300MW級(jí)火電機(jī)組深度調(diào)峰安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行措施

劉謝

（貴州西電電力股份有限公司黔北發(fā)電廠，貴州 金沙 551800）

隨著電網(wǎng)容量不斷增加，尤其是豐水期，水電蓄能較大情況下，300MW級(jí)火力發(fā)電機(jī)組將成為電網(wǎng)深度調(diào)峰主力機(jī)組，目前國(guó)內(nèi)300MW級(jí)火力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)最低穩(wěn)燃負(fù)荷基本為40%額定負(fù)荷，從2018年調(diào)峰情況來(lái)看，所有火力發(fā)電廠深度調(diào)峰期間有的機(jī)組全停，最多的也只能運(yùn)行一臺(tái)機(jī)組，且單機(jī)運(yùn)行負(fù)荷最低降到17%額定負(fù)荷，面對(duì)燃煤煤質(zhì)偏離設(shè)計(jì)較大情況，同時(shí)機(jī)組調(diào)峰深度遠(yuǎn)低于40%額定負(fù)荷，給機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了許多安全隱患。

1 安全性影響分析

火力發(fā)電機(jī)組調(diào)峰深度過(guò)大，特別是全廠只有一臺(tái)機(jī)組單機(jī)運(yùn)行時(shí)，機(jī)組一旦發(fā)生故障，處理不當(dāng)就會(huì)造成全廠停電，擴(kuò)大事故，造成不良影響；其次深度調(diào)峰，機(jī)組燃燒事故或其它安全事故發(fā)生的幾率增大，稍有調(diào)整不當(dāng)，就可能造成鍋爐滅火，進(jìn)而派生其它事故。

（1）燃煤煤質(zhì)較差，鍋爐燃燒不穩(wěn)，易引起鍋爐滅火事故。煤質(zhì)過(guò)好，將會(huì)造成汽溫汽壓降低困難，引起機(jī)組降低負(fù)荷調(diào)峰，不能滿足電網(wǎng)需要。停運(yùn)火嘴過(guò)多，將會(huì)引起燃燒不穩(wěn)，鍋爐滅火。投油穩(wěn)燃，將會(huì)引起極大經(jīng)濟(jì)損失。

（2）負(fù)荷過(guò)低時(shí)，四段抽汽到小汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力低，即使小機(jī)調(diào)門全部開完，仍不能滿足給水流量調(diào)節(jié)，引起汽包水位事故。

（3）汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)不能滿足自密封，同時(shí)又沒有備用汽源供汽輪機(jī)軸封汽，只能采用本機(jī)再熱冷段供汽，壓力過(guò)低不能滿足軸封供汽需求時(shí)，容易引起軸封進(jìn)冷氣，引起機(jī)組振動(dòng)事故。

（4）全廠單機(jī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)生鍋爐滅火處理不當(dāng)引起機(jī)組跳閘或停機(jī)時(shí)，如果備用廠用電源切換不正常，將會(huì)造成全廠停電事故。

（5）操作汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)，可能會(huì)引起旁路管道振動(dòng)，引起管道支吊架及管道損壞，引起停機(jī)事故。

（6）高低加疏水不能逐級(jí)自流，水位異常將會(huì)引起高加組汽水側(cè)解列，低加汽側(cè)解列。

2 經(jīng)濟(jì)性影響分析

（1）運(yùn)行電動(dòng)給水泵向鍋爐供水，將會(huì)引起廠用電率大幅升高，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性大幅度降低，運(yùn)行電泵電流250A，電機(jī)功率2598kW，運(yùn)行7h多消耗廠用電量18186kW·h，按照上網(wǎng)電價(jià)0.35元/kW·h計(jì)算，增加成本：0.35×18186=6365.1元。

（2）單機(jī)日調(diào)峰至100MW以下，鍋爐維持燃燒不變，汽機(jī)高加停運(yùn)，再用低旁開度控制調(diào)整負(fù)荷，調(diào)峰運(yùn)行時(shí)間7小時(shí)，深度調(diào)峰最低負(fù)荷55MW，平均63MW，鍋爐燃料應(yīng)發(fā)電量為：100×7=70萬(wàn)kW·h，實(shí)際所發(fā)電量：63MW×7=44.1萬(wàn)kW·h；少發(fā)電量：70-44.1=25.9萬(wàn)kW·h。按供電標(biāo)煤耗350g/kW·h計(jì)算，標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)按照500元/t計(jì)算，增加成本：25.90×350×10000÷1000000×500=4.53萬(wàn)元。

