350 MW超臨界機組低負荷運行優化試驗研究

劉維岐，汪山入，吳 炬，宋大勇，高文杰

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

2016年國家能源局綜合司下達了《火電靈活性改造試點項目的通知》，三北地區火電機組由主力發電機組向調峰機組轉型，火電靈活性改造及優化調整勢在必行[1-2]。為了實現火電靈活性運行，國內各發電企業紛紛根據自身情況，開展火電靈活性改造[3]，如對鍋爐燃燒系統[4-5]、汽水系統[6]、脫硝系統、熱工控制系統等進行技術改造，保證機組實現靈活安全運行。

（3）優化工藝方案 根據模擬結果分析，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，相應地降低冒口高度，同時增加1:10錐度。二次補澆時型腔內溫度場如圖3所示，凝固結束時跟據縮孔判據預測的縮孔情況如圖4所示，可以看出縮孔位置是遠離鑄件本體的。調整后的冒口所需總鋼液重為11t，對應鑄件工藝出品率提高至62%，達到了預期目的。

機組在進行靈活性改造后，在低負荷工況下運行時，也存在較多問題，如王曉華[7]等人針對鍋爐在低負荷工況下管壁超溫的問題研究中發現，1000 MW等級對沖鍋爐低負荷運行時管壁超溫問題尤為突出，低負荷工況下通過對燃燒器外二次風拉桿及磨煤機組合方式進行調整后，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機組深度調峰至30%額定負荷時鍋爐的運行情況進行研究，表明機組在不進行設備改造、無助燃的條件下，機組負荷可調整至30%額定負荷，鍋爐運行安全穩定，但鍋爐在低負荷工況下運行經濟性差，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。

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

1 設備概況

本文以某電廠350 MW超臨界褐煤鍋爐為研究對象，該機組為一次中間再熱、超臨界壓力變壓運行、單爐膛、平衡通風、π型鍋爐，設計燃用白音華褐煤。鍋爐采用正壓直吹式制粉系統，共配有6臺中速輥式磨煤機，6臺磨煤機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。鍋爐主要設計參數如表1所示，鍋爐設計燃料特性如表2所示。

表1 鍋爐主要設計參數

表2 鍋爐設計燃料特性

為了實現靈活性運行，進行了動態分離器改造、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，改造后機組能夠降至120 MW負荷穩定運行，最低運行負荷為額定負荷的34%。考慮到機組運行的安全性，低負荷運行時常采用4臺磨的運行方式。

機組在調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果可知，3臺磨運行方式下鍋爐總風量由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、汽溫均能達到額定值。

2月8日，赴遼寧參加全國水利規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，就進一步推進遼寧水利改革發展深入交換意見。

鍋爐設計送風裕量偏大，額定負荷下送風機的出力僅為設計最大出力的34%，50%負荷下送風機已在最小出力下運行。深度調峰工況下送風量無法繼續降低。120 MW負荷下鍋爐運行氧量為7.5%，嚴重高于設計運行氧量3.5%。

b.脫硝入口NOx濃度偏高

120 MW負荷下脫硝入口NOx濃度為1034 mg/m3(折算到標準狀態6%O2，下同)，該負荷下脫硝入口設計NOx濃度為400 mg/m3。由于低負荷工況下鍋爐運行氧量偏高，鍋爐一次風率偏高，使得脫硝入口NOx濃度遠遠高于設計值。

c.壁溫安全性

這是“平日不燒香，臨難抱佛腳”的奇例，當然更有常年以來，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，進廟就捐，家里養的一只烏龜死了，還專門為它手抄經文，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、再熱汽溫無法達到額定值的情況。同時低負荷工況下，鍋爐的水動力特性抵抗擾動的能力較差，當給水及燃煤量擾動時，壁溫也容易出現超溫現象。

(2)加強生產要素的自由流動和高效配置 行業龍頭企業、高等院校、研究機構、行業協會、金融機構等主體應深化合作，加快構建支撐融合發展的創新載體，集結創新資源，并探索建立資源交易的市場化運行機制，進一步促進數據資源、制造能力、行業知識的自由流動，改善資源配置效率，提升行業全要素生產率。

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

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，還當是在潛邸里么？”

低負荷工況下采用4臺磨運行時，鍋爐總燃煤量在100 t/h左右，磨煤機出力一般在26～28 t/h，由于磨煤機給煤量較低，使得磨煤機出口溫度時常超過85 ℃。按照DL/T5145—2012《火力發電廠制粉系統設計計算技術規定》[12]規定，采用中速磨煤機磨制Vdaf≥40%煤質時，磨煤機分離器出口溫度應低于70 ℃。制粉系統運行中存在安全隱患。

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

e.鍋爐運行經濟性差

低負荷工況下鍋爐運行氧量偏高，制粉系統冷風摻入量大均使得鍋爐運行經濟性降低。

2 試驗結果分析

根據鍋爐實際運行情況，按照GB/T 10184—2015《電站鍋爐性能試驗規范》[13]對鍋爐進行試驗，試驗內容主要包括：低負荷工況下4臺磨運行時不同磨煤機組合方式試驗研究；低負荷工況下3臺磨運行時不同磨煤機組合方式試驗研究；低負荷工況下2臺磨運行時鍋爐燃燒穩定性試驗。

