1000WM二次再熱機組深度調峰控制與策略

摘 要：根據火電廠不投油最低穩燃負荷試驗對泰州電廠二次再熱火力發電機組深度調峰技術進行了研究，剖析了影響二次再熱火電機組深度調峰的主要因素以及機組在低負荷運行時容易出現的問題，通過鍋爐低負荷穩燃、環保指標優化控制、汽輪機裕度、軸封控制等手段，保證了深度調峰過程中機組的安全、環保、經濟運行。

關鍵詞：超超臨界;二次再熱;深度調峰;汽輪機裕度;軸封;低負荷穩燃

引言

隨著電力系統迅速發展，電網結構的變化，電網峰谷差愈來愈大，電網調峰壓力加劇。隨著電改的不斷推進，并且為適應電量變化，大型火電機組深度調峰勢在必行。

機組概況：泰州電廠#4機組鍋爐選用超超臨界、中間二次再熱、變壓運行直流爐，型號為SG-2710/33.03-M7050。汽輪機選用超超臨界二次再熱凝汽式、單軸、五缸四排汽汽輪機，型號為N1000-31/600/610/610。泰州電廠鍋爐以神華煤為設計煤種、以同忻煤和兗州煤為校核煤種進行設計和校核。

一.試驗準備階段

（一）煤種選擇

煤種整體選用低硫煤，目的是減少高粘度物質硫酸氫銨的生成，防止空預器及脫硝系統催化劑局部堵塞[1-2]。煤種的平均熱值接近設計煤種，便于低負荷時鍋爐燃燒穩定。

（二）深度調峰前的相關操作

進行等離子試拉弧，B/C/D層油槍試點，便于在機組低負荷燃燒不穩時投油穩燃。鍋爐對相關受熱面吹灰，防止低負荷時掉大焦塊而使爐膛滅火。高、低加危急疏水調閥的活動性試驗合格，檢查各重要設備穩定可靠，沒有影響深度調峰的缺陷。

二.低負荷穩燃

（一）風壓控制

深度調峰時，要維持鍋爐燃燒工況，風壓是其中比較關鍵的因素。煤層油層二次風門具有增加啟旋的作用，在控制二次風壓時，適當收小B/C/D磨油層、煤層風門進行憋壓控制，關小之后可使火焰更加集中，貼壁情況減少。在低負荷時控制二次風母管壓力在0.5～0.8kpa，維持二次風壓的穩定，防止出現風壓低導致風量晃動而使鍋爐MFT。

（二）制粉系統調整

在深度調峰階段，維持B/C/D磨煤機運行，控制磨煤機風量，風量過大易吹滅火焰，過小則導致出粉不暢，影響燃燒，維持風量在130～140t/h較為合適。根據相應煤種設定合理的分離器轉速（520rpm～600rpm）和加載壓力，保證爐膛火焰充滿度，使燃燒穩定。禁止進行制粉系統切換和鍋爐吹灰等對燃燒的穩定性有較大影響的工作。在排煙溫度加送風機進風溫度<135℃時開啟送風再循環，防止空預器冷端腐蝕。

（三）給水系統側調節

機組負荷500WM以下減負荷過程中，控制給水流量穩定、水煤比正常，保持兩臺給水泵轉速3180rpm。通過手動方式開啟給水泵再循環調閥，以免在自動方式下再循環閥晃動過大，出現汽泵給水不穩定、流量波動、搶水等事故的發生。同時保正A/B汽泵進口流量不低于600t/h，維持給水泵轉速對應的最小流量，防止發生汽蝕現象。流量降低后，A/B小機的排汽溫度進行重點關注，溫度升高后及時開啟小機排汽減溫水。負荷400WM時，五抽至給水泵的壓力為0.44Mpa，小機A/B低壓調閥的開度為30%/39%，A/B汽泵運行情況正常，確認抽汽滿足汽泵的要求。

