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摘要：为解决常规启停机技术存在的主要缺陷及提高机组的控制能力，本论文以宁夏电网六盘山热电厂为例，详细的阐述了热电联产机组/热电厂大容量机组启停调峰技术，通过实际运行发现，该技术能够有效提高电网负荷的调节效应，增强新能源的消纳能力。
关键词：热电联产 大容量机组 调峰技术
引言
启停调峰即两班制调峰，是指机组根据电网日负荷曲线的分配规律，白天正常运行，夜间电网负荷低谷时停机6-8小时，次日清晨热态启动，机组重新并网。其最大优点是机组可调出力大，可达100%机组最大负荷，调节电网负荷效果明显，是消纳新能源的有效途径。但运行操作复杂，由于主、辅机启停频繁，对设备寿命有明显影响，并且热态启动时，参数要求严格，运行人员控制较难，安全因素较低。
1 宁夏电网火电机组启停调峰可行性
以宁夏电网330kV电厂六盘山热电厂为例说明启停调峰可行性。六盘山热电厂装机容量660MW，其汽轮机为上海电气集团股份有限公司汽轮机厂生产的CZK330-16.67/0.4/538/538型亚临界、一次中间再热、一级调整采暖抽汽﹑单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式机组。汽轮机额定功率为330MW，最大连续出力352.904MW。其具备启停调峰的理由是：
（1）采用高中压合缸，高中压部分的进汽均在汽缸中部，即高温部分集中在汽缸中部，高中压合缸为双层缸，高温部分的内外缸夹层通以冷却蒸汽，可以采用较薄的缸壁，热应力较小。启动时，内外缸夹层中的蒸汽可使内外缸尽可能迅速同步加热，有利于缩短启动时间。
（2）高中压内外缸的法兰螺栓靠近缸壁中心线，使缸壁与法兰厚度相差不大，这样就使得汽缸、法兰、螺栓都易于加热，从而改善了螺栓的受力条件， 同时取消法兰螺栓加热装置，简化了系统和启动操作程序，为机组的快速启动创造了良好的条件。
（3）高、中、低压转子都采用整锻结构，对启动和变工况的适应性强。高中压转子高温段采用了较低温度的蒸汽来冷却。这种结构的采用，使得转子在正常工作时能得到冷却，而在启动过程中又可使转子得到迅速加热，以提高启动速度，缩短启动时间。
（4）设计时要求其负荷性能满足既能带基本负荷，也能带尖峰负荷，或者实行两班制的运行，因此采取了较大的轴向间隙，胀差的允许值大，有利于热态启动时快速升温升负荷，缩短启动时间。机组从冲转到额定负荷的时间，热态为 30 分钟。
（5）旁路系统容量较大，一般为30%－50%，能很好的适应热态启动时，要求一、二次汽温快速提升的需要。两台330MW机组具备两级旁路，容量为锅炉总蒸发量的30%。
（6）热力系统设计满足两班制的需要。该厂两台330MW机组，有两路厂用蒸汽母管，能满足一台机组两班制调峰热态启动前给水前期除氧的要求，该厂还有凝结水精处理装置，可进一步缩短启动前除氧的时间，并可有效减轻锅炉和汽机的结垢。
（7）机组频繁启动和操作设备运行可靠性将降低，事故概率将增加。但是引进型330MW机组自动监控水平较原国产125、300MW 机组有了很大提高给两班制调峰带来有利条件。
2 启停调峰技术措施
机组启停调峰的首要任务是保证锅炉设备的安全，主要归结为要尽量减少汽包壁温差、保证厚壁联箱及过热器、再热器等受热面的安全，并要在启停过程中保持尽可能的经济型，减少燃油消耗和其它热量损失。温度控制如公式（1）所示：
式中：qA为炉膛截面热负荷
qR为燃烧器的壁面热负荷
qV为燃烧器体积热负荷
B为燃煤量
Qar.net为燃料的基低位发热量
A为炉膛横截面积
、b为炉膛的深度、宽度
V为炉膛容积
