600MW超臨界機(jī)組適應(yīng)電網(wǎng)靈活性調(diào)峰探索

張靈風(fēng)

摘 要：本文結(jié)合電網(wǎng)調(diào)峰需求及運(yùn)行經(jīng)驗，對直流鍋爐在電網(wǎng)谷段調(diào)峰快速響應(yīng)，調(diào)峰操作要點(diǎn)及存在的風(fēng)險進(jìn)行了梳理，簡要分析了快速深度調(diào)峰操作原則及手段，旨在共享運(yùn)行操作經(jīng)驗，規(guī)范操作要點(diǎn)，在保證機(jī)組的安全性和可靠性的前提下使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電機(jī)組;直流爐;深度調(diào)峰

1 緒論

當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)增長放緩，用電結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。發(fā)電側(cè)清潔能源發(fā)電比重不斷增長，河南吸納外省清潔電力逐年增長。用電側(cè)隨著國家環(huán)保政策加碼及企業(yè)轉(zhuǎn)型需求，一大批高耗能企業(yè)面臨關(guān)停或限產(chǎn)。以河南省三門峽為例，社會用電連續(xù)幾年負(fù)增長，2019年三門峽社會用電量負(fù)增長更是達(dá)到了-13%。而三門峽地處河南省西部，不僅有水電，且風(fēng)電裝機(jī)快速增長，還有西北送豫電力在此落地。這些都給三門峽火電公司深度調(diào)峰提出了更高、更難、更艱巨的任務(wù)。

2 新形勢下調(diào)峰特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)效益

2.1 調(diào)峰需求特點(diǎn)

社會用電時段特點(diǎn)明顯，峰谷差接近2倍。水電和風(fēng)電受天氣變化、來水量影響，發(fā)電穩(wěn)定性不夠，電網(wǎng)調(diào)峰需求對調(diào)峰深度性、快速性提出了更高要求。

2.2 調(diào)峰經(jīng)濟(jì)效益

河南省火電利用小時數(shù)逐年下降，在網(wǎng)省網(wǎng)統(tǒng)調(diào)機(jī)組全年負(fù)荷率普遍低于55%，機(jī)組難以處在最佳能耗工況下運(yùn)行，部分火電已出現(xiàn)資不抵債，經(jīng)營舉步維艱。2019年8月河南能源監(jiān)管辦關(guān)于印發(fā)《河南電力調(diào)峰輔助服務(wù)交易規(guī)則（試行）》的通知，對調(diào)峰低于50%以下調(diào)峰容量進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償分三檔，第三檔補(bǔ)償達(dá)最高達(dá)到了0.7元/千瓦時，綜合經(jīng)濟(jì)效益可觀。是當(dāng)前發(fā)電形勢下企業(yè)脫困的一條出路。

3 深度調(diào)峰危險點(diǎn)及調(diào)峰原則

3.1 深度調(diào)峰危險點(diǎn)

（1）自動投入率降低。（2）汽溫裕度小，汽溫突降非停風(fēng)險大。（3）燃燒組織不易優(yōu)化。（4）燃燒安全裕度下降。（5）小機(jī)汽源切換，造成小機(jī)出力異常。（6）給水流量波動大，調(diào)整難度加大。（7）抽汽系統(tǒng)存在安全隱患。

3.2 調(diào)峰的基本原則

深度調(diào)峰運(yùn)行以燃燒穩(wěn)定，工質(zhì)損失最小為原則，保證水循環(huán)動力，給水泵有調(diào)節(jié)余量且有一定安全裕度。

（1）在電網(wǎng)考核點(diǎn)周期內(nèi)控制減負(fù)何速率。

（2）操作以鍋爐側(cè)煤、風(fēng)、水匹配穩(wěn)定為方向，確保燃燒安全。

（3）關(guān)注燃燒熱負(fù)荷下降后脫硝入口風(fēng)溫變化防止跳閘，監(jiān)視脫硫、煙塵折算后排放參數(shù)。

（4）給水操作要專人進(jìn)行，必要時退出一臺汽泵備用，保證帶流量汽泵汽源充足，電泵良好備用。

4 深度調(diào)峰的過程

4.1 深度調(diào)峰的實施

以我廠600MW超臨界對沖燃燒直流鍋爐為例。

方案一：降低鍋爐熱負(fù)荷，直到鍋爐轉(zhuǎn)“濕態(tài)”運(yùn)行鍋爐熱負(fù)荷與機(jī)組負(fù)荷匹配。優(yōu)點(diǎn)：工況變化平緩;缺點(diǎn)：操作量大，負(fù)荷下降緩慢。

