深度調峰模式下超超臨界機組控制策略

張飛

摘要：本文主要針對深度調控模式下超超臨界機組控制策略進行了深入的探討和詳細的研究。同時介紹了660MW超超臨界燃煤機組的相關信息，針對機組運行過程當中所產生的問題進行了簡單的贅述。希望能夠為同行業工作者提供有效的參考。

關鍵詞：超臨界;深度調峰;調峰模式;控制策略

引言：

在新的時代背景之下，隨著我國經濟的飛速發展，人們日常生活用電和生產用電量與日俱增，進而使得電網的負荷不斷增長。據相關數據顯示，我國南方某省電網在2020年的統調最高用電負荷11512.49萬千瓦，同比增長7.43%。由于電網系統具有較強的季節性特點，在夏季和冬季負荷相對較高，除此之外，受風電和光伏發電等新能源的影響，電網存在著較大的負荷時差和峰谷差。因此，火電機組必須具備一定的調峰能力，才能滿足當下電網的需求。現階段情況下，我國多數超臨界火電機組均進行了深度調峰改造以滿足電網負荷的調節需求。下文以某超超臨界火電機組為基礎分析了超超臨界機組參與深度調峰需要的優化邏輯，并且在此基礎之上提出了調峰過程中的注意事項，使機組在干態協調模式下能夠運行至較低的負荷。

1、超超臨界機組的深度調峰背景

隨著各行各業的用電需求量與日俱增，使得電網系統機組負荷變得越來越大，峰谷差也在此基礎之上逐年增大。在這種情況之下，逐步的提高了對于基礎設備的要求，增加了電網調峰的壓力。由于在新的生產環境之下產業結構發生了巨變，因此，對于我國的電網結構也造成了嚴重的影響。進而使得各行各業的平均用電量不斷增加。使得高峰用電期和低峰用電期呈現出一定的規律。間接的增加了電網負荷峰谷差的數額，為電網的調控壓力帶來了更大的難度。除此之外，隨著我國社會經濟的飛速發展，人們的日常生活用電需求量變得越來越大。這在一定程度上也為電網調峰帶來了極大的困難。同時，由于我國的自然資源變得日益短缺，因此國家制定了相關政策大力開發節能型新能源，例如光伏發電、風能發電和潮汐發電等清潔新能源。除此之外，借助清潔能源所產生的電量使得裝機容量不斷增加，在這種情況之下也進一步的促進了電網調控壓力。由此可見，上述幾點原因共同造成了電網系統調峰壓力逐步增大。

2、系統概述

我國南方某電廠建設了兩臺660MW超超臨界燃煤機組，所用鍋爐型號為SG-2037/26.15-M626，該鍋爐為超超臨界參數變壓運行直流爐，四角切圓燃燒方式、一次中間再熱、單爐膛平衡通風、固態排渣、露天布置、全鋼架的Π型直流爐，鍋爐采用擺動式四角切圓燃燒技術，帶啟動循環泵系統。汽輪機型號為SQ660-25/600/600，采用數字式電液調節系統。

3、邏輯及參數優化

3.1給水泵再循環閥邏輯優化

給水泵在運行過程當中再循環閥不需要人工干涉便可以進行自動調節，從而大幅度的減少事故發生的概率。由于給水泵在其日常工作過程當中采用的是PID控制系統，因此較難滿足系統的實際需求。必須要設計可以滿足再循環閥自動控制工作的系統。該項目在其實際運行過程當中采用的是雙線控制系統控制再循環閥的安全工作。由一條線控制開啟線路，另一條線控制關閉線路。此二者循環工作能夠有效地實現自動控制的目的。絕大多數情況下，由于閥門的開度較小因此會對設備產生沖刷力。進而腐蝕閥門影響閥門的完整性，降低閥門的工作效率。基于此，必須要進一步的優化閥門寬度從而降低小開度引起的沖刷效果。具體操作過程當中可以采取以下措施：閥門的開度小于15%時保持15%開度，小于0.1%后關下閥門，如果閥門由0%往大開，開度小于15%時保持0%的開度。大于15% 后開到16%后再線性開啟。下圖1為再循環閥線路控制圖

3.2負荷速率變化參數優化

在機組處于低負荷運行狀態的過程中，鍋爐燃料總量較少，給水流量相對較低，機組抗干擾能力差，一旦機組負荷變化速率過快，就會對機組運行造成較大的影響。由于微分前饋不能過大，因此需要放慢負荷速率。

3.3煤量基準線優化

當機組處于低負荷運行狀態的過程當中，為了能夠促使機組正常運轉就必須要將煤量基準線向下進行延伸。當負荷為0MW時，煤量為0;當負荷為160MW時，煤量為66噸;當負荷量為240MW時，煤量為96噸;當負荷量為300MW時煤量為120噸;當負荷量為400MW時，煤量為160噸;當負荷為500MW時，煤量為200噸;當負荷為600MW時，煤量為230噸;當負荷為660MW時，煤量為245噸。

4、深度調峰注意事項

機組深度調峰時要嚴密監視汽輪機中壓調門開度，控制DEH中調門輸出指令OSB大于60%，防止OSB指令過小造成中調門關閉，觸發短甩KU邏輯。同時深度調峰時由于鍋爐熱負荷相對較低，制粉系統發生故障時，鍋爐易進入濕態運行，可能造成鍋爐給水流量低或者汽溫急劇下降等事故，因此深度調峰前應深入評估調峰風險，必要時進行設備穩燃改造。

5、深度調峰機組的經濟性

深度調峰機組的經濟性主要體現在對于各項設備的經濟指標進行評估，有效地提高設備的工作效率方面。例如，鍋爐的工作效率。通過借助這些評估指標從而評價深度調峰時機組的耗煤狀況。由此可以被日后的相關技術改進工作提供可靠的依據，進而在此基礎之上不斷的優化機組。同時深度調峰的機組可以從電網得到一定量的調峰補償，電廠可以充分利用電網補償規則，挖掘機組的調峰潛力，從而不斷提高機組的調峰收益。

6、結束語

綜上所述，上文簡單的贅述了超超臨界機組的相關調查背景以及660MW超超臨界燃煤機組的相關信息，同時深入地分析了超超臨界機組運行過程中所遇到的一些問題，并提出了具有針對性地解決策略。由此可見，如果機組在處于低負荷狀態下進行運行時，改變相關的技術參數可以進一步的提升機組的使用性能和工作效率。

參考文獻：

[1]姜英偉，莊偉，張寅卯，等. 深度調峰模式下超臨界機組控制策略研究[J]. 現代制造技術與裝備，2021，57（4）：113-116. DOI：10. 3969/j.issn.1673-5587.2021.04.041.

[2]陳國震. 協調控制模式下20%負荷深度調峰研究[J]. 現代工業經濟和信息化，2021，11（7）：221-222. DOI：10.16525/j.cnki.14-1362/n. 2021.07.88.

[3]楊仕強. 新電力市場環境下火力發電廠運行技術的創新實踐--600MW超臨界"W"火焰鍋爐燃煤機組深度調峰技術研究與應用[C]. //2017火電靈活性與智慧熱電技術研討會論文集. 2017：361-367.

[4]周瑞志，李曉宇，李恒，等. 350MW超臨界機組干濕態自動轉換研究[J]. 機電信息，2020（21）：13-14. DOI：10.3969/j.issn.1671-0797. 2020.21.006.

[5]寧福軍. 基于凝結水節流的超臨界機組協調系統智能優化[D]. 北京：華北電力大學，2015. DOI：10.7666/d.D759584.