300MW循環(huán)流化床機(jī)組深度調(diào)峰分析

王剛

摘要：面對當(dāng)前新能源的迅速發(fā)展，電力需求減少，為發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用，電力監(jiān)管部門頒布了《電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場監(jiān)管辦法》。針對電力市場的變化，電廠積極采取措施，進(jìn)行深度調(diào)峰，配合電網(wǎng)進(jìn)行深度調(diào)峰。文章針對300MW循環(huán)流化床機(jī)組深度調(diào)峰的技術(shù)問題進(jìn)行分析，確保深度調(diào)峰后機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：調(diào)峰潛力；循環(huán)流化床；電力機(jī)組；深度調(diào)峰；電力能源 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM621 文章編號：1009-2374（2016）31-0120-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.31.060

1 東北電網(wǎng)機(jī)組深度調(diào)峰簡介

某電廠設(shè)計(jì)容量為2*300MW循環(huán)流化床鍋爐燃煤機(jī)組，汽輪機(jī)排汽直接空冷背壓式，#1、#2機(jī)組分別于2009年12月19日及2010年5月7日投產(chǎn)，三大主機(jī)分別由上鍋廠、哈爾濱汽輪機(jī)廠、哈爾濱電機(jī)廠生產(chǎn)。根據(jù)國家節(jié)能減排要求，多利用綠色能源的要求，在東北地區(qū)多風(fēng)區(qū)域加大對風(fēng)電的接納，東北電網(wǎng)根據(jù)國家能源局的安排，在2014年開始啟動深度調(diào)峰輔助服務(wù)工作。下面將相關(guān)情況簡介如下：

第一，東北能監(jiān)局在2014年8月發(fā)布了《關(guān)于做好東北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場模擬運(yùn)行工作的通知》（東北監(jiān)能市場[2014]240號文），根據(jù)要求在2014年8月1日開始啟動模擬深度調(diào)峰運(yùn)行，我廠根據(jù)調(diào)度管理部門要求，進(jìn)行報(bào)價(jià)，熟悉規(guī)則，采取對遼寧省各廠深度調(diào)峰情況進(jìn)行跟蹤。在試運(yùn)行兩個月后，又下發(fā)了《東北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場監(jiān)管辦法（試行）的通知》（東北監(jiān)能市場[2014]374號文），要求在2014年10月1日起試運(yùn)行，并且進(jìn)行實(shí)際結(jié)算，此時(shí)正式開始了接納新能源工作，根據(jù)該規(guī)則，調(diào)峰率小于或等于48%時(shí)對火電廠進(jìn)行補(bǔ)償，采取階梯式補(bǔ)償辦法，如下：

第一檔：火電廠調(diào)峰率在48%<調(diào)峰率≤55%區(qū)間，報(bào)價(jià)區(qū)間為0～0.4元/kWh。

第二檔：火電廠調(diào)峰率在55%<調(diào)峰率≤60%區(qū)間，報(bào)價(jià)區(qū)間為0.4～0.6元/kWh。

第三檔：火電廠調(diào)峰率60>%，報(bào)價(jià)區(qū)間為0.6～0.8元/kWh。

如果沒有進(jìn)行深度調(diào)峰則對分?jǐn)傔M(jìn)行考核，具體就是按照火電廠修正后的發(fā)電量和區(qū)內(nèi)全部參與分?jǐn)傠娏康谋戎?，然后乘以分?jǐn)偟目偨痤~進(jìn)行扣錢（火電廠修正電量：調(diào)峰率大于30%的為第一檔，在20%～30%之間的為第二檔，小于20%的為第三檔，其修正系數(shù)K1=1，K2=1.5，K3=2）。

由此分析，深度調(diào)峰越大補(bǔ)償越多，否則考核就越多。我廠為了適應(yīng)深度調(diào)峰，采取了將AGC負(fù)荷下限由165MW修改為150MW。經(jīng)過2015年一年對遼寧電網(wǎng)深度調(diào)峰的分析，大連莊河電廠等600MW機(jī)組在深度調(diào)峰上占有優(yōu)勢，補(bǔ)償多達(dá)7000多萬元，效益十分可觀。

第二，東北電網(wǎng)在2016年為了增加新能源的消化，在2016年5月又對深度調(diào)峰規(guī)則進(jìn)行了修改，下發(fā)了《東北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場監(jiān)管辦法（試行）補(bǔ)充規(guī)定的通知》（東北監(jiān)能市場[2016]62號文），加大了對深度調(diào)峰的補(bǔ)償力度。

非供熱期：第一檔：火電廠調(diào)峰率在40%<調(diào)峰率≤50%區(qū)間（純凝機(jī)組），40%<調(diào)峰率≤48%區(qū)間（供熱機(jī)組），報(bào)價(jià)區(qū)間為0～0.4元/kWh；第二檔：負(fù)荷率≤40%（全部火電機(jī)組）報(bào)價(jià)區(qū)間為0.4～1元/kWh。

