时的运行情况、容易出现的问题及运行调整方法。
关键词:600MW；发电厂；调峰；直流锅炉；超临界
Abstract: electric power supporting national economic development as an important infrastructure, maintain to safeguard social stability and economic of power grid is of great significance to the industrial production and residents living power. Unit structure changed dramatically in recent years, the power grid, wind power, hydropower, solar, nuclear power units, high power dc cross-regional transmission capacity proportion increase in regional power grid, but new energy peaking capacity lack, need the depth of the thermal power unit load, in order to meet the requirements of the stability of power grid. In this paper, supercritical dc load of coal-fired units depth and proper peak shaving operation problems, and adjustment method of operation.
Key words: 600 mw; Power plant; Load; Once-through boiler; supercritical
煤炭作为不可再生能源，为了减少化石燃料的消耗，为了减少环境污染，国家大力发展水电、核电、风能、太阳能等新能源[1]。政策要求各级电网优先消化新能源，减少弃风、弃水等现象。经济发达区域，环保压力大，燃煤机组审批受限，为了保证足够的电力供应，国家电网建设大容量的特高压直流输电。比如国家电网建设800万千万的溪洛渡-浙江±800千伏特高压直流输电工程，将西南地区约400亿千瓦时清洁水电送到华东；宁东—浙江800千伏特高压直流工程，将宁夏的煤炭通过电能方式输送到浙江。因为以上两个原因，东部沿海区域的火电机组利用小时数逐年下降，尤其是过年、过节等低负荷时间段，电网运行压力大，要求火电机组深度调峰，满足电网运行的需要。
1 燃煤机组适当调峰
目前600MW机组AGC负荷为50%至100%负荷，如果电网要求降至50%负荷以下，就要解除AGC，改为电话调度。负荷在240MW以下，机组转为湿态运行，运行调整多，安全性变差。因此适当调峰负荷为240MW至300MW。经过浙江电科院测试，适当调峰时，锅炉有一定的稳定燃烧能力，不用投入等离子、油枪等稳燃措施。但是运行人员应加强监视炉膛负压、火焰电视、火检充满度等指标。负荷靠近240MW时，要注意煤质波动及一次调频，负荷波动到240MW以下，锅炉转为湿态运行。适当调峰对汽轮机和发电机影响不大。
脱硝设备安装在空预器之前，脱硝催化剂温度要求300℃至400℃。机组低负荷时，由于脱硝入口烟温低于300℃，导致脱硝系统自动退出运行，影响脱硝投入率。为了减少脱硝系统低温退出次数，同时，保证脱硝催化剂的使用寿命，通过锅炉燃烧调整，维持入口烟温在300℃~310℃之间。调整方法为：（1）、尽量开大运行磨二次风，开大下层过燃风，保证可燃物的燃烬率，有利于烟温的提高；（2）、适当提高二次风母管风压，提高各运行层燃烧器二次风箱风压；（3）、适当提高一次风母管风压，增加磨煤机入口风量和风速；（4）、保证备用磨煤机正常备用的前提下，适当减小备用磨通风量。如果要求负荷更低的时候，脱硝不退出，就要进行设备改造，将热烟气引到脱硝入口，以保证脱硝入口温度。
2 燃煤机组深度调峰
2.1深度调峰对汽轮机方面的调整及注意事项
汽轮机进汽方式有“顺序阀”和“单阀”。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆“顺序阀”虽然节流小，汽轮机效率高，但是调节级温降大，不利于汽轮机的均匀冷却[2]。因此低负荷时，将汽轮机阀门控制切为“单阀”，调峰结束后，要立即切回“顺序阀”。
凝结水系统，缓慢打开凝结水泵再循环，除氧器水位调整由凝结水泵变频控制切为除氧器上水阀门控制，确保一定的凝结水压力。随着机组负荷降低，锅炉给水流量下降，相应的凝结水流量也下降，为了保证凝结水泵的最小流量，需要将再循环门全开。全开是为了防止阀门冲刷，损坏再循环门。通过提高变频出力，提高凝结水压力，是因为凝结水带了汽动给水泵的机械密封水、轴封的减温水、疏水扩容器的减温水等，为了保证各减温水的供给，必须保证凝结水一定的最小压力。而且凝结水压力下降到一定程度，精处理会连锁退出。
