350 MW超臨界機(jī)組低負(fù)荷運行優(yōu)化試驗研究

劉維岐，汪山入，吳 炬，宋大勇，高文杰

(1．國家能源集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，江蘇 南京 210023；2.沈陽市熱力工程設(shè)計研究院，遼寧 沈陽 110014)

2016年國家能源局綜合司下達(dá)了《火電靈活性改造試點項目的通知》，三北地區(qū)火電機(jī)組由主力發(fā)電機(jī)組向調(diào)峰機(jī)組轉(zhuǎn)型，火電靈活性改造及優(yōu)化調(diào)整勢在必行[1-2]。為了實現(xiàn)火電靈活性運行，國內(nèi)各發(fā)電企業(yè)紛紛根據(jù)自身情況，開展火電靈活性改造[3]，如對鍋爐燃燒系統(tǒng)[4-5]、汽水系統(tǒng)[6]、脫硝系統(tǒng)、熱工控制系統(tǒng)等進(jìn)行技術(shù)改造，保證機(jī)組實現(xiàn)靈活安全運行。

（3）優(yōu)化工藝方案 根據(jù)模擬結(jié)果分析，筆者將一次補澆改為兩次補澆并且延長補澆時間間隔。為了提高材料利用率，將冒口根部直徑減小至1100mm，相應(yīng)地降低冒口高度，同時增加1:10錐度。二次補澆時型腔內(nèi)溫度場如圖3所示，凝固結(jié)束時跟據(jù)縮孔判據(jù)預(yù)測的縮孔情況如圖4所示，可以看出縮孔位置是遠(yuǎn)離鑄件本體的。調(diào)整后的冒口所需總鋼液重為11t，對應(yīng)鑄件工藝出品率提高至62%，達(dá)到了預(yù)期目的。

機(jī)組在進(jìn)行靈活性改造后，在低負(fù)荷工況下運行時，也存在較多問題，如王曉華[7]等人針對鍋爐在低負(fù)荷工況下管壁超溫的問題研究中發(fā)現(xiàn)，1000 MW等級對沖鍋爐低負(fù)荷運行時管壁超溫問題尤為突出，低負(fù)荷工況下通過對燃燒器外二次風(fēng)拉桿及磨煤機(jī)組合方式進(jìn)行調(diào)整后，降低了惡劣工況下屏過管壁壁溫，提高了管壁溫度的安全裕量。劉文勝[8]等人對亞臨界600 MW機(jī)組深度調(diào)峰至30%額定負(fù)荷時鍋爐的運行情況進(jìn)行研究，表明機(jī)組在不進(jìn)行設(shè)備改造、無助燃的條件下，機(jī)組負(fù)荷可調(diào)整至30%額定負(fù)荷，鍋爐運行安全穩(wěn)定，但鍋爐在低負(fù)荷工況下運行經(jīng)濟(jì)性差，脫硝入口NOx濃度偏高[9]，鍋爐運行氧量偏高等問題有待解決。

本文通過燃燒優(yōu)化試驗[10-11]的方法，對國產(chǎn)某超臨界350 MW褐煤鍋爐低負(fù)荷工況下鍋爐運行情況進(jìn)行試驗研究，研究磨煤機(jī)不同組合方式對鍋爐壁溫、汽溫、脫硝入口NOx濃度等參數(shù)的影響，試驗研究了減少磨煤機(jī)運行臺數(shù)對鍋爐運行及燃燒穩(wěn)定性的影響。通過試驗方法確定鍋爐低負(fù)荷工況下的最佳運行狀態(tài)。為同類型機(jī)組調(diào)峰運行提供參考。

1 設(shè)備概況

本文以某電廠350 MW超臨界褐煤鍋爐為研究對象，該機(jī)組為一次中間再熱、超臨界壓力變壓運行、單爐膛、平衡通風(fēng)、π型鍋爐，設(shè)計燃用白音華褐煤。鍋爐采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，共配有6臺中速輥式磨煤機(jī)，6臺磨煤機(jī)按燃燒器由下至上分別編號為A、B、C、D、E、F。燃燒方式為墻式四角切圓。鍋爐主要設(shè)計參數(shù)如表1所示，鍋爐設(shè)計燃料特性如表2所示。

