1000MW超超臨界火電機組深度調(diào)峰研究及應用

文-王金飛 王松 徐州華潤電力有限公司

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力行業(yè)也得到了高速發(fā)展，全國裝機容量不斷增加，尤其是新能源產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，包括特高壓設施的長距離、高容量輸送電設備的相繼投產(chǎn)，火電機組在電網(wǎng)日常運行中峰谷負荷差不斷增加，相應需要承受調(diào)峰的任務也隨之加劇。1000MW超超臨界火電機組作為電網(wǎng)調(diào)峰的主力，在日常負荷調(diào)整過程中經(jīng)歷的調(diào)差考核頻次和時間都在不斷增加?，F(xiàn)隨著電網(wǎng)負荷調(diào)整的進一步要求，機組在調(diào)峰過程中的深度需要進一步挖掘，要求機組具備AGC深度調(diào)峰的能力。為適應江蘇電網(wǎng)深度調(diào)峰要求，提高機組調(diào)峰能力，銅山華潤電力有限公司5#機組進行深度調(diào)峰能力確認試驗。

1 設備概況

銅山華潤電力有限公司5#機組鍋爐采用的是SG-3044/27.46-M535型超超臨界參數(shù)直流鍋爐，單爐膛、一次再熱、平衡通風、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構架、全懸吊結(jié)構、切圓燃燒方式塔式鍋爐。鍋爐出口蒸汽參數(shù)為27.46MPa(a)/605/603℃，對應汽機的進口參數(shù)為26.25MPa(a)/600/600℃。

5#機組汽輪機采用的是N1000-26.25/600/600（TC4F）型超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸、四排汽汽輪機、凝汽式、雙背壓、八級回熱抽汽汽輪機。機組高壓旁路容量按100%BMCR（4×25%）設置，低壓旁路容量按65%容量設置。

機組在正常運行時機組控制方式為CCS方式，AGC、AVC、一次調(diào)頻均正常投入，機組負荷上下限分別為1000MW、550MW，機組負荷率為20MW/min。

2 深度調(diào)峰過程中的危險點分析及其防范措施

2.1 低負荷防止鍋爐燃燒惡化

（1）為保證低負荷期間鍋爐燃燒的穩(wěn)定，首先保證入爐煤質(zhì)滿足要求。深度調(diào)峰期間磨組運行方式為D、E、F運行，要求D、E、F煤倉控制入爐煤低位熱值4700～5100kcal/kg；全硫St,ad%≤0.8%；揮發(fā)分＞26Vad%，全水＜8Mar%。煤質(zhì)以中熱煤為宜，經(jīng)運行調(diào)整經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)該煤種可以避免在低煤量時磨組震動導致低負荷兩臺磨組運行的可能。

(2)深度調(diào)峰試驗前對省煤器吹灰加吹一次，防止在進行深度調(diào)峰期間，省煤器塌灰致使燃燒惡化。深度調(diào)峰試驗期間鍋爐受熱面不吹灰，空預器進行連續(xù)吹灰。

(3)控制磨煤機一次風量在100～110t/h，嚴格控制磨煤機風煤比，防止一次風量過大造成燃燒器脫火；磨煤機風量調(diào)整時控制一次風母管壓力不低于8KPa，避免風量過低造成一次風管積粉堵管。保證一次風溫正常，確保磨組出口風溫大于90℃，必要時開大熱一次風換熱器。

(4)鍋爐總風量控制在1200～1300t/h，運行磨周界風門開度30%，關小未運行磨組二次風門開度至5%，SOFA、COFFA風風門開度在80%以上，二次風壓力與爐膛差壓在300～400Pa，燃燒器擺角擺至70%～80%間。

(5)深度調(diào)峰長時間低負荷，爐溫逐漸降低，極易造成鍋爐結(jié)焦，試驗期間聯(lián)系輔控，加強爐底水封和撈渣機的檢查，做好水位監(jiān)視調(diào)整，保證水封水位不得低于2m，杜絕水封破壞爐底冷風漏入威脅鍋爐燃燒安全。

(6)加強對制粉系統(tǒng)檢查，做好磨煤機斷煤、跳閘的事故預想，發(fā)生設備異?；蛉紵环€(wěn)時及時投入D層油槍穩(wěn)燃，根據(jù)情況中斷，帶基本負荷保證機組安全。機組深度調(diào)峰期試驗期間爐前燃油系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)。

2.2 低負荷保證脫銷環(huán)保參數(shù)正常

(1)磨組運行方式采用DEF磨組運行，通過磨組運行方式的調(diào)整盡量提高主再熱汽溫，防止脫硝入口煙溫進一步下降。

(2)深度調(diào)峰期間，在保證省煤器出口過冷度在8～15℃范圍的情況下，盡可能維持較高的0#高加抽汽壓力，保證熱二次風換熱器的換熱量從而提高SCR入口煙氣溫度，同樣也可以進一步提高給水溫度。