我們在心跳聲中走上樓梯，走進她的臥室。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。我回轉頭，發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及試驗結果如表3所示。

表3 4臺磨運行不同工況下試驗結果

根據表3中的試驗結果，對比各項參數得到試驗結果如下：

胸椎骨折手術復雜,術后并發癥多,如處理不當,將會對患者的生活質量造成重大影響。為改善胸椎骨折術后患者生活質量,改進護理手段至關重要。循證護理是一種新型護理模式,是以護理實踐中特定的、具體化問題為基點,將研究結論與臨床知識和經驗、患者需求有機結合,通過知識轉化,改良工作程序和方法,從而提高護理質量[1]。筆者所在醫院骨科從2012年開始探索將循證護理方法應用到胸椎骨折術后的護理,效果滿意,現匯報如下。

d.制粉系統安全性

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。

由試驗結果可知，低負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的主要運行參數如表4所示。

表4 4臺磨運行時制粉系統主要參數

由表4中數據可知，4臺磨運行時磨煤機出力整體偏低，制粉系統冷風摻入量較高，分離器出口溫度均高于70 ℃，制粉系統存在安全隱患。

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，一次風率偏高，同時送風量已達到最低值，運行氧量已無法繼續降低。磨煤機出力較低，4臺磨運行時制粉系統存在安全隱患。因此降低磨煤機運行臺數，可降低鍋爐運行氧量，同時提高制粉系統的運行安全性。

根據機組實際情況，在120 MW負荷下3臺磨運行時進行了磨煤機不同組合方式試驗。不同工況下磨煤機運行組合方式如下：

根據機組實際運行情況，在120 MW負荷下進行了4臺磨運行時不同組合方式試驗。不同工況下磨煤機運行組合方式如下：

根據試驗結果可知，低負荷工況下鍋爐采用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及試驗結果如表5所示。

死體可燃物含水率(Y)與降水(X1)、氣溫(X2)、相對濕度(X3)、風速(X5)、蒸發量(X6)之間的數學模型為：

表5 3臺磨運行不同工況下試驗結果

在企業管理工作開展的過程中，預算管理一直是整項工作開展的重要內容，其不僅對資金運用效率提升具有重要促進作用，同時也為企業決策有效的財務數據支撐。但是，在目前階段，各個企業對于財務預算管理工作的開展并未充分重視起來，導致企業資金運行受到限制，無法為員工提供更好的工作環境和工作條件。基于此，針對以預算為核心的財務管理制度建設這一課題進行了深入探討，具有重要現實意義。

3臺磨運行時制粉系統主要運行參數如表6所示。

表6 3臺磨運行時制粉系統主要參數

由表6中數據可知，3臺磨運行方式下，磨煤機出力整體提高，制粉系統無冷風摻入，分離器出口溫度基本控制在70 ℃以下。3臺磨運行時，可消除制粉系統安全隱患。

2.3 2臺磨運行時鍋爐燃燒穩定性試驗

為了檢驗3臺磨運行工況下，跳1臺磨煤機，僅剩2臺磨運行時鍋爐的燃燒情況，利用1號機組停機機會，進行了2臺磨極端工況下鍋爐燃燒穩定性試驗。

試驗前鍋爐運行C、D、E磨至機組最低負荷120 MW，并維持穩定。待各項參數均穩定后停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 ①疾病療效總有效率，②咳嗽起效時間，③中醫證候療效，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。

鍋爐僅剩2臺磨運行時，未出現燃燒不穩現象，機組維持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

當鍋爐由3臺磨轉為2臺磨運行時，未出現燃燒不穩現象。由此可知，當3臺磨運行時，如鍋爐跳1臺磨運行，機組仍可在短時間內保持穩定燃燒，不會出現瞬間滅火現象。

3 結論

a.對于350 MW超臨界褐煤鍋爐，低負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，制粉系統存在安全隱患。同時制粉系統冷風摻入量較大，降低了鍋爐運行經濟性。

潿洲島是中國最大、最年輕的火山海島，位于北海市區南部海面，1982年被評為自治區級自然保護區，2004年被評為中國唯一的海島火山國家地質公園，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”旅游發展規劃海島特色旅游目的地之首，2018年3月成功創建廣西特色旅游名區。近年來，隨著潿洲島知名度的不斷提升，加上風景優美宜人，促使潿洲島旅游持續火熱。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濃度均優于4臺磨運行方式。3臺磨運行時，磨煤機出力提高，分離器出口溫度基本可控制在70 ℃以下，制粉系統運行安全性提高。3臺磨運行時，制粉系統無冷風摻入量，鍋爐運行經濟性提高。

d.由3臺磨運行方式切換至2臺磨運行后，鍋爐燃燒穩定，火檢信號較強，未發生瞬間滅火情況，鍋爐火檢信號穩定。當3臺磨運行時，如鍋爐跳1臺磨，機組仍可在短時間內保持穩定燃燒，不會出現瞬間滅火現象。

e.低負荷工況下鍋爐運行氧量偏高，SCR入口NOx濃度偏高仍是當前鍋爐低負荷運行時急需解決的問題。后續可通過對送風機降容改造進行優化。