呼貝電廠1號機組深度調峰風險分析及控制策略

楊冬冬

內蒙古國華呼倫貝爾發電有限公司，中國·內蒙古 呼倫貝爾 021000

1 引言

近年來，伴隨新能源裝機比重不斷提升，電力系統調峰能力不足問題愈發突出，煤電已然成為深度調峰“主力”，個別電廠甚至嘗試開展了30%及以下的負荷深度調峰試驗，以增強在調峰市場中的競爭力。

集控值班員日常調峰操作劇增，減負荷操作過程中存在風險加大，現暫且不考慮深度調峰對機組壽命影響，下面就深度調峰降負荷過程中各重要風險點分析如下，以此提高人員對深度調峰風險點更好理解及掌握。

2 設備/系統概述

中國內蒙古國華呼倫貝爾發電有限公司一期2×600MW超臨界機組鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限責任公司自主開發研制的600MW 褐煤超臨界鍋爐，鍋爐型號HG-1913/25.4-HM15 型，單爐膛，一次中間再熱、墻式切圓燃燒、平衡通風、緊身封閉、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構П 型燃煤鍋爐。汽輪機為上海汽輪機廠生產的超臨界蒸汽參數、一次中間再熱、單軸兩缸兩排汽、單背壓、直接空冷式汽輪機，額定功率600MW。機組能以定—滑—定和定壓運行方式中的任何一種方式運行。在以定—滑—定方式運行時，滑壓運行的范圍按鍋爐最大連續出力的40%～90%，汽輪機旁路采用高低壓兩級旁路[1]。

3 存在的問題/發現的隱患

1 號機組AGC 負荷自動調整區間為240～600MW，240MW 以下負荷段調整需要解除協調手動完成降負荷操作，不在協調方式下降負荷是對運行人員操作技能水平的極大考驗，手動既要完成減煤、減水、切閥、轉態，保證過熱度、主再汽溫在可控區間，又要保證機組主輔設備安全可靠運行，可以說一次深度調峰操作量幾乎等同于一次停機操作，在操作細節上有很多技術點需要推敲，如SCR 入口溫度如何保證脫硝不退出？油槍是否必須投入穩燃？如何避免工頻凝泵壓力低聯啟？高低旁盲目投入帶來的危害？低負荷風機出力大幅降低出現出力不均搶風的問題？機組深度調峰對電網來說僅是一個降負荷指令，而對于電廠側來說存在較大的風險，因機組深度調峰機組造成機組跳閘事故案例也很多，如何保證在不良的電力供需市場中求得生存是我們每一位值班員深思的命題。

4 影響因素分析

第一，機組深度調峰所需燃料量較少，直接導致SCR入口溫度降低，呼貝電廠1 號機組未進行脫硝系統全負荷段投運的技術改造，存在降負荷SCR 入口溫度降至290℃退出脫硝可能，即使溫度在退出投入之間波動，脫硝反應器處于運行工況不佳，易造成噴入過多氨氣生成硫酸氫氨威脅到空預器安全，如遇機組深度調峰SCR 入口溫度是我們一個重要的關注點[2]。

第二，機組深度調峰來令之快是我們無法提前預控，現制粉系統運行方式為中間四臺磨煤機長期運行，最上層和最下層磨煤機參與倒換，當磨煤機故障停運或跳閘時，中速磨要提前進行暖磨，倒換時間大大拖延深度調峰進度，面臨問題就是快速降負荷過程中燃燒工況如何保證。

第三，凝泵的變頻改造大大降低廠用電率，但是快速降負荷則帶來的風險反作用于機組，如果不提前進行手動干預，機組快速降負荷過程中凝結水母管壓力隨著負荷降低會快速下降，容易造成備用泵聯啟，除氧器上水調節緩慢除氧器滿水又成為必然，凝結水母管壓力在深度調峰監視調整成為必要操作。

第四，保證鍋爐在干態運行，降至240MW 以下時必須采用開啟高低旁將主再氣壓和流量變相實現降負荷，低旁投入前先投減溫水，減溫水如果大幅操作必然引起凝結水母管壓力變化，同理投入高旁先投汽側，后投減溫水，此減溫水是直接取自給水母管，減溫調門變化直接引起總給水流量的變化，深度調峰過程中，給水是定流量，小機低壓調門處于低開度，調節品質差，如果引起給水流量波動，導致后果也極其嚴重[3]。

第五，呼貝電廠處于高寒地區，冬季要滿足供熱需求，深度調峰后空冷運行存在較大的安全隱患，低壓缸排汽流量能否滿足空冷最小防凍流量，如何保證空冷不發生凍害事故，需要進一步進行試驗確認。