HR为燃烧器区域高度，一般取上层一次风喷口上方1.5m处和下层一次风喷口1m处的距离
为卫燃带面积修正系数。
2.1 控制汽包上下壁温差的措施
在多次的启停实验中，发现控制汽包上下壁温差的关键是严格控制汽压下降的速度，而汽压变化速度最大且最不容易控制的时候是锅炉点火启动初期。此时，由于引送风机启动，按升炉规定对炉膛进行通风吹管，实质上对热炉起到了强制冷却、快速降压的作用。特别是锅炉点火后，汽机随之进行凝结器抽真空，开一、二级旁路等一系列操作，更进一步促使锅炉汽压大幅度降低，而锅炉此时增加负荷有限，造成了锅炉短时内压力急剧大幅下降。其后又以较快的升压速度升压，汽包最大上下壁温差高达45℃。
对此采取如下措施减少汽压的急剧降低：
（1）将启动引送风机通风吹管的时间缩短为1～2min;
（2）同时对角点燃两个油枪；
（3）点火后在汽压下降时不开启对空排汽门；
（4）当主汽压力停止下降时抽真空，汽压开始上升时汽机开启二级旁路100%，一级旁路2%～5%。同时开启各过热器属水10min后关闭。当主汽压力升至风机启动时的压力，再根据压力的上升情况逐渐开大一级旁路。
（5）点火15min后投入第三个油枪至四个油枪全投。
通过上述措施，锅炉点火后汽压的下降幅度减少，汽包上下壁温差降至32℃。
2.2 停炉熄火后保温保压措施
为减少停炉后的热量损失，降低汽包上下壁温差，我们在热态停炉操作中除采取常规的保温保压措施的同时，还采取锅炉停炉后继续进水至汽包水位计的最高水位的措施，从而保证了锅炉熄火后和锅炉启动前的7小时内不对汽包水位补水。使锅炉熄火至点火时间断内压力降为3.0MPa，主汽温度降为145℃左右。
2.3防止过热器再热器管壁超温的措施
启停调峰操作过程中避免过热器、再热器管壁超温的关键是严格控制升温升压的速度，防止赶火升压，均衡控制热负荷的增长。按启停调峰实验确定的规定，要求控制饱和蒸汽变化率≤1.5℃/min，主汽压力变化率≤0.1MPa/min，加负荷速度≤2500kW/min，过热器和再热器管壁一般不会超温。并且要求监盘司炉严密注视一、二级减温器后的温度变化，如发现含氧量表指示急剧下降，一、二级减温器后温度急剧升高，便迅速降低炉膛热负荷，调整减温水，控制各级减温水后的温度，在保持主汽温度平稳上升的同时，避免过热器和再热器壁温超温。
2.4 启停操作阶段的低负荷稳燃措施
在锅炉启停调峰低负荷运行阶段中，如何做到既节约燃油又能稳定燃烧至关重要。为此，在合理配风、优化燃烧调整的同时，要求在停炉操作前，保持较高粉位（4.2～4.5m）。对于400t/h锅炉，其电负荷降至100MW时即停运一台制粉系统，负荷降至80MW时停运另一台制粉系统。80MW以下的低负荷运行期间没有三次风的干扰，滑参数停炉期间的燃烧稳定性大为改善，参数较易控制。升炉过程中，待负荷带至40MW时，启动需一套制粉系统运行，以提高低负荷阶段的燃烧稳定性，并有效地减少低负荷运行期间油枪投入的数量和运行时间，起到了稳定燃烧节约燃油的作用。
3总结
本论文举列宁夏电网六盘山热电厂的汽机参数说明启停调峰的可行性，并且总结归纳启停调峰的关键技术，并给出相应的控制措施，从而保证机组启停调峰时各项指标、参数满足正常需求。为热电联产\热电厂机组能够进行启停调峰提供技术参考，以达到电网正常调峰、最大限额的消纳新能源。
参考文献
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论文作者:刘刚
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/25
标签：负荷论文; 机组论文; 汽包论文; 锅炉论文; 电网论文; 热电厂论文; 炉膛论文; 《防护工程》2018年第29期论文;