火電機(jī)組深度調(diào)峰的難點(diǎn)分析和運(yùn)行優(yōu)化建議

1、火電機(jī)組深度調(diào)峰的難點(diǎn)分析和運(yùn)行優(yōu)化建議摘要：由于特高壓輸送電量逐年增加、新能源占比逐漸加大，造成電網(wǎng)峰谷差 加大，火電機(jī)組需成為電網(wǎng)調(diào)峰的重要力量。但火電機(jī)組深度調(diào)峰普遍存在機(jī)組 調(diào)峰能力不足、負(fù)荷響應(yīng)速率較低、系統(tǒng)自動投入率低、人員手動操作量大等問 題。為深挖火電機(jī)組調(diào)峰能力，提高調(diào)峰安全性，本文就火電機(jī)組深度調(diào)峰難點(diǎn) 進(jìn)行分析，并提出運(yùn)行優(yōu)化建議。關(guān)鍵詞：火電機(jī)組；深度調(diào)峰；難點(diǎn)分析；運(yùn)行優(yōu)化建議一、難點(diǎn)分析1、機(jī)組不投油穩(wěn)燃負(fù)荷高，不能滿足調(diào)峰至30%需求某電力集團(tuán)有30萬等級以上機(jī)組70臺，只有4臺機(jī)組能達(dá)到調(diào)峰至30%額 定負(fù)荷，剔除因供熱制約未進(jìn)行調(diào)峰運(yùn)行的8臺機(jī)組外，58臺機(jī)組

2、穩(wěn)定調(diào)峰運(yùn)行 負(fù)荷不能滿足調(diào)峰至30%額定負(fù)荷需求，占比82.8%。其中32臺機(jī)組需投油穩(wěn)燃。2、調(diào)峰期間自動投入率低某電力集團(tuán)46臺機(jī)組提出需對調(diào)峰負(fù)荷段的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)開展優(yōu)化，以適應(yīng) 快速調(diào)峰的要求。主要集中在以下六個方面：1）協(xié)調(diào)控制只能控制40%負(fù)荷以 上工況；2）給水泵汽源自動切換；3）自動轉(zhuǎn)態(tài)；4）減溫水自動；5）給水泵自 動切除、自動并泵；6）給水主、旁路自動切換。3、深度調(diào)峰影響經(jīng)濟(jì)性梳理某電力集團(tuán)70臺煤電機(jī)組，截至目前參與深度調(diào)峰共52臺煤電機(jī)組， 其中百萬機(jī)組11臺，60萬等級機(jī)組20臺，30萬等級機(jī)組21臺。依據(jù)這52臺 煤電機(jī)組參與深度調(diào)峰期間的DCS數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)組的

3、鍋爐效率、汽輪機(jī)熱耗率、 廠用電率影響如下：（1）鍋爐效率表1： 50%調(diào)峰至40%額定負(fù)荷工況下鍋爐效率變化表1為參考深度調(diào)峰的52臺機(jī)組鍋爐效率變化結(jié)果，百萬機(jī)組從50%調(diào)峰到40%額定負(fù) 荷，鍋爐效率下降0.152.33%，平均下降1.02%。60萬機(jī)組從50%調(diào)峰到40%額定負(fù)荷，鍋 爐效率下降0.01.0%，平均下降0.39%。30萬機(jī)組從50%調(diào)峰到40%額定負(fù)荷，鍋爐效率下 降0.40.9%，平均下降0.48%。（2）汽輪機(jī)熱耗率表2： 50%調(diào)峰至40%額定負(fù)荷工況下汽輪機(jī)熱耗率變化表2為參考深度調(diào)峰的52臺機(jī)組汽輪機(jī)熱耗率變化結(jié)果，百萬機(jī)組從50%調(diào)峰到40%額 定負(fù)荷，汽輪