（3）單機(jī)日調(diào)峰至100MW以下，若機(jī)組利用投油穩(wěn)燃的方式，降低燃料，增加油槍，按四支油槍穩(wěn)燃計(jì)算，每支500kg/h，四支2.0t/h。日夜間調(diào)峰時(shí)間仍然按7h，穩(wěn)燃需要用油14t，燃油按目前市場(chǎng)價(jià)8000元/t計(jì)算，增加發(fā)電成本：11.2萬(wàn)元。

（4）通過(guò)上述分析計(jì)算比較，機(jī)組采用汽泵運(yùn)行供水，開啟低旁調(diào)節(jié)控制負(fù)荷和燃燒，不投油槍穩(wěn)燃，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性明顯要好。

3 運(yùn)行控制措施

（1）全廠單機(jī)運(yùn)行需要深度調(diào)峰時(shí)，有預(yù)見性的調(diào)峰應(yīng)盡可能提前協(xié)調(diào)好，根據(jù)鍋爐帶負(fù)荷能力與燃用煤質(zhì)情況，對(duì)鍋爐煤倉(cāng)上煤質(zhì)較合適的燃煤，保證了低負(fù)荷時(shí)燃燒的穩(wěn)定性，輔汽聯(lián)箱由本機(jī)再熱冷段供汽，控制壓力在0.8MPa左右。

（2）全廠有兩臺(tái)及以上機(jī)組運(yùn)行，需要深度調(diào)峰到單機(jī)100MW以下時(shí)，協(xié)調(diào)調(diào)度，確保一臺(tái)機(jī)組盡量帶120MW以上負(fù)荷，不停運(yùn)高加汽側(cè)及不開旁路運(yùn)行，由該機(jī)組帶輔助蒸汽運(yùn)行，其它機(jī)組參與負(fù)荷低于100MW以下調(diào)峰，滿足本廠總調(diào)峰負(fù)荷需求。

（3）全廠單機(jī)運(yùn)行深度調(diào)峰，為了避免機(jī)組低負(fù)荷垮焦，降負(fù)荷過(guò)程保持爐膛溫度的均勻性和火焰的充滿度很重要，因此，采用維持4臺(tái)磨機(jī)運(yùn)行的方式調(diào)峰，目的就是保證低負(fù)荷燃燒器的相對(duì)集中運(yùn)行而不出現(xiàn)分散，使燃燒器周圍煙溫均勻，燃燒穩(wěn)定。

（4）單機(jī)負(fù)荷如只需降到120MW，只需要開啟汽泵再循環(huán)門30%左右利于鍋爐調(diào)水位即可，負(fù)荷如需降到120～100MW之間，還需停運(yùn)高加組汽側(cè)，關(guān)閉門桿漏汽到三抽和軸封漏汽到四抽隔離門，開啟門桿漏汽到四抽隔離門。

（5）單機(jī)負(fù)荷如需降到100～70MW之間，鍋爐燃燒調(diào)整降低負(fù)荷至90MW后應(yīng)維持燃料穩(wěn)定運(yùn)行，保持送風(fēng)量一定后不變，維持一次風(fēng)母管壓力穩(wěn)定，控制磨機(jī)磨內(nèi)壓力，容量風(fēng)門開度不變。系統(tǒng)需要增加負(fù)荷時(shí)，關(guān)小旁路，反之則開大旁路。鍋爐在維持燃料穩(wěn)定的同時(shí)，注意控制主汽壓力的變化在合適的范圍內(nèi)。有功負(fù)荷以汽機(jī)旁路開度為主要調(diào)節(jié)手段，鍋爐燃料為輔助調(diào)節(jié)。汽機(jī)的一臺(tái)小機(jī)用輔汽，另一臺(tái)小機(jī)汽泵退出供水打再循環(huán)，退出的汽泵要注意流量及轉(zhuǎn)速，必要時(shí)關(guān)閉出口門，防止反轉(zhuǎn)或悶泵損壞設(shè)備，同時(shí)適當(dāng)開啟低旁。