给水系统， 一台汽动给水泵再循环全开，电泵可靠备用。负荷≤180MW时，一台小机退至2000rpm备用，注意另一台小机低压调门≤60％。汽动给水泵再循环全开，也是为了保证给水泵的最小流量。
加强对凝汽器水位、除氧器水位就的监视，防止出现高水位；加强对高加水位的监视，当监视段压差过低时，要及时打开危机疏水，防止高加水位过高[3]。
加强对汽轮机监视画面的监视。低负荷运行时，主、再热蒸汽温度较低，引起汽轮机胀差变小。低负荷一般调门开度较小，这时如果发生的振动一般与调门开度有很大关系，主要是汽流不稳导致的。低负荷时，主汽温度低，容易引起末级湿度增大，容易过负荷，轴向推力也增大。
2.2深度调峰对锅炉方面的调整及注意事项
锅炉低负荷运行，稳定燃烧能力下降[4]，燃烧不充分，不完全燃烧严重，导致尾部烟道积粉以及烟囱冒黑烟。稳定燃烧，是深调的重要调整方向，1）调峰前提前调整煤种，保证深度调峰时，已经燃烧到易燃煤种；2）及时投入等离子、油枪等助燃设备，加强对燃烧好坏的监视；3）燃烧器集中使用，保证有足够的煤粉浓度；4）保证好一次风和二次风配风。为了防止尾部烟道再燃烧，空预器要连续吹灰。
锅炉低负荷运行时，容易结焦。负荷高于180MW，按规定对锅炉本体进行吹灰，负荷低于180MW，为防止燃烧不稳，停止锅炉本体定期吹灰。电网低谷渡过之后，及时联系调度涨负荷投负控，投入炉膛吹灰。
锅炉低负荷运行时，炉膛火焰充满度差。锅炉受热面容易超温，加强受热面管壁温度监视，屏式过热器管壁温度、高温过热器管壁温度、高温再热器管壁温度控制不超过设计值，否则降低主、再热蒸汽温度运行。
锅炉低负荷运行时，排烟温度降低和过量空气系数增加使烟气中三氧化硫浓度上升，露点温度显著提高，而此时空气预热器冷端壁温显著降低，若低于露点温度以下，可能会发生低温腐蚀[5]。
2.3深度调峰对发电机方面的调整及注意事项
过年等节日期间，电网负荷低，系统电压可能会升高，按照调度要求电压曲线维持发电机出口电压，注意控制发电机出口电压在额定值的±5%范围内变动，注意励磁系统运行情况。
发电机可能会进相运行，在发电机进相运行期间，定子铁心、端部结构件会发热严重，控制定子铁心、端部结构件，定子线圈及线圈出水温度不超规定值。发电机在不同有功负荷状态下，无功负荷不得超过发电机稳定限额。发电机失磁、失步保护完好投入。厂用电电压不能太低，保证电动机的正常运行。
3 燃煤机组调峰安全与经济性分析
3.1调峰对机组安全影响
燃煤机组调峰时, 因锅炉受热面设计和布置影响，主、再热汽温维持不住额定温度，会下降较多。频繁调峰主、再热汽温周期性、大幅度的变化，使汽轮机和蒸汽管道机械应力和热应力剧烈波动,引起金属材料的低周疲劳, 直接影响汽轮机和蒸汽管道的安全运行和寿命损失。机组深度调峰时，机组调整较多，运行人员调整压力大，增加机组的安全运行风险。
3.2调峰对机组经济性影响
低负荷下锅炉热效率均有所下降, 主要与炉膛燃烧区域温度水平下降,引起不完全燃烧损失增大，为了降低不完全燃烧损失，调高炉膛过量空气系数，进而引起排烟热损失偏大。厂用电率升高，电机大部分是工频运行，没有随着负荷下降，用电量未相应减少。调峰时，投油助燃时，燃料成本增加很多。低负荷下，抽汽量下降，虽然给水量也下降，但是不够弥补抽汽量下降的影响，还会造成给水温度下降，锅炉效率下降。汽轮机低负荷运行时，运行经济性差，产生较大的鼓风损失，节流较大，膨胀不均。总而言之，调峰对机组的经济性影响较大。
结论
本文通过分析燃煤机组深度调峰，汽轮机、锅炉、发电机方面存在的问题，针对性的提出运行人员的调整措施，保证深度调峰期间机组的安全稳定经济运行。机组调峰会造成机组运行经济性和安全性的下降，但是现实要求机组调峰越来越频繁，为了适应调峰需要，需要汽轮机、锅炉、发电机做相应的研发设计。
参考文献
[1] 张宁，周天睿，段长刚，唐晓军，黄建军，卢湛，康重庆. 大规模风电场接入对电力系统调峰的影响[J].电网技术，2010，01（05）：152-158.
[2]王赤夫. 石门电厂2号机变负荷调峰经济运行方式探讨[J].湖南电力，1999，02：9-10.
[3]侯昭毅，刘启亮. 菏泽电厂机组深度调峰及安全与经济研究[J].山东电力高等专科学校学报，2008，03（28）：77-80.
[4]李长佶，李朝阳，王庆山. 合山电厂高压锅炉调峰运行及若干问题分析 [J].广西电力技术，1999，04（005）：15-20.
[5] 张桂燕.300MW火电调峰机组运行问题的研究[D].华北电力大学，2008.
论文作者:宋军伟
论文发表刊物:《电力设备》2016年第16期
论文发表时间:2016/11/7
标签：负荷论文; 机组论文; 汽轮机论文; 锅炉论文; 电网论文; 凝结水论文; 温度论文; 《电力设备》2016年第16期论文;