供熱期：第一檔：火電廠調(diào)峰率在40%<調(diào)峰率≤52%區(qū)間（純凝機(jī)組），40%<調(diào)峰率≤54%區(qū)間（供熱機(jī)組），報(bào)價(jià)區(qū)間為0～0.4元/kWh；第二檔：負(fù)荷率≤40%（全部火電機(jī)組）報(bào)價(jià)區(qū)間為0.4～1元/kWh。

通過上述可以看出，調(diào)峰幅度要求加大，第二檔補(bǔ)償金額力度加大。

2 300MW循環(huán)流化床機(jī)組深度調(diào)峰分析

該廠在2015年完成了供熱機(jī)組的改造，建設(shè)了對外供熱首站，對外供熱550萬平，屬于熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。從東北地區(qū)冬季供暖時(shí)間看，要求在當(dāng)年11月開始到次年的3月末為供暖時(shí)間段，此時(shí)機(jī)組為保證對外供熱，按核定后的最小方式運(yùn)行，不具備深度調(diào)峰能力，通過該電廠所屬區(qū)域風(fēng)電情況分析，在每年的4、5、9、10月風(fēng)電較大，具備深度調(diào)峰條件。根據(jù)以上情況，該廠鍋爐屬于300MW循環(huán)流化床鍋爐的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。

第一，循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)就是負(fù)荷調(diào)節(jié)比大，能夠在35%～110%的鍋爐額定蒸發(fā)量范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，非常適應(yīng)于電網(wǎng)調(diào)峰。利用這一技術(shù)優(yōu)點(diǎn)可以深度挖掘機(jī)組的深度調(diào)峰能力，經(jīng)過專業(yè)人員分析在技術(shù)上是可行的。

第二，雖然機(jī)組可以進(jìn)行深度調(diào)峰，但是還存在以下的技術(shù)問題需要解決。下面就對存在的技術(shù)問題進(jìn)行分析和解決情況敘述如下：

機(jī)組的AGC下限問題。由于電網(wǎng)對機(jī)組的AGC有投入率要求和考核，如果要進(jìn)行深度調(diào)峰就必須申請調(diào)度解除AGC進(jìn)行加減負(fù)荷操作，這種頻繁切除AGC的操作增加了許多違規(guī)考核費(fèi)用，同時(shí)由于低負(fù)荷不能投運(yùn)AGC，不利于獲得調(diào)度機(jī)構(gòu)的配合和深度調(diào)峰的補(bǔ)償，經(jīng)專業(yè)技術(shù)分析決定將機(jī)組的AGC下限調(diào)整到100MW，即33%負(fù)荷附近，這樣就可以取得電網(wǎng)的積極配合。該公司經(jīng)設(shè)備、值長室、發(fā)電部三方配合，經(jīng)調(diào)度機(jī)構(gòu)同意在國電南瑞廠家和本廠熱工人員的配合對AGC下限于2016年5月進(jìn)行了修改，經(jīng)運(yùn)行觀察系統(tǒng)運(yùn)行正常。

汽輪機(jī)組單順序閥的切換問題。在該300MW機(jī)組單順序閥切換時(shí)，經(jīng)咨詢制造廠家哈爾濱汽輪機(jī)廠，回復(fù)是機(jī)組應(yīng)力變化滿足安全要求，但由于汽流變化可能引起機(jī)組振動增大，為此經(jīng)技術(shù)人員確定需要在150MW以下工況機(jī)組切到單閥方式才能保證機(jī)組安全運(yùn)行。為此聯(lián)系哈汽廠人員到廠，對DEH邏輯進(jìn)行修改，將原來不允許在AGC方式下進(jìn)行單順序閥切換，修改為允許在AGC方式進(jìn)行單順閥切換。為此進(jìn)行了試驗(yàn)，過程如下：（1）機(jī)組負(fù)荷保持150MW，保持參數(shù)穩(wěn)定，在AGC方式下進(jìn)行切閥試驗(yàn)；（2）機(jī)組負(fù)荷150MW，AGC控制方式下進(jìn)行閥切換，加強(qiáng)對主機(jī)振動的監(jiān)視，尤其是1、2瓦的監(jiān)視，當(dāng)振動大于125微米時(shí)，停止閥門切換，恢復(fù)原運(yùn)行方式；（3）閥門切換過程中加強(qiáng)對機(jī)組負(fù)荷、主汽壓力、汽包水位情況波動的監(jiān)視，如波動過大，立即停止操作，恢復(fù)原運(yùn)行方式，同時(shí)加強(qiáng)對各瓦溫度和調(diào)節(jié)級溫度變化的監(jiān)視；（4）經(jīng)過在AGC方式下進(jìn)行閥門兩次的切換試驗(yàn)，經(jīng)觀察，上述各參數(shù)均滿足穩(wěn)定運(yùn)行需要，試驗(yàn)成功，后經(jīng)運(yùn)行中觀察可以保證機(jī)組安全穩(wěn)定。