表1 鍋爐主要設(shè)計參數(shù)

表2 鍋爐設(shè)計燃料特性

為了實現(xiàn)靈活性運行，進(jìn)行了動態(tài)分離器改造、增加壁溫測點及省煤器煙氣旁路改造。由于鍋爐給水流量下限為340 t/h，改造后機(jī)組能夠降至120 MW負(fù)荷穩(wěn)定運行，最低運行負(fù)荷為額定負(fù)荷的34%。考慮到機(jī)組運行的安全性，低負(fù)荷運行時常采用4臺磨的運行方式。

機(jī)組在調(diào)峰工況下運行時存在的問題如下。

對比表5與表3中3臺磨運行與4臺磨運行時的試驗結(jié)果可知，3臺磨運行方式下鍋爐總風(fēng)量由590 t/h降至538 t/h，運行氧量由7.5%降至6.2%。SCR入口NOx濃度由876 mg/m3降至750 mg/m3。3臺磨運行方式下，鍋爐壁溫、汽溫均能達(dá)到額定值。

2月8日，赴遼寧參加全國水利規(guī)劃計劃工作會議的水利部部長、黨組書記陳雷與遼寧省委書記王珉、省長陳政高親切會談，就進(jìn)一步推進(jìn)遼寧水利改革發(fā)展深入交換意見。

鍋爐設(shè)計送風(fēng)裕量偏大，額定負(fù)荷下送風(fēng)機(jī)的出力僅為設(shè)計最大出力的34%，50%負(fù)荷下送風(fēng)機(jī)已在最小出力下運行。深度調(diào)峰工況下送風(fēng)量無法繼續(xù)降低。120 MW負(fù)荷下鍋爐運行氧量為7.5%，嚴(yán)重高于設(shè)計運行氧量3.5%。

b.脫硝入口NOx濃度偏高

120 MW負(fù)荷下脫硝入口NOx濃度為1034 mg/m3(折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)6%O2，下同)，該負(fù)荷下脫硝入口設(shè)計NOx濃度為400 mg/m3。由于低負(fù)荷工況下鍋爐運行氧量偏高，鍋爐一次風(fēng)率偏高，使得脫硝入口NOx濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計值。

c.壁溫安全性

這是“平日不燒香，臨難抱佛腳”的奇例，當(dāng)然更有常年以來，堅持焚拜供奉的。如原河北省委書記周本順，倒是“虔誠”，多處豪宅，處處擺著佛堂，每逢初一十五，都按時燒香拜佛。周書記出去，見佛就拜，進(jìn)廟就捐，家里養(yǎng)的一只烏龜死了，還專門為它手抄經(jīng)文，連同“神龜”一起隆重落葬呢。又如原四川省委副書記李春城，因為嫌升遷還不快，不僅將家里老墳從東北遷到都江堰“福地”，還在成都新天府廣場修建時特地建了“太極圖”，據(jù)說可以有“神助”。再如原深圳市委政法委書記蔣尊玉，那可是個“信徒”啊，私宅千平，供著幾十尊神佛，間間燒著高香，只是搜遍全屋，只有一本小書，還是我佛不齒的“兒童不宜”呢！

特殊工況下鍋爐壁溫存在超溫而使鍋爐主、再熱汽溫?zé)o法達(dá)到額定值的情況。同時低負(fù)荷工況下，鍋爐的水動力特性抵抗擾動的能力較差，當(dāng)給水及燃煤量擾動時，壁溫也容易出現(xiàn)超溫現(xiàn)象。

(2)加強(qiáng)生產(chǎn)要素的自由流動和高效配置 行業(yè)龍頭企業(yè)、高等院校、研究機(jī)構(gòu)、行業(yè)協(xié)會、金融機(jī)構(gòu)等主體應(yīng)深化合作，加快構(gòu)建支撐融合發(fā)展的創(chuàng)新載體，集結(jié)創(chuàng)新資源，并探索建立資源交易的市場化運行機(jī)制，進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)據(jù)資源、制造能力、行業(yè)知識的自由流動，改善資源配置效率，提升行業(yè)全要素生產(chǎn)率。