4、機(jī)熱耗率上升137343kJ/kWh，平均上升213kJ/kWh； 60萬機(jī)組從50%調(diào)峰到 40%額定負(fù)荷，汽輪機(jī)熱耗率上升82390kJ/kWh，平均上升256kJ/kWh； 30萬機(jī)組從50% 調(diào)峰到40%額定負(fù)荷，汽輪機(jī)熱耗率上升80368kJ/kWh，平均上升198kJ/kWh。（3）廠用電率表3： 50%調(diào)峰至40%額定負(fù)荷工況下廠用電率變化表3為參考深度調(diào)峰的52臺機(jī)組廠用電率變化結(jié)果，百萬機(jī)組從50%調(diào)峰到40%額定負(fù) 荷，廠用電率上升0.21.17%，平均上升0.68%。60萬機(jī)組從50%調(diào)峰到40%額定負(fù)荷，廠 用電率上升0.31.45%，平均上升0.79%。30萬機(jī)組從5

5、0%調(diào)峰到40%額定負(fù)荷，廠用電率 上升0.351.48%，平均上升0.77%。4、深調(diào)深度對安全性的影響機(jī)組深調(diào)時安全性影響主要存在以下幾個方面：機(jī)組協(xié)調(diào)能力差、穩(wěn)燃效果不好、干濕 態(tài)轉(zhuǎn)態(tài)及運(yùn)行參數(shù)的變化等問題。（1）機(jī)組協(xié)調(diào)能力差機(jī)組正常的運(yùn)行方式為投入AGC模式和協(xié)調(diào)模式，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷低于50%負(fù)荷時，需要解 除AGC和協(xié)調(diào)，運(yùn)行人員需要綜合掌握燃料量、風(fēng)量、給水流量的關(guān)系，按照一定的比例進(jìn) 行調(diào)整。如果協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)不投入，負(fù)荷調(diào)節(jié)品質(zhì)很難達(dá)到保證，主要表現(xiàn)在負(fù)荷調(diào)節(jié)速率、 負(fù)荷調(diào)節(jié)精度、一次調(diào)頻合格率等達(dá)不到調(diào)度的要求而受到考核。（2）穩(wěn)燃效果不好在深度調(diào)峰工況下，當(dāng)負(fù)荷達(dá)到40%負(fù)荷時

6、，300MW機(jī)組需要運(yùn)行兩臺磨煤機(jī)，尤其是 對于切圓燃燒的機(jī)組，切圓效果不穩(wěn)，穩(wěn)燃接近臨界值，爐膛負(fù)壓波動，燃燒火檢變差，對 燃燒造成擾動，給機(jī)組安全帶來安全風(fēng)險。當(dāng)燃燒出現(xiàn)惡化時，如果運(yùn)行人員沒有在第一時 間發(fā)現(xiàn)，就會對燃燒造成嚴(yán)重危害，甚至出現(xiàn)鍋爐滅火，MFT動作。（3）干濕態(tài)轉(zhuǎn)態(tài)對于直流鍋爐，因?yàn)橛袉臃蛛x器，在分離器出口蒸汽參數(shù)達(dá)到臨界參數(shù)時即主汽壓力 22.1Mpa，溫度374.15C，即為轉(zhuǎn)態(tài)，直流鍋爐和汽包爐比較時，運(yùn)行的優(yōu)勢就是在蒸汽的 參數(shù)在超臨界轉(zhuǎn)態(tài)。存在爐水循環(huán)泵的機(jī)組在轉(zhuǎn)態(tài)時可以通過運(yùn)行爐水循環(huán)泵來保證，沒有 爐水循環(huán)泵的機(jī)組只能是開啟運(yùn)行旁路，通過開啟旁路的方式來保證

7、鍋爐的運(yùn)行最小蒸汽流 量，以保證安全運(yùn)行。（4）小汽輪機(jī)汽源切換小汽輪機(jī)的汽源均為四抽汽源帶，輔汽汽源和冷再作為備用汽源，當(dāng)負(fù)荷低于40%負(fù)荷 時，由于四抽蒸汽的壓力和溫度降低，根據(jù)能量守恒定律，四抽蒸汽的做功無法滿足小汽輪 機(jī)的做功，所以需要將小汽輪機(jī)的汽源切換至輔汽環(huán)帶。汽源切換之前需要充分的暖管，保 證小汽輪機(jī)不進(jìn)水，安全運(yùn)行。二、深度調(diào)峰的運(yùn)行優(yōu)化措施1、燃料調(diào)配深度調(diào)峰的機(jī)組可以優(yōu)化入爐煤質(zhì)結(jié)構(gòu)，通過配煤摻燒試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組深度調(diào)峰和混煤 摻燒的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為提高燃料切換靈活性，減少高揮發(fā)分煤質(zhì)的使用，降低燃料成本， 增加一套調(diào)峰煤制粉和燃燒系統(tǒng)。當(dāng)需要鍋爐深度調(diào)峰時，快速將高揮發(fā)

