1000MW超超臨界二次再熱機(jī)組深度調(diào)峰技術(shù)探討

摘要：火電機(jī)組參與電網(wǎng)的深度調(diào)峰已成為了常態(tài)，但1 000 MW超超臨界二次再熱機(jī)組在深度調(diào)峰時(shí)存在著一定的安全風(fēng)險(xiǎn)和技術(shù)難點(diǎn)。現(xiàn)結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對雷州電廠1 000 MW超超臨界二次再熱機(jī)組深度調(diào)峰技術(shù)進(jìn)行了探討，為大容量二次再熱機(jī)組深度調(diào)峰提供了參考。

關(guān)鍵詞：1 000 MW超超臨界;二次再熱;深度調(diào)峰

0 引言

目前，隨著廣東地區(qū)裝機(jī)容量的不斷增大，特別是核電和新能源的快速發(fā)展，火電機(jī)組肩負(fù)著重大的調(diào)峰任務(wù)，承受著更大的調(diào)峰壓力。為了在競爭日益激烈的發(fā)電市場中立于不敗之地，火電機(jī)組不僅要滿足電網(wǎng)調(diào)峰的40%額定負(fù)荷需求，還必須具備更深度的調(diào)峰能力，避免機(jī)組因電網(wǎng)負(fù)荷低而被調(diào)停，減少機(jī)組啟停費(fèi)用，同時(shí)可以增收電網(wǎng)的調(diào)峰補(bǔ)償費(fèi)用。

1 設(shè)備概況

雷州電廠1 000 MW超超臨界二次再熱燃煤機(jī)組的鍋爐型號(hào)為HG-2764/33.5/605/623/623-YM2，是哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司制造的超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈+垂直管圈直流鍋爐，為單爐膛、二次再熱、雙切圓燃燒、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)、露天布置的π型鍋爐，配有6臺(tái)正壓直吹式中速磨煤機(jī)，從上到下分別為F、E、D、C、B、A層燃燒器，A磨設(shè)有微油點(diǎn)火裝置。鍋爐給水系統(tǒng)配置一臺(tái)100%BMCR汽動(dòng)給水泵，一臺(tái)30%BMCR電動(dòng)定速給水泵作為啟動(dòng)泵。汽輪機(jī)采用上海電氣集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為N1000-31/600/620/620的超超臨界、二次中間再熱、單軸、五缸四排汽、雙背壓凝汽式汽輪機(jī)。

2 深度調(diào)峰存在的安全風(fēng)險(xiǎn)[1]

（1）鍋爐燃燒不穩(wěn)定。低負(fù)荷時(shí)由于煤量少，燃燒弱化，穩(wěn)定性下降，煤種、風(fēng)量、磨煤機(jī)出力等細(xì)小的變化都可能引起工況擾動(dòng)，甚至造成滅火。（2）鍋爐水冷壁超溫。低負(fù)荷時(shí)鍋爐空氣動(dòng)力場發(fā)生改變，燃燒容易發(fā)生偏斜，全為下層磨運(yùn)行，火焰中心下移且集中，水冷壁容易超溫。（3）脫硝入口溫度降低。隨著負(fù)荷降低，煙氣溫度下降，煙氣量減少，導(dǎo)致脫硝入口溫度降低。當(dāng)脫硝入口溫度低于300 ℃時(shí)，脫硝系統(tǒng)跳閘。（4）主汽壓力下降過慢，綜合閥位關(guān)閉過小，導(dǎo)致高中壓調(diào)門關(guān)回，影響小機(jī)出力和高中排溫度上漲，可能發(fā)生小機(jī)出力不足和高中排溫度高切缸跳機(jī)等風(fēng)險(xiǎn)。（5）還可能存在高低加疏水不暢、大小機(jī)振動(dòng)大、水煤比失調(diào)、磨煤機(jī)振動(dòng)大、尾部煙道再燃燒、低溫腐蝕等風(fēng)險(xiǎn)。

3 深度調(diào)峰技術(shù)措施

針對深度調(diào)峰時(shí)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，必須制定相應(yīng)的技術(shù)措施，以保證機(jī)組在深度調(diào)峰過程中能安全環(huán)保運(yùn)行。

