600MW超临界机组适应电网灵活性调峰探索

来源:用户上传      作者:张灵风

　　摘 要：本文结合电网调峰需求及运行经验，对直流锅炉在电网谷段调峰快速响应，调峰操作要点及存在的风险进行了梳理，简要分析了快速深度调峰操作原则及手段，旨在共享运行操作经验，规范操作要点，在保证机组的安全性和可靠性的前提下使企业经济效益最大化。
　　关键词：火力发电机组;直流炉;深度调峰
　　1 绪论
　　当前社会经济增长放缓，用电结构发生变化。发电侧清洁能源发电比重不断增长，河南吸纳外省清洁电力逐年增长。用电侧随着国家环保政策加码及企业转型需求，一大批高耗能企业面临关停或限产。以河南省三门峡为例，社会用电连续几年负增长，2019年三门峡社会用电量负增长更是达到了-13%。而三门峡地处河南省西部，不仅有水电，且风电装机快速增长，还有西北送豫电力在此落地。这些都给三门峡火电公司深度调峰提出了更高、更难、更艰巨的任务。
　　2 新形势下调峰特点及经济效益
　　2.1 调峰需求特点
　　社会用电时段特点明显，峰谷差接近2倍。水电和风电受天气变化、来水量影响，发电稳定性不够，电网调峰需求对调峰深度性、快速性提出了更高要求。
　　2.2 调峰经济效益
　　河南省火电利用小时数逐年下降，在网省网统调机组全年负荷率普遍低于55%，机组难以处在最佳能耗工况下运行，部分火电已出现资不抵债，经营举步维艰。2019年8月河南能源监管办关于印发《河南电力调峰辅助服务交易规则（试行）》的通知，对调峰低于50%以下调峰容量进行补偿，补偿分三档，第三档补偿达最高达到了0.7元/千瓦时，综合经济效益可观。是当前发电形势下企业脱困的一条出路。
　　3 深度调峰危险点及调峰原则
　　3.1 深度调峰危险点
　　（1）自动投入率降低。（2）汽温裕度小，汽温突降非停风险大。（3）燃烧组织不易优化。（4）燃烧安全裕度下降。（5）小机汽源切换，造成小机出力异常。（6）给水流量波动大，调整难度加大。（7）抽汽系统存在安全隐患。
　　3.2 调峰的基本原则
　　深度调峰运行以燃烧稳定，工质损失最小为原则，保证水循环动力，给水泵有调节余量且有一定安全裕度。
　　（1）在电网考核点周期内控制减负何速率。
　　（2）操作以锅炉侧煤、风、水匹配稳定为方向，确保燃烧安全。
　　（3）关注燃烧热负荷下降后脱硝入口风温变化防止跳闸，监视脱硫、烟尘折算后排放参数。
　　（4）给水操作要专人进行，必要时退出一台汽泵备用，保证带流量汽泵汽源充足，电泵良好备用。
　　4 深度调峰的过程
　　4.1 深度调峰的实施
　　以我厂600MW超临界对冲燃烧直流锅炉为例。
　　方案一：降低锅炉热负荷，直到锅炉转“湿态”运行锅炉热负荷与机组负荷匹配。优点：工况变化平缓;缺点：操作量大，负荷下降缓慢。
　　方案二：锅炉热负荷下降至35%时保持锅炉热负荷不变，开启低旁快速降低至调峰需求值，负荷下降至调峰负荷指令后，缓慢调整至煤量至最低稳燃负负荷，保持最低给水流量值稳定，逐步关小低旁，稳定工况。优点：负荷响应快，操作量少。缺点：低旁容易内漏（改造后可以解决）。
　　我公司采用第二种方式进行深度调峰。综合安全、环保和经济因素，方案见下表。
　　4.2 深度调峰操作组织过程
　　（1）根据省网机开机方式、水电来水及水位情况、结合全省天气预测光伏、风电发电负荷。
　　（2）单台机负荷降至300MW以下，切除锅炉自动，手动降低燃料量，煤水比及水冷壁壁温加强趋势控制，保持过热器减温水裕量，监视低过入口汽温变化，防止“汽温突降”或壁温、给水异常造成保护动作机组跳闸。
　　（3）调峰负荷大于250MW时，小机汽源备用汽源充分疏水确保可靠，必要时备用汽源可少量供汽;调峰负荷到200MW，三台磨煤机运行，保证燃烧器煤粉浓度，小于250MW时及时切换小机汽源至辅汽，控制给水流量600t/H。
　　（4）调峰至150MW，一是開启低旁前疏水气动门前手动门，气动门，开启高低压凝汽器三级减温水。提高凝结水压力控制低旁减温水压力不低于1.2MPa，开启低旁减温水。二是锅炉热负荷维持200MW（煤量100t/h，给水流量580t/h）不变，缓慢开启低旁至5%，就地检查管道不振动，逐渐开大低旁至30%左右，电负荷降至150MW。保持电负荷150MW不变，调整给水流量至560t/h，维持三台磨运行，根据燃烧情况逐步调整总煤量。三是根据汽压、负荷变化情况缓慢关小低旁（20-25）%。手动调整给水量与蒸发量匹配，保证5度以上的过热度。
　　（5）单机负荷低于150MW。在负负荷快速降低至150MW后，缓慢切换给水管道，保留两台磨煤机运行，启动炉水循环泵转炉湿态运行。
　　（6）关注汽封备用汽源，保证备用汽源品质及供汽可靠性。
　　（7）一次总风压风压控制6-8KPa，二次风压与炉膛压差在300-500pa左右，氧量维持不超5.5%，备用磨二层风门保持最小开度。
　　（8）磨一次风量应<65吨/小时，磨出口一次风管风压不低于1.0KPa左右，提高煤粉浓度，不发生堵磨及磨震动。
　　（9）如果更低，给水管道切换结束后，锅炉转湿态运行。打开最小溢流阀电动门备用，控制旁路开度，待分离器水位正常后启动炉水循环泵，建立启动流量，逐步减煤减风，燃烧不稳时，及时投油助燃。
　　（10）启动带等离子磨运行，保证等离子拉弧正常，杜绝锅炉灭火。
　　（11）利用烟气再循环、热风再循环、暖风器，控制排烟温度在100℃以上，保证环保参数达标排放。
　　5 结语
　　在当前新能源装机大幅增加，社会用电量增速放缓情况下，电网峰谷差逐年增大的形势下，做好快速深度调峰工作对电网安全和火力发电企业经济效益均具有重大意义。
　　参考文献：
　　[1]河南电力调峰辅助服务交易规则（试行）.
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