（四）環保參數優化

泰州電廠#4機組脫硝入口煙氣溫度控制范圍為303℃至420℃，隨著深度調峰的進行，爐膛煙氣溫度會逐步降低。400WM時維持B/C/D三臺磨煤機運行，能夠有效控制NOx。根據相

應加倉煤種，盡量提高磨煤機出口溫度，同時控制鍋爐總風量和總煤量，防止因風量過大而使爐膛煙溫過低，從而導致脫硝催化劑失效，影響環保指標。本次試驗脫硝入口煙氣溫度最低至310℃，若煙溫低于300℃時，及時停止減負荷。脫硝系統由于存在大延遲大慣性，PID控制回路很難解決這種系統，尤其是在負荷波動大的時候，噴氨調門往往大幅波動而出口NOx依然超標[5-6]，所以在深度調峰過程中要嚴格控制關注凈煙氣NOx參數不超限。負荷過低時，有可能發生原煙氣NOx含量與凈煙氣NOx含量不相匹配，需及時進行表計校驗。

三.汽輪機軸封控制

泰州電廠輔汽采用母管聯絡方式，每臺機設有一個母管，4臺機母管可互相聯絡供汽。由于在深度調峰時，汽機自密封已經不能完全滿足軸封壓力需求，需要輔汽進行軸封供汽。為防止軸封溫度突降而使汽輪機進冷汽，提高輔汽溫度成為一項重點任務，泰州電廠采取了以下措施來提高輔汽溫度：在隔離#4機二次冷再至輔汽管路后，打開輔汽母管疏水閥、輔汽至主機軸封調節站前主、旁路節流孔板疏水閥;空預器連續吹灰汽源由一次冷再切至輔汽供汽;提高相鄰#3機組輔汽母管溫度;投運一組輔汽供軸封電加熱器。在采取措施后，輔汽母管溫度能夠維持在285℃～290℃，汽封供汽閥后溫度由290℃上漲至350℃，能夠滿足汽輪機軸封溫度的要求。

在負荷由500WM向400WM減的過程中，由自密封供汽變為輔汽、漏氣混合供汽，軸封壓力也出現一定幅度波動。軸封溢流主、副閥調節特性較遲緩，在軸封壓力大幅度波動時，將溢流副調手動緩慢關小，維持軸封壓力3.5kpa穩定。

四.裕度控制策略

西門子汽輪機使用TSE裕度限制減負荷速率，保證汽輪機的安全。在深度調峰時，由于減負荷速度較快，當著重注意汽輪機裕度>10℃。當裕度<10℃時，要降低減負荷速度，當裕度<5℃時，則停止減負荷，維持機組負荷，待裕度回頭后再繼續降負荷[7-8]。本次深度調峰VHP CV裕度最低低至6.5。原因為4E磨停運后，主汽溫下跌較快，順勢快速減負荷所致。超高調由30%關至24.7%，裕度較小。裕度較低后，采取適度加煤、穩定主參數、停止減負荷、使超高壓調門開大等措施，使裕度回升，能夠有效地控制裕度變化情況。

五.結語

本文通過對泰州電廠#4機組深度調峰試驗危險點的分析，結合二次再熱機組實際運行中遇到的問題，成功實現了機組在低負荷400WM時的穩定燃燒，同時確保氮氧化物排放達到要求。在機組快速減負荷的過程中有效的控制了汽輪機裕度，通過一些可行方法維持了汽輪機軸封壓力和溫度，保證了汽輪機安全有效的運行。節假日期間的負荷特性和日電量曲線變化幅度較大，大型機組調峰將趨于常態化，泰州電廠將在現有的成果上向更低的負荷進行探索。

參考文獻：

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[6] 艾鄧鑫，王森，趙越.深度調峰對新能源電力資源并網運行的影響和研究[J].能源與環境，2017，（5）.

作者簡介;

李澤亮（1989-），男，江蘇人，本科，技師，從事火力發電廠集控運行工作。