方案二：鍋爐熱負(fù)荷下降至35%時保持鍋爐熱負(fù)荷不變，開啟低旁快速降低至調(diào)峰需求值，負(fù)荷下降至調(diào)峰負(fù)荷指令后，緩慢調(diào)整至煤量至最低穩(wěn)燃負(fù)負(fù)荷，保持最低給水流量值穩(wěn)定，逐步關(guān)小低旁，穩(wěn)定工況。優(yōu)點(diǎn)：負(fù)荷響應(yīng)快，操作量少。缺點(diǎn)：低旁容易內(nèi)漏（改造后可以解決）。

我公司采用第二種方式進(jìn)行深度調(diào)峰。綜合安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)因素，方案見下表。

4.2 深度調(diào)峰操作組織過程

（1）根據(jù)省網(wǎng)機(jī)開機(jī)方式、水電來水及水位情況、結(jié)合全省天氣預(yù)測光伏、風(fēng)電發(fā)電負(fù)荷。

（2）單臺機(jī)負(fù)荷降至300MW以下，切除鍋爐自動，手動降低燃料量，煤水比及水冷壁壁溫加強(qiáng)趨勢控制，保持過熱器減溫水裕量，監(jiān)視低過入口汽溫變化，防止“汽溫突降”或壁溫、給水異常造成保護(hù)動作機(jī)組跳閘。

（3）調(diào)峰負(fù)荷大于250MW時，小機(jī)汽源備用汽源充分疏水確?？煽浚匾獣r備用汽源可少量供汽;調(diào)峰負(fù)荷到200MW，三臺磨煤機(jī)運(yùn)行，保證燃燒器煤粉濃度，小于250MW時及時切換小機(jī)汽源至輔汽，控制給水流量600t/H。

（4）調(diào)峰至150MW，一是開啟低旁前疏水氣動門前手動門，氣動門，開啟高低壓凝汽器三級減溫水。提高凝結(jié)水壓力控制低旁減溫水壓力不低于1.2MPa，開啟低旁減溫水。二是鍋爐熱負(fù)荷維持200MW（煤量100t/h，給水流量580t/h）不變，緩慢開啟低旁至5%，就地檢查管道不振動，逐漸開大低旁至30%左右，電負(fù)荷降至150MW。保持電負(fù)荷150MW不變，調(diào)整給水流量至560t/h，維持三臺磨運(yùn)行，根據(jù)燃燒情況逐步調(diào)整總煤量。三是根據(jù)汽壓、負(fù)荷變化情況緩慢關(guān)小低旁（20-25）%。手動調(diào)整給水量與蒸發(fā)量匹配，保證5度以上的過熱度。

（5）單機(jī)負(fù)荷低于150MW。在負(fù)負(fù)荷快速降低至150MW后，緩慢切換給水管道，保留兩臺磨煤機(jī)運(yùn)行，啟動爐水循環(huán)泵轉(zhuǎn)爐濕態(tài)運(yùn)行。

（6）關(guān)注汽封備用汽源，保證備用汽源品質(zhì)及供汽可靠性。

（7）一次總風(fēng)壓風(fēng)壓控制6-8KPa，二次風(fēng)壓與爐膛壓差在300-500pa左右，氧量維持不超5.5%，備用磨二層風(fēng)門保持最小開度。

（8）磨一次風(fēng)量應(yīng)<65噸/小時，磨出口一次風(fēng)管風(fēng)壓不低于1.0KPa左右，提高煤粉濃度，不發(fā)生堵磨及磨震動。

（9）如果更低，給水管道切換結(jié)束后，鍋爐轉(zhuǎn)濕態(tài)運(yùn)行。打開最小溢流閥電動門備用，控制旁路開度，待分離器水位正常后啟動爐水循環(huán)泵，建立啟動流量，逐步減煤減風(fēng)，燃燒不穩(wěn)時，及時投油助燃。

（10）啟動帶等離子磨運(yùn)行，保證等離子拉弧正常，杜絕鍋爐滅火。

（11）利用煙氣再循環(huán)、熱風(fēng)再循環(huán)、暖風(fēng)器，控制排煙溫度在100℃以上，保證環(huán)保參數(shù)達(dá)標(biāo)排放。

5 結(jié)語

在當(dāng)前新能源裝機(jī)大幅增加，社會用電量增速放緩情況下，電網(wǎng)峰谷差逐年增大的形勢下，做好快速深度調(diào)峰工作對電網(wǎng)安全和火力發(fā)電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益均具有重大意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]河南電力調(diào)峰輔助服務(wù)交易規(guī)則（試行）.