8、分調(diào)峰煤送入爐膛 燃燒，增強(qiáng)鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃能力。2、設(shè)備運(yùn)行方式優(yōu)化（1）低負(fù)荷工況風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行。評估鍋爐低負(fù)荷期間風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全性，優(yōu)化一次風(fēng)機(jī)、靜調(diào)軸流引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式， 改善風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷的運(yùn)行特性，遠(yuǎn)離易失速區(qū)，提高風(fēng)機(jī)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。（2）煙道防積灰研究改造。機(jī)組長期低負(fù)荷運(yùn)行，易導(dǎo)致折焰角斜坡煙道、空預(yù)器出口水平煙道積灰，對機(jī)組安全 運(yùn)行威脅較大。需要進(jìn)行積灰監(jiān)測、防止跨灰引發(fā)的燃燒不穩(wěn)和火檢動作，主要措施在折焰 角下部增設(shè)流化風(fēng)帽或增設(shè)吹灰氣流平行于折焰角的吹灰器，尾部煙道積灰需進(jìn)行煙道結(jié)構(gòu) 強(qiáng)度和基礎(chǔ)校核，必要時增加除灰清灰裝置。（3）汽輪機(jī)配汽優(yōu)化。從高壓調(diào)門實(shí)際流量特性實(shí)

9、測入手，綜合考慮調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定性與機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時的經(jīng) 濟(jì)性、振動特性，進(jìn)行高壓調(diào)門管理曲線計(jì)算與優(yōu)化，重新設(shè)計(jì)管理曲線。通過滑壓運(yùn)行優(yōu) 化與控制，掌握機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行時的特性，確定機(jī)組在不同負(fù)荷運(yùn)行時的最優(yōu)主汽壓力， 使機(jī)組在運(yùn)行中保持最佳運(yùn)行方式，提高機(jī)組的低負(fù)荷下的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前機(jī)組滑壓優(yōu)化區(qū)間 主要集中在50-80%負(fù)荷區(qū)間，而對30-50%負(fù)荷區(qū)間機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性缺乏試驗(yàn)研究。深度調(diào)峰 期間機(jī)組將長時間運(yùn)行在50%負(fù)荷以下，通過深度滑壓優(yōu)化試驗(yàn)，尋找到機(jī)組最優(yōu)運(yùn)行壓力， 提高深度調(diào)峰情況下機(jī)組滑壓運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性（4）低負(fù)荷切換工業(yè)供汽汽源。低負(fù)荷下機(jī)組各抽汽段參數(shù)降低，為保證工業(yè)用戶蒸汽壓力需求，可通過減溫減壓方式 將鍋爐主蒸汽或再熱蒸汽抽出經(jīng)高、低壓兩級減溫減壓器后對外供應(yīng)；在熱電機(jī)組深度調(diào)峰 時段，需將主蒸汽或再熱蒸汽通過高低壓兩級減溫減壓器系統(tǒng)直接供至熱網(wǎng)系統(tǒng)，該方式降 低了機(jī)組熱利用率，但投資成本相對較低。（5）高加給水旁路輔助負(fù)荷調(diào)節(jié)控制技術(shù)。采用新增的高加旁路調(diào)門的快速響應(yīng)和無擾退出，在保障安全穩(wěn)定的前提下，動態(tài)分流 流經(jīng)高加的給水流量，從而間接輔助機(jī)組升降負(fù)荷；以某300MW機(jī)組為例，旁路100t/h給水約可提高機(jī)組負(fù)荷6MW,約2%額定功率。抽汽節(jié)流輔助負(fù)荷調(diào)節(jié)控制技術(shù)。受低加和高加設(shè)備溫度變化率的限制，常規(guī)高加或低