(3)燃燒器擺角擺至70%～80%，盡量提高火焰中心，一定程度上減少了水冷壁的吸熱，從而提升了SCR入口煙氣溫度。

2.3 低負荷防止氧化皮生成

機組深度調(diào)峰期間，機組長時間極低負荷運行，不僅影響鍋爐燃燒的安全性，還對汽水系統(tǒng)的正常運行帶來影響，在低負荷運行期間，管內(nèi)工質(zhì)分配不均，并聯(lián)的管件內(nèi)工質(zhì)流量會出現(xiàn)非周期性的波動，一定程度上會致使金屬疲勞破壞，如果調(diào)整不當，鍋爐汽水管道中的氧化皮的生成及剝離將會加劇。

(1)深度調(diào)峰期間，堅決避免主再熱汽溫、金屬壁溫超溫。(2)升降負荷過程中，嚴格按照技術要求控制主再熱汽溫、汽壓變化速率，防止出現(xiàn)大幅波動現(xiàn)象。

(3)操作減溫水幅度不宜過大，操作過程要求平穩(wěn)，切勿大開大關，防止因錯誤操作減溫水導致主再熱汽溫、金屬壁溫大幅波動引起氧化皮脫落。

2.4 低負荷給水泵運行方式調(diào)整

(1)為防止深度調(diào)峰試驗期間，除氧器壓力波動造成給泵入口壓力低于1.25MPa引起給泵跳閘，提前聯(lián)系熱控強制-給泵入口壓力為正常值。

(2)為保證低負荷運行期間，小機汽源的正常供給，提前將52#小機汽源由四抽帶切至輔汽帶，輔汽汽源由本機冷再供應，設定壓力0.7MPa。

(3)深度低負荷期間，機組負荷降至500MW，逐步開啟兩臺小機再循環(huán)調(diào)閥，防止給泵流量低造成保護動作或給泵汽蝕。在機組負荷降至360MW，給水泵遙控方式下轉(zhuǎn)速降至2850rpm后出力已無法繼續(xù)降低，造成試驗無法進一步進行。需退出一臺小機運行，為防止退出過程中給水流量擾動，就地手動緩慢關閉51#小機出口電動門，通過52#小機出力供給給水流量。深度調(diào)峰試驗期間，為避免頻繁啟停給水泵，51#給泵出口門關閉后，維持2850rpm轉(zhuǎn)速陪轉(zhuǎn)，期間嚴密監(jiān)視51#小機排汽溫度，適當提升凝水壓力，控制排汽溫度維持在70℃以下，并重點對51#小機的各相關參數(shù)加強監(jiān)視。

2.5 低負荷輔汽運行方式調(diào)整

低負荷運行期間，大機軸封供汽會由自密封供汽向輔汽轉(zhuǎn)換。深度調(diào)峰試驗前，對輔汽供大機軸封汽源管道進行暖管，并將輔汽供大機軸封旁路手動門開大至50%開度，保證大機軸封溢流調(diào)閥60%左右開度。

2.6 低負荷凝水系統(tǒng)運行方式調(diào)整

深度調(diào)峰試驗期間，為保證凝水系統(tǒng)穩(wěn)定運行，在進行深度調(diào)峰前，退出多變量協(xié)調(diào)系統(tǒng)，減少負荷變動時對于凝水壓力的擾動。關閉除氧器上水旁路調(diào)閥，保證除氧器上水主路調(diào)閥有充分的裕度，凝泵變頻自動方式，凝水壓力偏執(zhí)0.2MPa，控制凝水壓力1.7MPa左右。試驗期間，若凝水壓力下降，可解除凝泵變頻自動，手動提升凝水壓力。

3 試驗結(jié)果

銅山華潤5#機組深度調(diào)峰試驗于2018年5月28日20時開始，結(jié)束于2018年5月29日5時。試驗過程中機組負荷最低降至327MW，實現(xiàn)機組穩(wěn)定不投油燃燒，各個環(huán)保參數(shù)指標正常（表1），相關試驗滿足電網(wǎng)要求。

表1 銅山華潤5#機組深度調(diào)峰低負荷重要參數(shù)表

4 結(jié)語

銅山華潤電力有限公司5#機組深度調(diào)峰試驗，進一步挖掘了機組深度調(diào)峰的能力，在試驗過程中尋找并發(fā)現(xiàn)了影響深度調(diào)峰的瓶頸因數(shù)，為今后電網(wǎng)調(diào)峰提供了真實數(shù)據(jù)，保證了機組在深度調(diào)峰期間的穩(wěn)定運行。