輻射環(huán)境污染監(jiān)測工作，并不是僅僅局限于某個環(huán)節(jié)，而是貫穿到整個過程當(dāng)中的。舉個例子來說，我們在在某一些事物進(jìn)行勘察之前，首先需要進(jìn)行相應(yīng)的輻射環(huán)境檢測，然后充分的結(jié)合檢測數(shù)據(jù)，驗證其是否具有可行性，在得到工作人員的允許之后，才能夠進(jìn)行輻射影響環(huán)境評價方面的工作。在完成之后，我們還需要對此地區(qū)輻射環(huán)境污染狀況以及其他所受到的一系列的影響進(jìn)行評價，以此來實現(xiàn)對實際輻射影響和預(yù)計影響兩者之間的差異的衡量。由此我們不難看出，輻射環(huán)境監(jiān)測是貫穿到輻射污染環(huán)境影響評價的整個過程的，從最初階段的調(diào)查工作，到輻射污染區(qū)的確立，再到最終的監(jiān)測驗收，都充分的體現(xiàn)出了輻射環(huán)境監(jiān)測的重要性所在。

a.從主、再熱汽溫及水冷壁是否存在超溫情況可知，工況2、工況3、工況4均能保證鍋爐主、再熱汽溫達(dá)到額定值，保證鍋爐水冷壁壁溫不超溫。工況1由于鍋爐螺旋段水冷壁、垂直段水冷壁均存在超溫現(xiàn)象，使得鍋爐主、再熱汽溫偏低。

a.鍋爐運行氧量偏高

阿箬喜滋滋正要離去，青櫻忍不住喊住她：“先帝駕崩，你臉上那些喜色給人瞧見，十條命都不夠你去抵罪的，還當(dāng)是在潛邸里么？”

低負(fù)荷工況下采用4臺磨運行時，鍋爐總?cè)济毫吭?00 t/h左右，磨煤機(jī)出力一般在26～28 t/h，由于磨煤機(jī)給煤量較低，使得磨煤機(jī)出口溫度時常超過85 ℃。按照DL/T5145—2012《火力發(fā)電廠制粉系統(tǒng)設(shè)計計算技術(shù)規(guī)定》[12]規(guī)定，采用中速磨煤機(jī)磨制Vdaf≥40%煤質(zhì)時，磨煤機(jī)分離器出口溫度應(yīng)低于70 ℃。制粉系統(tǒng)運行中存在安全隱患。

在茄子病蟲害的防治中，化學(xué)防治是其中的一項重要措施，其化學(xué)防治主要分為兩種，一種是蟲害防治，另一種是病害防治。

e.鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性差

低負(fù)荷工況下鍋爐運行氧量偏高，制粉系統(tǒng)冷風(fēng)摻入量大均使得鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性降低。

2 試驗結(jié)果分析

根據(jù)鍋爐實際運行情況，按照GB/T 10184—2015《電站鍋爐性能試驗規(guī)范》[13]對鍋爐進(jìn)行試驗，試驗內(nèi)容主要包括：低負(fù)荷工況下4臺磨運行時不同磨煤機(jī)組合方式試驗研究；低負(fù)荷工況下3臺磨運行時不同磨煤機(jī)組合方式試驗研究；低負(fù)荷工況下2臺磨運行時鍋爐燃燒穩(wěn)定性試驗。

我們在心跳聲中走上樓梯，走進(jìn)她的臥室。床頭上掛著一張她的全身照片，只穿著薄薄的紗衣，似法國畫家筆下的天使。我回轉(zhuǎn)頭，發(fā)覺她本人比照片還要美。她已在我看照片時脫去了外衣。