電氣方面由于該火力發(fā)電廠附近區(qū)域風(fēng)電較多，而火電電源不多，所以進(jìn)行深度調(diào)峰后，無功會帶得比較大，可能造成機(jī)組勵磁較大，發(fā)電機(jī)電壓上升，使發(fā)電機(jī)過激磁反時(shí)限保護(hù)動作。為了解決上述問題，經(jīng)與發(fā)電機(jī)廠家和繼電保護(hù)廠家溝通后認(rèn)為發(fā)電機(jī)過激磁保護(hù)反時(shí)限定值整定為1.06倍5400秒等7點(diǎn)由于保護(hù)裝置自帶0.03倍零漂移，在機(jī)組運(yùn)行中很容易造成達(dá)到定值1.06倍引起保護(hù)誤動跳機(jī)，為此將其修改為1.09倍過激磁，保證機(jī)組安全運(yùn)行。經(jīng)過修改后運(yùn)行觀察滿足機(jī)組安全運(yùn)行要求。

3 300MW機(jī)組循環(huán)流化床機(jī)組深度調(diào)峰注意事項(xiàng)分析

（1）機(jī)組協(xié)調(diào)AGC投運(yùn)期間，負(fù)荷變化率不大于3MW/min；（2）機(jī)組負(fù)荷165MW時(shí)及時(shí)停運(yùn)一臺電動給水泵，保持單臺給水泵運(yùn)行；（3）在減負(fù)荷100MW的過程中，注意軸封汽源的切換，輔汽供軸封提前疏；（4）在150MW時(shí)加強(qiáng)對1號高加入口給水管道的監(jiān)視，防止出現(xiàn)管道振動，否則及時(shí)調(diào)整流量、壓力；（5）機(jī)組深度調(diào)峰過程中機(jī)組如果出現(xiàn)異常振動，立即停止深度調(diào)峰，恢復(fù)負(fù)荷，通知設(shè)備人員檢查；（6）保持高床壓運(yùn)行，保證外循環(huán)物料量及外循環(huán)穩(wěn)定性。低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，必須保證一次風(fēng)量大于最低流化風(fēng)量，加強(qiáng)床溫各測點(diǎn)監(jiān)視；（7）各灰控閥開度不要低于10%，保證外置床進(jìn)灰穩(wěn)定；（8）注意監(jiān)視分離器立管壓力，發(fā)現(xiàn)分離器立管起壓，及時(shí)減少一次風(fēng)量與風(fēng)壓，減少下二次風(fēng)，加大分離器下部返料，出現(xiàn)床壓不穩(wěn)、返灰不暢等異常情況時(shí)及時(shí)匯報(bào)；（9）降負(fù)荷過程注意給煤量變化，負(fù)荷降至150MW時(shí)，保持鍋爐燒穩(wěn)定配合汽機(jī)閥切換，注意協(xié)調(diào)下的煤量波動，手動控制煤量偏置保持燃燒穩(wěn)定；（10）加強(qiáng)對汽包水位監(jiān)視，水位自動跟蹤異常時(shí)及時(shí)切除自動，手動調(diào)整汽包水位；（11）低負(fù)荷調(diào)整風(fēng)量時(shí)，避免發(fā)生風(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象，保證爐膛負(fù)壓穩(wěn)定；（12）根據(jù)爐膛出口氧量控制鍋爐總風(fēng)量，氧量控制在6%左右，注意控制環(huán)保指標(biāo)在正常范圍內(nèi)；（13）機(jī)組深調(diào)過程中，嚴(yán)密監(jiān)視發(fā)電機(jī)各部溫度的變化并及時(shí)調(diào)整，確保運(yùn)行參數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)；（14）機(jī)組深調(diào)至120MW以下時(shí)，PSS裝置自動退出，此時(shí)嚴(yán)密監(jiān)視發(fā)電機(jī)定子電壓、電流、頻率、有功、無功等參數(shù)，如機(jī)組負(fù)荷增加至120MW以上后立即投入PSS。

4 結(jié)語

通過上述措施的制訂和執(zhí)行，經(jīng)過近1個月的觀察，完全滿足機(jī)組深度調(diào)峰的要求，并且開創(chuàng)了同類型機(jī)組在電網(wǎng)公司的AGC方式下調(diào)峰幅度最大的紀(jì)錄，同時(shí)也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著新能源接納力度的加大，需要更大力度的深調(diào)，希望本文所提出的有關(guān)深度調(diào)峰經(jīng)驗(yàn)措施能為同類型機(jī)組深度調(diào)峰提供一些借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] 哈爾濱汽輪發(fā)電機(jī)有限公司說明書[S].

[2] 東北能監(jiān)局.關(guān)于做好東北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場模 擬運(yùn)行工作的通知（東北監(jiān)能市場[2014]240號）[S].

[3] 東北能監(jiān)局.東北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場監(jiān)管辦法 （試行）的通知（東北監(jiān)能市場[2014]374號）[S].

[4] 東北能監(jiān)局.東北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場監(jiān)管辦法 （試行）補(bǔ)充規(guī)定的通知（東北監(jiān)能市場[2016]62號 文）[S].