（铜山华润电力有限公司发电部 徐州 221000）
摘要：随着火力发电厂利用小时数下调，大容量发电机组进行深度调峰时，存在一定的安全风险，但通过一定的技术改造及优化运行操作调整，可以将风险降至最低，确保机组安全稳定运行。文章以某火力发电厂1000MW超超临界机组为探索对象，介绍深度调峰期间的运行经验。
关键词：超超临界；深度调峰；锅炉稳燃；经济运行。
1 设备概况
某厂1000MW超超临界机组，锅炉型号：SG-3044/27.46-M53X，上海锅炉厂制造，超超临界参数、直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、四角切圆燃烧方式塔式锅炉，采用正压直吹式制粉系统，设6台中速磨煤机，正常5台磨煤机可满足额定负荷要求。
2 深度调峰对机组安全的影响
2.1 煤质特性的影响
火电厂深度调峰的最低负荷取决于锅炉最低稳燃负荷，锅炉厂给出的最低稳燃负荷是由燃用设计煤种条件所确定，而实际情况下锅炉最低稳燃负荷受煤种变动等多种因素制约。该厂燃用煤具有矿点多，煤质波动大等特点，煤质频繁变化易引起设备故障或出力受限。低负荷时，锅炉运行的安全性和经济性将受影响，甚至因燃烧异常出现锅炉灭火、设备故障等严重后果。
经过多次煤质变化燃烧优化试验，并总结煤种掺配加仓的经验，采用燃料全价值寻优系统，将入厂煤种、加仓煤质、燃烧反馈、优化调整形成整体，根据设备的运行工况，确定加仓方式，确保锅炉最佳的运行控制方式。另外，经过长时间试验，确定上三层主力磨组采用中热值、高挥发分、低灰分、低硫分的煤种，在炉侧投运广义回热系统后，提高冷热一、二次风温，提高燃烧稳定性。
2.2 低负荷下的燃烧稳定性
锅炉燃烧稳定性是限制机组最低负荷的关键因素，因此深度调峰的主要矛盾就是在低负荷时能够保持稳定燃烧，保证锅炉安全稳定。锅炉低负荷运行时，送入炉内的燃料量减少，一、二次风量随之减少，热风温度也降低，这时炉内的含氧量相对较多，汽化潜热增加，因而炉内的热负荷和炉膛温度偏低，燃烧稳定性随负荷降低而变差。
2.3 低负荷下的水动力工况
深度调峰时，锅炉保持低负荷运行，火焰在炉膛内的充满程度较高负荷时差，将导致炉膛热负荷不均匀，水冷壁各管路之间会出现汽水流量分配不均，热偏差过大，导致较大的循环速度偏差，影响水动力工况的安全。
2.4 锅炉受热面壁温的影响
为保护锅炉各受热面，降低厚壁金属部件应力，防止金属疲劳影响设备寿命，甚至出现金属承压件破损爆裂，在锅炉MFT保护中有一条件，即分配集箱入口壁温高限制。然而在调度深度调峰期间，负荷变化率设定为20MW/MIN，负荷快降至60%以下时，锅炉蓄热释放，此时炉膛输出功率对应的能量等于炉内燃烧产生的热量加上释放出的蓄热，在机组协调控制方式下，燃料量减少的影响滞后于给水量的减少，从而造成锅炉水煤比减小，中间点焓值上升，过热度大幅升高，主再热汽温升高，水冷壁后、分配集箱入口壁温升高，与壁温保护值偏差降低，存在安全风险。
3 机组经济环保能效的提高
3.1 制粉系统运行方式优化
三期两台1000MW超超临界机组自投产以来，锅炉制粉系统运行方式始终以底层磨煤机为主力磨组，在低负荷（如50%工况），保持BCD三台磨煤机运行，稳定运行时仍存在空预器出口两侧烟温偏差大且频繁交变、分配集箱入口壁温温差大、再热器温度偏低等不足。经过技改后，锅炉本体增加广义回热系统和低温省煤器系统，制粉系统运行方式也相应进行优化，将DEF三台磨煤机作为主力磨组，低负荷时保持此种方式运行，相关参数优化效果明显，如表1所示。
表1 制粉系统运行方式优化
由表1中可见，再热汽温增长明显，约降低供电煤耗1.1g/kwh。将磨组运行方式优化后，火焰燃烧中心提高，在提高再热汽温同时，易使空预器出口烟温升高，但由于在引风机后、脱硫系统前增加低温省煤器系统，将烟温热量回收提高凝水温度，进而补偿广义回热系统对凝水温度的影响，因此经过技术改造后，系统性的使经济性能得到显著提高。
3.2 给水温度的优化
该超超临界机组高加原采用双列、卧式、U形管、双流程结构，经过技术改造，引进弹性回热技术，将汽轮机补汽阀改为可调式抽汽补充加热锅炉给水，使主给水温度显著提高，尤其在低负荷期间效果显著，有效提高锅炉水动力，减小热偏差，并提高脱硝入口烟气温度，保障环保设备持续投运，同时也降低了锅炉分配集箱入口壁温偏差，稳定炉膛燃烧，提高机组循环效率。技改前后对主给水温度的影响由图1所示。
图1 技改前后主给水温度的变化趋势
由图1中可见，在深度调峰期间，低负荷时主给水温度改善效果明显，有利于提高机组经济性能。
3.3 一、二次风温优化
锅炉一次风温对煤粉气流的着火、燃烧速度影响较大，提高一次风温，可降低着火热，使着火位置提前，有数据表明，当煤粉气流的初温从20℃提高至300℃时，着火热可降低60%左右，因而在低负荷时提高热一次风温对稳定燃烧效果明显。而提高二次风温可强化燃烧效果，并能在低负荷时增强着火的稳定性。三期两台机组的锅炉利用检修机会，引进广义回热系统，在冷一、二次风管道和热一、二次风管道上均增加一台换热器，稳定工况下，风温提高情况如表2所示。
表2 一、二次风温优化
* 注：热一次风温可根据煤质情况通过调阀手动调整
由表2中可见，经过优化后的一、二次风温提升效果明显，在深度调峰低负荷工况下，对稳定炉膛燃烧，提高空预器出口烟温，确保脱硝系统持续运行等大有裨益。
4 结论
经过不断的探索、技术改造和运行优化调整，该厂深度调峰技术日趋成熟，在保证机组安全稳定运行基础上，基本可以满足电网需求，为节假日等特殊时间内深度调峰至40%负荷工况积累了经验，奠定了基础，并在安全基础上精益求精，逐步提高经济性能与环保性能。但目前的给水温度对比设计值仍存在一定偏差，同时低负荷时高温省煤器内过冷度的调整也仍需继续探索操作技术。
参考文献：
[1]刘向志.浅谈600MW超临界进组深度调峰技术[J].企业技术开发，2014，33（31）：44-45
作者简介：
刘尧永（1986-），男，江苏徐州人，工程师，从事发电技术工作，邮编：221000。
论文作者:刘尧永,徐祥珠
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/4/11
标签：负荷论文; 锅炉论文; 机组论文; 深度论文; 炉膛论文; 工况论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第29期论文;