2.1 4臺磨運行方式試驗研究

工況1：C、D、E磨運行；

工況1：A、B、C、D磨運行；

工況2：A、C、D、E磨運行；

工況3：B、C、D、E磨運行；

工況4：C、D、E、F磨運行。

各工況下鍋爐主要運行參數(shù)及試驗結(jié)果如表3所示。

表3 4臺磨運行不同工況下試驗結(jié)果

根據(jù)表3中的試驗結(jié)果，對比各項參數(shù)得到試驗結(jié)果如下：

胸椎骨折手術(shù)復(fù)雜,術(shù)后并發(fā)癥多,如處理不當(dāng),將會對患者的生活質(zhì)量造成重大影響。為改善胸椎骨折術(shù)后患者生活質(zhì)量,改進(jìn)護(hù)理手段至關(guān)重要。循證護(hù)理是一種新型護(hù)理模式,是以護(hù)理實踐中特定的、具體化問題為基點,將研究結(jié)論與臨床知識和經(jīng)驗、患者需求有機(jī)結(jié)合,通過知識轉(zhuǎn)化,改良工作程序和方法,從而提高護(hù)理質(zhì)量[1]。筆者所在醫(yī)院骨科從2012年開始探索將循證護(hù)理方法應(yīng)用到胸椎骨折術(shù)后的護(hù)理,效果滿意,現(xiàn)匯報如下。

d.制粉系統(tǒng)安全性

b.從SCR入口NOx濃度方面分析，工況1的SCR入口NOx濃度最低。工況4的SCR入口NOx濃度最高。工況2、工況3的SCR入口NOx濃度居中，相差不大。

工況2：C、D、F磨運行。

由試驗結(jié)果可知，低負(fù)荷工況下采用上層磨運行時，對鍋爐壁溫、汽溫均是有利的，但采用上層磨運行時，不利于控制SCR入口NOx濃度，二者是相互矛盾的。

4臺磨運行時制粉系統(tǒng)的主要運行參數(shù)如表4所示。

表4 4臺磨運行時制粉系統(tǒng)主要參數(shù)

由表4中數(shù)據(jù)可知，4臺磨運行時磨煤機(jī)出力整體偏低，制粉系統(tǒng)冷風(fēng)摻入量較高，分離器出口溫度均高于70 ℃，制粉系統(tǒng)存在安全隱患。

2.2 3臺磨運行方式試驗研究

4臺磨運行時，SCR入口NOx濃度偏高，運行氧量偏高，一次風(fēng)率偏高，同時送風(fēng)量已達(dá)到最低值，運行氧量已無法繼續(xù)降低。磨煤機(jī)出力較低，4臺磨運行時制粉系統(tǒng)存在安全隱患。因此降低磨煤機(jī)運行臺數(shù)，可降低鍋爐運行氧量，同時提高制粉系統(tǒng)的運行安全性。

根據(jù)機(jī)組實際情況，在120 MW負(fù)荷下3臺磨運行時進(jìn)行了磨煤機(jī)不同組合方式試驗。不同工況下磨煤機(jī)運行組合方式如下：

根據(jù)機(jī)組實際運行情況，在120 MW負(fù)荷下進(jìn)行了4臺磨運行時不同組合方式試驗。不同工況下磨煤機(jī)運行組合方式如下：

根據(jù)試驗結(jié)果可知，低負(fù)荷工況下鍋爐采用B、C、D、E磨運行或A、C、D、E磨運行時為最佳的運行工況。

各工況下鍋爐主要運行參數(shù)及試驗結(jié)果如表5所示。

死體可燃物含水率(Y)與降水(X1)、氣溫(X2)、相對濕度(X3)、風(fēng)速(X5)、蒸發(fā)量(X6)之間的數(shù)學(xué)模型為：

表5 3臺磨運行不同工況下試驗結(jié)果

在企業(yè)管理工作開展的過程中，預(yù)算管理一直是整項工作開展的重要內(nèi)容，其不僅對資金運用效率提升具有重要促進(jìn)作用，同時也為企業(yè)決策有效的財務(wù)數(shù)據(jù)支撐。但是，在目前階段，各個企業(yè)對于財務(wù)預(yù)算管理工作的開展并未充分重視起來，導(dǎo)致企業(yè)資金運行受到限制，無法為員工提供更好的工作環(huán)境和工作條件?；诖?，針對以預(yù)算為核心的財務(wù)管理制度建設(shè)這一課題進(jìn)行了深入探討，具有重要現(xiàn)實意義。

3臺磨運行時制粉系統(tǒng)主要運行參數(shù)如表6所示。

表6 3臺磨運行時制粉系統(tǒng)主要參數(shù)

由表6中數(shù)據(jù)可知，3臺磨運行方式下，磨煤機(jī)出力整體提高，制粉系統(tǒng)無冷風(fēng)摻入，分離器出口溫度基本控制在70 ℃以下。3臺磨運行時，可消除制粉系統(tǒng)安全隱患。

