淺析600MW超臨界直流火電機(jī)組深度調(diào)峰技術(shù)措施及運(yùn)行注意事項(xiàng)

郭 君

（山西漳澤電力同華發(fā)電有限公司發(fā)電部，山西忻州034100）

0 引言

面對(duì)用電量增幅趨緩、電網(wǎng)峰谷差逐年增大的形勢(shì)，電網(wǎng)調(diào)度對(duì)660MW火電機(jī)組深度調(diào)峰能力的需求日益凸顯。深度調(diào)峰不僅是電網(wǎng)的需求，也是電廠在激烈競(jìng)爭(zhēng)中生存的需要。本文針對(duì)同華電廠近期保障深度調(diào)峰運(yùn)行安全穩(wěn)定的技術(shù)措施和注意事項(xiàng)作了簡(jiǎn)要分析。

山西漳澤電力同華發(fā)電有限公司一期2×600MW燃煤火力汽輪發(fā)電機(jī)組，鍋爐為東方鍋爐廠引進(jìn)技術(shù)制造的超臨界參數(shù)、變壓運(yùn)行、螺旋管圈直流鍋爐，其型式為單爐膛、一次中間再熱、前后墻對(duì)沖燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、緊身封閉、全鋼構(gòu)架的Π型爐，鍋爐型號(hào)為DG2100/25.4-Ⅱ6。汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)有限公司設(shè)計(jì)制造的超臨界、一次中間再熱、單軸、兩缸兩排汽、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)，具有較高的效率和安全可靠性，汽輪機(jī)型號(hào)為CLNZK660-24.2/566/566。發(fā)電機(jī)由哈爾濱汽輪發(fā)電機(jī)有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為QFSN-660-2；排列方式為室內(nèi)縱向順列布置；發(fā)電機(jī)的冷卻方式為水、氫、氫：定子繞組及出線水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組直接氫冷，轉(zhuǎn)子本體及定子鐵芯氫冷；發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁型式為自并勵(lì)靜止勵(lì)磁方式；發(fā)電機(jī)額定容量733.3MVA，額定功率660MW，額定功率因數(shù)0.9（滯后），最大連續(xù)輸出功率702MW，級(jí)對(duì)數(shù)：1對(duì)，發(fā)電機(jī)定子額定電壓20kV，額定電流21170A。

1 深度調(diào)峰的風(fēng)險(xiǎn)分析與基本原則

1.1 深度調(diào)峰的風(fēng)險(xiǎn)分析

（1）燃燒安全裕度下降。由于爐膛熱負(fù)荷下降較多，燃燒穩(wěn)定性和抗擾能力降低，如發(fā)生煤質(zhì)突變、磨煤機(jī)跳閘、風(fēng)機(jī)跳閘等異常，極易引發(fā)鍋爐滅火。

（2）燃燒組織不易優(yōu)化。4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行單臺(tái)磨煤量小，燃燒器出口煤粉濃度低，相互支持效果差，燃燒惡化，火檢不穩(wěn)；3臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，堵煤、斷煤等制粉系統(tǒng)異常或煤質(zhì)突變時(shí)燃燒擾動(dòng)過大，更易發(fā)生燃燒不穩(wěn)或滅火。

（3）引風(fēng)機(jī)小汽機(jī)汽源切換，造成小機(jī)出力異常。機(jī)組250MW以下時(shí)，四抽壓力不能滿足引風(fēng)機(jī)小汽機(jī)供給，輔助汽源與四抽存在壓差、溫差，切換操作不當(dāng)，容易造成引風(fēng)機(jī)小汽機(jī)出力異常。

（4）抽汽系統(tǒng)存在安全隱患。甩負(fù)荷或下降過快，滑壓運(yùn)行的除氧器會(huì)發(fā)生自生沸騰，逆止門不嚴(yán)時(shí)，竄入四抽管道，存在返汽和進(jìn)冷汽等嚴(yán)重隱患。

（5）給水流量波動(dòng)大，調(diào)整難度加大。鍋爐降至200MW應(yīng)該可以保持穩(wěn)定運(yùn)行，但是繼續(xù)降低負(fù)荷至160MW時(shí)，需要進(jìn)行干濕態(tài)轉(zhuǎn)換及鍋爐大小閥切換。在此負(fù)荷段操作較多，給水流量比較接近給水流量低保護(hù)值，且頻繁閥切換對(duì)給水主閥和調(diào)閥的可靠性是很大的考驗(yàn)。

1.2 深度調(diào)峰的基本原則

深度調(diào)峰運(yùn)行以機(jī)組設(shè)備狀態(tài)為依據(jù)，安全、環(huán)保為目標(biāo)，科學(xué)調(diào)整、分配機(jī)組負(fù)荷，兼顧經(jīng)濟(jì)性。