3.1? ? 深度調(diào)峰前的準(zhǔn)備工作

（1）提前更改上煤計(jì)劃，上發(fā)熱量相對偏低一點(diǎn)的煤，提高總煤量，防止低煤量磨煤機(jī)振動(dòng)大和燃燒不穩(wěn)，同時(shí)可以增加煙氣量，提高脫硝入口溫度。（2）將制粉系統(tǒng)倒為A、B、C磨運(yùn)行，保持3臺(tái)底層磨運(yùn)行，保證燃燒的集中和穩(wěn)定性。（3）試運(yùn)微油和AB層油槍正常，保持良好備用狀態(tài)。（4）暖投二次冷再供小機(jī)汽源，保證在熱備用狀態(tài)，全開汽泵再循環(huán)。（5）暫停鍋爐本體吹灰，投入空預(yù)器連續(xù)吹灰。（6）暖投二次冷再供輔汽汽源，保證輔汽母管壓力為0.8～1.0 MPa，保證和大小機(jī)軸封和脫硝加熱蒸汽壓力溫度正常，軸封電加熱在熱備用狀態(tài)。

3.2? ? 深度調(diào)峰操作步驟及注意事項(xiàng)

（1）接到總調(diào)令負(fù)荷從400 MW降至350 MW時(shí)，向總調(diào)申請退出AGC，在CCS方式下，將負(fù)荷下限設(shè)置為380 MW（2號(hào)機(jī)為360 MW），以每次5 MW速度緩慢降負(fù)荷，待負(fù)荷降至380 MW（2號(hào)機(jī)為360 MW）時(shí)CCS協(xié)調(diào)自動(dòng)切除，DEH切為初壓模式，立即手動(dòng)將DEH切為限壓模式，在DEH上逐漸以每次5 MW速度緩慢降負(fù)荷至350 MW，注意降負(fù)荷熱應(yīng)力>0，否則只能在初壓模式下降負(fù)荷，一般情況下降負(fù)荷熱應(yīng)力都大于0。

（2）在CCS協(xié)調(diào)下降負(fù)荷時(shí)需注意，總煤量下限為120 t/h，汽泵轉(zhuǎn)速低于2 900 r/min時(shí)閉鎖降負(fù)荷，這時(shí)應(yīng)解除CCS協(xié)調(diào)或者要求熱工強(qiáng)制解除以上兩個(gè)條件。解除協(xié)調(diào)后DEH自動(dòng)切為初壓模式，一次調(diào)頻自動(dòng)退出，應(yīng)立即將DEH切為限壓模式，然后在DEH上重新投入一次調(diào)頻，檢查負(fù)荷控制中心畫面PFR顯示為紅色，表示為投入狀態(tài)。

（3）降負(fù)荷過程中注意監(jiān)視主汽壓力變化情況，控制主汽壓力在12.5 MPa左右，控制大機(jī)綜合閥位>70%，防止高壓調(diào)門關(guān)回，影響小機(jī)出力和高排溫度。在降負(fù)荷過程中為了讓主汽壓力及時(shí)下降，總煤量需要超調(diào)下降15 t左右，待壓力下降后再逐漸增加煤量到對應(yīng)負(fù)荷350 MW的總煤量。如果緊急情況壓力上漲過快，可以通過提高過熱度，減少給水流量來降低主汽壓力，但必須注意防止水冷壁超溫，最根本的還是需要減少總煤量以控制主汽壓力下降。

（4）降負(fù)荷過程中，加強(qiáng)高低加水位監(jiān)視，當(dāng)4號(hào)高加進(jìn)汽壓力與除氧器壓差小于0.2 MPa時(shí)，應(yīng)將4號(hào)高加正常疏水倒至危急疏水，防止4號(hào)高加疏水不暢，高加水位高導(dǎo)致高加解列。當(dāng)疏水倒為危急疏水時(shí)，應(yīng)及時(shí)打開疏擴(kuò)減溫水。

（5）逐漸提高磨煤機(jī)分離器轉(zhuǎn)速為480 r/min，提高煤粉細(xì)度，適當(dāng)提高磨出口溫度，減少磨風(fēng)量，提高煤粉濃度，保證燃燒穩(wěn)定，加強(qiáng)火檢監(jiān)視，如果燃燒不穩(wěn)時(shí)及時(shí)投入微油（一支微油0.1～0.2 t/h）和大油槍（一支大油槍1.2 t/h）助燃，投入大油槍時(shí)注意及時(shí)調(diào)整總煤量或給水偏置（油槍熱值不算在燃料量內(nèi)，按照一支大油槍4 t/h煤計(jì)算總?cè)剂狭浚?，避免水煤比失調(diào)。同時(shí)注意磨煤機(jī)在低煤量時(shí)振動(dòng)大，應(yīng)適當(dāng)降低加載壓力和提高反作用力。