5 控制策略

第一，240MW 以下降負荷機組退出協調方式，汽機、鍋爐、給水主控解除自動，機組在純手動控制，一般情況下鍋爐主控和汽機主控協同操作降負荷，鍋爐主控控制總煤量、給水定流量控制，為了防止機組水煤比失調，在深度降負荷都保持干態運行，無論手動操作煤還是水，一定監視過熱度平穩，水煤比在正常范圍，原則上維持四臺磨煤機運行。1號爐優先運行B/C/D/F 或C/D/E/G 磨煤機。可根據現場實際情況進行摸索組合，以停運下層磨，運行上層磨為原則。磨煤機禁止隔二層投入，除磨煤機故障或其他異常處理期間，待異常恢復后立即恢復正常運行方式，防止隔層燃燒不穩。

第二，當機組降至270MW以下時，脫硝系統應加強跳閘，以脫硝入口NOx濃度為依據，穩定供氨流量5min以后，觀察凈煙氣NOx濃度數值，根據濃度，調整供氨流量（每次10Nm3/h），循環反復調整，直至凈煙氣NOx濃度30～40mg/Nm3。調整過程中參考脫硝逃逸率（A側：1.0mg/Nm3，B側：0.8mg/Nm3），避免大開大關，造成逃逸率超標（控制逃逸率＜2.5mg/Nm3）。調整過程，以不發生引風機搶風為前提，控制兩臺引風機電流偏差＜10A，通過二次風擋板調整，控制脫硝入口NOx濃度盡量保持在500mg/Nm3以下，監視凈煙氣NOx濃度，防止小時均值超標。

第三，機組低負荷運行期間，加強除氧器液位的監視，自動調節不良時，立即解除手動進行調整，密切監視凝結水出口母管壓力變化，當凝結水流量低于450t/h 時，應適當開啟凝結水再循環閥運行，防止再循環突開，引起凝結水流量擺動。

第四，當機組降至240MW 時，應加強高、低加液位的監視，尤其應關注3 號高加液位的波動，如3 號高加液位波動，應立即將3 號高加疏水切至排氣裝置。加強其他加熱器液位的監視，尤其7 號低加，發生液位波動情況，應立即開啟高、低加事故疏水，將疏水回收至排氣裝置。

第五，加強汽輪機3、4 瓦軸承溫度、振動等參數的監視，如任一參數有上漲趨勢，應立即降低空冷風機轉速，提高機組背壓至10kPa，同時投入低壓缸噴水減溫。如采取措施無效，軸系振動達到保護動作值未動作或瓦溫達到停機值，立即破壞真空緊急停機。

第六，當機組降至270MW 以下時，加強爐膛負壓及火檢信號監視，發現燃燒不穩（爐膛負壓波動超過300Pa），立即停止減負荷操作，投入油槍進行穩燃。深調前進行油槍投退試驗，確保各油槍可靠備用；制粉系統出現異常，及時減少給水流量；根據制粉系統運行方式層投大油槍，增加剩余運行磨煤量保持總煤量＞140t/h；控制煤水比，保持分離器出口過熱度15℃～25℃；注意監視主、再熱汽溫及減溫水控制，汽溫下降速度達到打閘條件（10min 下降50℃）時，果斷打閘。

第七，當機組降至270MW 以下時，空預器保持連續吹灰。加強空預器入口、出口排煙煙溫監視，發現排煙溫度升高，及時停止減負荷操作。

加強風機電流監視，發現電流偏差＞5A，及時進行風機電流調整。發現風機電流波動大情況，停止減負荷操作。做好風機失速、風機喘振事故預想。保持鍋爐風量950t/h 左右，監視引風機靜葉開度≥26%，防止低負荷運行風機搶風。

第八，低負荷時當制粉系統故障跳閘，及時投油穩燃，穩定鍋爐參數。檢查其他磨煤機增加煤量，磨煤機參數穩定。穩定后啟動備用制粉系統。如四臺磨煤機運行，發生一臺磨煤機跳閘，一次風機如發生喘振，應關小喘振風機動葉，開大未喘振風機動葉，維持一次風壓穩定，直至喘振風機的喘振現象消失并運行穩定后，再重新并入風機運行。

6 結語

機組深度調峰現成為一種常態，并且很有可能成為機組未來盈利的主要發展方向，作為值班員首先要保證機組能夠在深度調峰過程中主輔設備安全，如果很清楚深度調峰的風險及時進行預防性控制有效規避很多問題，對于人員要加強各崗位調峰操作技能培訓，確保操作上不能出任何閃失，同時機組設備面臨很多技術改造問題，需要我們在工作中不斷摸索和總結實現共同進步。