（1）在電網(wǎng)許可范圍內(nèi)，控制降負(fù)荷速率。

（2）以組織安全的燃燒工況為第一要?jiǎng)?wù)，磨煤機(jī)前后墻平衡投用，監(jiān)視制粉系統(tǒng)參數(shù)正常，確保燃燒安全。

（3）樹立環(huán)保排放“紅線”和“底線”意識(shí)，確保污染物達(dá)標(biāo)排放。

（4）給水操作要慎重，汽溫、氧量調(diào)整要平緩，勤分析，細(xì)調(diào)整，在保證安全、環(huán)保的前提下，追求機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

2 深度調(diào)峰的實(shí)施

2.1 深度調(diào)峰的依據(jù)

依據(jù)參照東方鍋爐廠的熱力計(jì)算表中數(shù)據(jù)（表1、表2），試驗(yàn)過程以專業(yè)下發(fā)的深度調(diào)峰試驗(yàn)措施為主，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做適當(dāng)調(diào)整。

表140%THA工況參數(shù)

2.2 深度調(diào)峰期間各項(xiàng)具體措施

（1）煤場(chǎng)備好所需燃煤，要求：一種熱值為5000kcal，干燥無灰基揮發(fā)分38%～40%；一種熱值為4500kcal，干燥無灰基揮發(fā)分38%～40%。每種燃煤至少各5000t。

（2）深度調(diào)峰前8h，調(diào)整上煤方式，A/D磨煤機(jī)上5000kcal的煤，B/E磨煤機(jī)上4500kcal的煤。

（3）深度調(diào)峰前8h，進(jìn)行等離子拉弧試驗(yàn)，處理等離子缺陷。

表230%BMCR工況參數(shù)

（4）深度調(diào)峰前2h，投入爐前燃油系統(tǒng)，保證B/D/E層油槍備用。

（5）深度調(diào)峰期間機(jī)組盡可能保持協(xié)調(diào)運(yùn)行方式。

（6）降負(fù)荷至330MW時(shí)，保證A/B/D/E磨煤機(jī)運(yùn)行，并進(jìn)行等離子拉弧。低溫省煤器出口煙溫降至105℃以下時(shí)，停運(yùn)低溫省煤器增壓泵。將機(jī)組輔汽由四抽切為冷再供汽。

（7）提前對(duì)過、再熱器煙氣擋板進(jìn)行調(diào)整，開大再熱器側(cè)煙氣擋板，關(guān)小過熱器側(cè)煙氣擋板，以盡可能提高脫硝入口煙溫。

（8）將機(jī)組負(fù)荷變化速率由14MW/min改為6MW/min，繼續(xù)降負(fù)荷至300MW，穩(wěn)定10min。投入空預(yù)器連續(xù)吹灰。

（9）適當(dāng)提高空冷背壓設(shè)定值至20kPa左右，監(jiān)視凝結(jié)水回水溫度不低于40℃，抽真空溫度大于15℃，各排凝結(jié)水過冷度小于6℃，就地加強(qiáng)各散熱管束溫度的測(cè)量（此項(xiàng)根據(jù)當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度進(jìn)行，若不需要按照正常運(yùn)行背壓進(jìn)行控制）。

（10）繼續(xù)降低機(jī)組負(fù)荷至270MW，此時(shí)應(yīng)注意給水泵自動(dòng)情況，提前開啟一臺(tái)泵的再循環(huán)。

（11）負(fù)荷降至250MW時(shí)，應(yīng)注意各臺(tái)磨煤機(jī)煤量，若總?cè)剂狭拷档椭?20t/h，應(yīng)停運(yùn)E磨煤機(jī)。保持三臺(tái)磨運(yùn)行，一臺(tái)磨通風(fēng)備用。

（12）繼續(xù)降負(fù)荷至230MW，將一臺(tái)給水泵退出并列運(yùn)行，關(guān)閉其出口電動(dòng)門，備用。

（13）將停運(yùn)磨煤機(jī)二次風(fēng)關(guān)閉至15%，將燃盡風(fēng)擋板關(guān)閉至40%，保持省煤器出口氧量在5%～6%，維持爐膛與二次風(fēng)箱差壓在0.3～0.4kPa。

（14）在減負(fù)荷過程中，監(jiān)視空預(yù)器入口煙溫不低于295℃，若降低至295℃時(shí)，應(yīng)停止降負(fù)荷，對(duì)煙氣擋板進(jìn)行調(diào)整（可將過熱器側(cè)煙氣擋板關(guān)至5%）。

（15）深度調(diào)峰期間，磨煤機(jī)出口溫度維持在85℃以上，保持各磨煤機(jī)風(fēng)煤比在1.6～1.8之間，且最低一次風(fēng)量不低于60t/h，任何人不得隨意進(jìn)行風(fēng)量復(fù)位操作。磨煤機(jī)加載油壓力設(shè)定為正偏置，但須保證磨煤機(jī)不振動(dòng)。