（6）根據(jù)鍋爐水冷壁溫度調(diào)整過熱度，適當(dāng)抬高燃燒器擺角，提高火焰中心，同時(shí)提高二次風(fēng)箱壓力，根據(jù)前后墻水冷壁溫度情況調(diào)整前后墻二次風(fēng)箱壓力和前后墻煙氣再循環(huán)風(fēng)壓力平衡，避免產(chǎn)生燃燒偏斜或二次風(fēng)剛性不足造成貼壁燃燒以及水冷壁超溫[2]。

（7）保持總風(fēng)量在1 450 t/h以上，適當(dāng)提高煙氣再循環(huán)風(fēng)量，但需注意A磨火檢，增加煙氣量，同時(shí)盡量維持主再熱汽溫在額定范圍，保證高低加正常投入運(yùn)行，從而提高脫硝入口溫度，確保脫硝入口溫度在跳閘值300 ℃以上。

（8）檢查小機(jī)轉(zhuǎn)速在2 400 r/min以上，小機(jī)在DCS遙控方式下，保證小機(jī)閥位和轉(zhuǎn)速有調(diào)節(jié)裕量。如果小機(jī)閥位不夠，應(yīng)逐漸打開二次冷再供小機(jī)切換閥，保證小機(jī)進(jìn)汽壓力大于0.25 MPa。加強(qiáng)對水煤比及儲(chǔ)水箱水位監(jiān)視，煤量與水量要匹配，防止水煤比失調(diào)。

（9）加強(qiáng)凝泵振動(dòng)監(jiān)視，凝泵在低轉(zhuǎn)速時(shí)振動(dòng)偏大，及時(shí)調(diào)整變頻控制振動(dòng)在2.0 mm/s以內(nèi)。

（10）加強(qiáng)深度冷卻和煙氣余熱系統(tǒng)調(diào)整，控制深度冷卻出口煙溫在105 ℃以上，煙氣余熱入口溫度在72 ℃以上，防止發(fā)生低溫腐蝕。

（11）適當(dāng)降低大小機(jī)凝汽器真空，防止出現(xiàn)超極限真空，加強(qiáng)大小機(jī)振動(dòng)監(jiān)視。

（12）空預(yù)器投入連續(xù)吹灰，加強(qiáng)對空預(yù)器電流和出口煙溫的監(jiān)視，避免尾部煙道再燃燒。

（13）根據(jù)負(fù)荷曲線，負(fù)荷從350 MW漲至400 MW時(shí)，需提前逐漸增加總煤量，提高主汽壓力，保證大機(jī)綜合閥位在80%左右有負(fù)荷上升空間，然后在DEH上逐漸以每次5 MW的速度緩慢漲至400 MW，投入CCS協(xié)調(diào)，將壓力模式切為滑壓，負(fù)荷下限設(shè)置為400 MW，通過壓力偏置將主汽壓力控制在正常范圍，向總調(diào)申請投入AGC。

4 結(jié)語

1 000 MW超超臨界二次再熱機(jī)組在深度調(diào)峰時(shí)面臨的主要問題有：鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃、脫硝入口溫度低、鍋爐水冷壁超溫、主汽壓力下降緩慢等，通過分析深度調(diào)峰過程中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，并制定相應(yīng)的控制措施，能夠大大降低深度調(diào)峰帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。雷州電廠已通過深度調(diào)峰試驗(yàn)并取得成功，機(jī)組各項(xiàng)參數(shù)都在正常范圍內(nèi)，為同類型的百萬級二次再熱機(jī)組深度調(diào)峰提供了一定的借鑒。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 陳飛，周曉韡.1 000 MW二次再熱機(jī)組深度調(diào)峰安全運(yùn)行問題淺析[J].技術(shù)與市場，2019，26（12）：72-73.

[2] 沈志勇.超超臨界1 000 MW機(jī)組深度調(diào)峰風(fēng)險(xiǎn)分析及措施[J].節(jié)能與環(huán)保，2019（10）：63-64.

收稿日期：2020-03-06

作者簡介：陳桂二（1986—），男，廣東雷州人，工程師，從事1 000 MW機(jī)組集控運(yùn)行工作。