600MW超臨界機組適應電網靈活性調峰探索

張靈風

摘 要：本文結合電網調峰需求及運行經驗，對直流鍋爐在電網谷段調峰快速響應，調峰操作要點及存在的風險進行了梳理，簡要分析了快速深度調峰操作原則及手段，旨在共享運行操作經驗，規范操作要點，在保證機組的安全性和可靠性的前提下使企業經濟效益最大化。

關鍵詞：火力發電機組;直流爐;深度調峰

1 緒論

當前社會經濟增長放緩，用電結構發生變化。發電側清潔能源發電比重不斷增長，河南吸納外省清潔電力逐年增長。用電側隨著國家環保政策加碼及企業轉型需求，一大批高耗能企業面臨關?；蛳蕻a。以河南省三門峽為例，社會用電連續幾年負增長，2019年三門峽社會用電量負增長更是達到了-13%。而三門峽地處河南省西部，不僅有水電，且風電裝機快速增長，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峰提出了更高、更難、更艱巨的任務。

2 新形勢下調峰特點及經濟效益

2.1 調峰需求特點

社會用電時段特點明顯，峰谷差接近2倍。水電和風電受天氣變化、來水量影響，發電穩定性不夠，電網調峰需求對調峰深度性、快速性提出了更高要求。

2.2 調峰經濟效益

河南省火電利用小時數逐年下降，在網省網統調機組全年負荷率普遍低于55%，機組難以處在最佳能耗工況下運行，部分火電已出現資不抵債，經營舉步維艱。2019年8月河南能源監管辦關于印發《河南電力調峰輔助服務交易規則（試行）》的通知，對調峰低于50%以下調峰容量進行補償，補償分三檔，第三檔補償達最高達到了0.7元/千瓦時，綜合經濟效益可觀。是當前發電形勢下企業脫困的一條出路。

3 深度調峰危險點及調峰原則

3.1 深度調峰危險點

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

3.2 調峰的基本原則

深度調峰運行以燃燒穩定，工質損失最小為原則，保證水循環動力，給水泵有調節余量且有一定安全裕度。

（1）在電網考核點周期內控制減負何速率。

（2）操作以鍋爐側煤、風、水匹配穩定為方向，確保燃燒安全。

（3）關注燃燒熱負荷下降后脫硝入口風溫變化防止跳閘，監視脫硫、煙塵折算后排放參數。

（4）給水操作要專人進行，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 深度調峰的過程

4.1 深度調峰的實施

以我廠600MW超臨界對沖燃燒直流鍋爐為例。

方案一：降低鍋爐熱負荷，直到鍋爐轉“濕態”運行鍋爐熱負荷與機組負荷匹配。優點：工況變化平緩;缺點：操作量大，負荷下降緩慢。

方案二：鍋爐熱負荷下降至35%時保持鍋爐熱負荷不變，開啟低旁快速降低至調峰需求值，負荷下降至調峰負荷指令后，緩慢調整至煤量至最低穩燃負負荷，保持最低給水流量值穩定，逐步關小低旁，穩定工況。優點：負荷響應快，操作量少。缺點：低旁容易內漏（改造后可以解決）。

我公司采用第二種方式進行深度調峰。綜合安全、環保和經濟因素，方案見下表。

4.2 深度調峰操作組織過程

（1）根據省網機開機方式、水電來水及水位情況、結合全省天氣預測光伏、風電發電負荷。

（2）單臺機負荷降至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趨勢控制，保持過熱器減溫水裕量，監視低過入口汽溫變化，防止“汽溫突降”或壁溫、給水異常造成保護動作機組跳閘。

（3）調峰負荷大于250MW時，小機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;調峰負荷到200MW，三臺磨煤機運行，保證燃燒器煤粉濃度，小于250MW時及時切換小機汽源至輔汽，控制給水流量600t/H。

（4）調峰至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，電負荷降至150MW。保持電負荷150MW不變，調整給水流量至560t/h，維持三臺磨運行，根據燃燒情況逐步調整總煤量。三是根據汽壓、負荷變化情況緩慢關小低旁（20-25）%。手動調整給水量與蒸發量匹配，保證5度以上的過熱度。

（5）單機負荷低于150MW。在負負荷快速降低至150MW后，緩慢切換給水管道，保留兩臺磨煤機運行，啟動爐水循環泵轉爐濕態運行。

（6）關注汽封備用汽源，保證備用汽源品質及供汽可靠性。

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

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

（9）如果更低，給水管道切換結束后，鍋爐轉濕態運行。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泵，建立啟動流量，逐步減煤減風，燃燒不穩時，及時投油助燃。

（10）啟動帶等離子磨運行，保證等離子拉弧正常，杜絕鍋爐滅火。

（11）利用煙氣再循環、熱風再循環、暖風器，控制排煙溫度在100℃以上，保證環保參數達標排放。

5 結語

在當前新能源裝機大幅增加，社會用電量增速放緩情況下，電網峰谷差逐年增大的形勢下，做好快速深度調峰工作對電網安全和火力發電企業經濟效益均具有重大意義。

參考文獻：

[1]河南電力調峰輔助服務交易規則（試行）.