（16）根據(jù)空預(yù)器入口煙溫情況（不低于295℃），繼續(xù)降負(fù)荷至200MW。盡可能維持較高的主再熱汽溫，在200MW穩(wěn)定運(yùn)行直至試驗(yàn)結(jié)束。若出現(xiàn)空預(yù)器入口煙溫持續(xù)下降（低于295℃）、水冷壁受熱面超溫、儲(chǔ)水罐水位波動(dòng)等參數(shù)異常時(shí)，立即恢復(fù)負(fù)荷至250MW以上。

（17）當(dāng)前負(fù)荷穩(wěn)定后，分別每0.5h對(duì)飛灰可燃物進(jìn)行取樣化驗(yàn)一次。

（18）在低負(fù)荷穩(wěn)燃期間，若著火不良，進(jìn)行以下調(diào)整：

1）適當(dāng)提高磨煤機(jī)加載力（以磨煤機(jī)不振動(dòng)為原則）；

2）降低磨煤機(jī)一次風(fēng)量（參考磨煤機(jī)出口壓力最低不得低于2.0kPa）；

3）通過關(guān)小分離器出口折向擋板減小煤粉細(xì)度（關(guān)小5%）。

（19）下列情況下，若遇深度調(diào)峰，應(yīng)及時(shí)停止調(diào)峰操作：

1）非A/B/D/E4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)；

2）鍋爐燃水比在330MW穩(wěn)定時(shí)低于5.0時(shí)；

3）制粉系統(tǒng)設(shè)備有重大缺陷時(shí)；

4）無備用磨煤機(jī)時(shí)。

2.3 深度調(diào)峰的注意事項(xiàng)

（1）深度調(diào)峰期間，密切監(jiān)視火檢及火焰電視，發(fā)現(xiàn)火檢有擺動(dòng)時(shí)，關(guān)小磨煤機(jī)外二次風(fēng)擋板至30%～40%，將中心風(fēng)門關(guān)至15%。

（2）火焰有閃爍現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)首先投入油槍穩(wěn)定燃燒，然后通過減小磨煤機(jī)一次風(fēng)量、提高磨煤機(jī)出口溫度，增加磨煤機(jī)加載力、提高磨煤機(jī)出力等措施進(jìn)行穩(wěn)燃。深度調(diào)峰期間，維持爐膛壓力（-60±50）Pa，嚴(yán)密監(jiān)視爐膛壓力變化。

（3）當(dāng)燃燒有明顯減弱的趨勢(shì)時(shí)，如氧量明顯上升，主汽壓力下降較快，爐膛壓力波動(dòng)達(dá)到±200Pa，火焰有閃爍現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)首先等離子拉弧穩(wěn)燃火焰，投入油槍穩(wěn)定燃燒，然后通過減小磨煤機(jī)一次風(fēng)量、提高磨煤機(jī)出口溫度，增加磨煤機(jī)加載力、提高磨煤機(jī)出力等措施進(jìn)行穩(wěn)燃。

（4）當(dāng)爐膛壓力波動(dòng)超過±300Pa，且有明顯的滅火征兆時(shí)，嚴(yán)禁等離子拉弧穩(wěn)燃，防止滅火后爆燃。

（5）嚴(yán)密監(jiān)視中間點(diǎn)過熱度在5～10℃之間，嚴(yán)防過熱度過低，儲(chǔ)水罐提前出現(xiàn)水位超限。

（6）加強(qiáng)監(jiān)視各受熱面壁溫，防止壁溫超限。深度調(diào)峰期間，給水流量的調(diào)整應(yīng)緩慢進(jìn)行，防止給水流量大幅波動(dòng)。

（7）認(rèn)真監(jiān)視以下參數(shù)的變化趨勢(shì)：各受熱面壁溫、尾部煙道各部煙溫、汽水系統(tǒng)沿程各部汽溫、空預(yù)器出入口煙溫及脫硝系統(tǒng)出入口煙溫等。發(fā)現(xiàn)各部溫度變化趨勢(shì)異常時(shí)，及時(shí)查明原因。

（8）升降負(fù)荷時(shí)，注意監(jiān)視煙風(fēng)系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、給水系統(tǒng)等自動(dòng)跟蹤正常。

3 結(jié)語

在當(dāng)前用電量增幅趨緩、峰谷差增大的形勢(shì)下，做好深度調(diào)峰工作對(duì)保障電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行均具有重大意義。深度調(diào)峰的技術(shù)措施及運(yùn)行注意事項(xiàng)，是在總結(jié)實(shí)踐調(diào)峰經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上得出的，是保障同華電廠在深度調(diào)峰期間安全運(yùn)行的有效措施。“不積跬步，無以至千里；不積小流，無以成江海。”這些寶貴經(jīng)驗(yàn)必將在未來的工作中發(fā)揮更大的作用。