2.3 2臺磨運行時鍋爐燃燒穩(wěn)定性試驗

為了檢驗3臺磨運行工況下，跳1臺磨煤機(jī)，僅剩2臺磨運行時鍋爐的燃燒情況，利用1號機(jī)組停機(jī)機(jī)會，進(jìn)行了2臺磨極端工況下鍋爐燃燒穩(wěn)定性試驗。

試驗前鍋爐運行C、D、E磨至機(jī)組最低負(fù)荷120 MW，并維持穩(wěn)定。待各項參數(shù)均穩(wěn)定后停D磨，維持C、E磨運行，觀察鍋爐燃燒情況。

1.5.1 有效性評價指標(biāo) ①疾病療效總有效率，②咳嗽起效時間，③中醫(yī)證候療效，基線、治療5 d記錄證候積分，④單項癥狀及體征消失率，均治療5 d評價。以疾病療效總有效率為主要療效評價指標(biāo)。

鍋爐僅剩2臺磨運行時，未出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)現(xiàn)象，機(jī)組維持2臺磨運行1 h。2臺磨運行時，火檢信號如圖1所示。

圖1 2臺磨運行時鍋爐燃燒火檢信號

當(dāng)鍋爐由3臺磨轉(zhuǎn)為2臺磨運行時，未出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)現(xiàn)象。由此可知，當(dāng)3臺磨運行時，如鍋爐跳1臺磨運行，機(jī)組仍可在短時間內(nèi)保持穩(wěn)定燃燒，不會出現(xiàn)瞬間滅火現(xiàn)象。

3 結(jié)論

a.對于350 MW超臨界褐煤鍋爐，低負(fù)荷工況下提高鍋爐燃燒中心，對鍋爐壁溫、汽溫均是有利的，但不利于控制SCR入口NOx濃度。

b.采用4臺磨運行時，由于磨煤機(jī)出力較低，使得分離器出口溫度難以控制在70 ℃以下，制粉系統(tǒng)存在安全隱患。同時制粉系統(tǒng)冷風(fēng)摻入量較大，降低了鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性。

潿洲島是中國最大、最年輕的火山海島，位于北海市區(qū)南部海面，1982年被評為自治區(qū)級自然保護(hù)區(qū)，2004年被評為中國唯一的海島火山國家地質(zhì)公園，2005年、2015年分別被中國國家地理雜志、國家海洋局評為“中國最美十大海島”，2016年12月被列入國家“十三五”旅游發(fā)展規(guī)劃海島特色旅游目的地之首，2018年3月成功創(chuàng)建廣西特色旅游名區(qū)。近年來，隨著潿洲島知名度的不斷提升，加上風(fēng)景優(yōu)美宜人，促使?jié)迧u旅游持續(xù)火熱。2017年，潿洲島接待游客130萬人次，同比增長52.7%；旅游總收入24.5億元，同比增長326.8%。2018年1—6月份，接待游客71.23萬人次，同比增長8.14%。

c.采用3臺磨運行時，鍋爐的壁溫、汽溫及SCR入口NOx濃度均優(yōu)于4臺磨運行方式。3臺磨運行時，磨煤機(jī)出力提高，分離器出口溫度基本可控制在70 ℃以下，制粉系統(tǒng)運行安全性提高。3臺磨運行時，制粉系統(tǒng)無冷風(fēng)摻入量，鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性提高。

d.由3臺磨運行方式切換至2臺磨運行后，鍋爐燃燒穩(wěn)定，火檢信號較強(qiáng)，未發(fā)生瞬間滅火情況，鍋爐火檢信號穩(wěn)定。當(dāng)3臺磨運行時，如鍋爐跳1臺磨，機(jī)組仍可在短時間內(nèi)保持穩(wěn)定燃燒，不會出現(xiàn)瞬間滅火現(xiàn)象。

e.低負(fù)荷工況下鍋爐運行氧量偏高，SCR入口NOx濃度偏高仍是當(dāng)前鍋爐低負(fù)荷運行時急需解決的問題。后續(xù)可通過對送風(fēng)機(jī)降容改造進(jìn)行優(yōu)化。