（6）保證油槍可靠備用，在開始降負(fù)荷之前就要檢查好各油槍是否有堵塞，及時(shí)聯(lián)系檢修處理，降負(fù)荷過(guò)程中要加強(qiáng)燃燒情況的監(jiān)視，燃燒不好時(shí)及時(shí)投油。

（7）當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降至90MW左右時(shí)基本就不再降低熱負(fù)荷了，要繼續(xù)降低機(jī)組負(fù)荷應(yīng)采用開低旁、開吹灰器疏水、開連排等方式來(lái)調(diào)節(jié)，防止鍋爐熱負(fù)荷降得太低引起燃燒不好鍋爐熄火；負(fù)荷需降到70MW以下，如輔汽壓力過(guò)低，小機(jī)調(diào)門開完后不利于給水調(diào)整，可適當(dāng)收關(guān)低旁提高輔汽壓力，若不行建議用電泵給鍋爐供水，退出汽泵打循環(huán)運(yùn)行。

（8）當(dāng)機(jī)組負(fù)荷較低時(shí)，由于風(fēng)量較低，有可能使總風(fēng)量低于20%，滿足不了爐膛點(diǎn)火要求，閉鎖投油槍，所以要注意監(jiān)視風(fēng)量的變化，必要時(shí)提前將點(diǎn)火允許上的風(fēng)量條件進(jìn)行強(qiáng)制。

（9）停運(yùn)高加時(shí)操作要緩慢，汽機(jī)鍋爐要協(xié)調(diào)好，減小對(duì)鍋爐水位、汽溫的影響，控制給水溫度下降速率，防止高加解列及引起鍋爐滅火，停運(yùn)前將高壓門桿漏汽由三抽調(diào)整到四抽，解除高加水位保護(hù)，停運(yùn)后要定期對(duì)抽汽管道疏水，防止引起抽汽管道振動(dòng)，高加汽側(cè)停運(yùn)后要關(guān)閉3號(hào)高加正常疏水門。加強(qiáng)汽機(jī)本體各參數(shù)及停運(yùn)抽汽管溫度監(jiān)視。

（10）機(jī)組負(fù)荷降低后，進(jìn)入汽機(jī)ⅠⅡ疏水?dāng)U容器的疏水門開啟以及低旁開啟時(shí)，凝結(jié)水壓力必須控制在1.5MPa以上，同時(shí)開啟對(duì)應(yīng)減溫水門，確保減溫效果。

（11）在負(fù)荷降低后要注意輔汽聯(lián)箱壓力，軸封汽壓力的變化，軸封壓力不能低于0.06MPa，溫度不能低于170℃。當(dāng)再熱器壓力不能維持輔汽聯(lián)箱壓力時(shí)要提前關(guān)閉軸封漏汽至四抽隔離門及輔汽至其它用戶隔離門，減少輔汽的用汽量。開低旁時(shí)要先微開暖管，然后緩慢逐漸開大，防止振動(dòng)，注意用減溫水控制低旁后溫度在50～80℃之間，注意再熱器出口壓力及冷段壓力，控制輔汽壓力，如輔汽壓力低于0.5MPa，軸封壓力低于0.06MPa以下，無(wú)法調(diào)節(jié)時(shí)，可考慮適當(dāng)開高旁提高冷段壓力。

（12）當(dāng)負(fù)荷降至50MW時(shí)，再熱器壓力只有0.5MPa左右，此時(shí)輔汽壓力較低，要注意小機(jī)的運(yùn)行情況，退出供水的小機(jī)由本機(jī)汽源帶動(dòng)，小機(jī)進(jìn)汽壓力低，在B小機(jī)調(diào)門開完時(shí)有可能造成小機(jī)MEH自動(dòng)丟失，在升負(fù)荷起來(lái)前要及時(shí)投入自動(dòng)，防止因小機(jī)調(diào)門全開，而進(jìn)汽壓力升高后引起小機(jī)超速。同時(shí)B小機(jī)轉(zhuǎn)速低于2800r/min時(shí)注意小機(jī)振動(dòng)及排汽溫度的監(jiān)視，振動(dòng)達(dá)到保護(hù)動(dòng)作值及時(shí)打閘小機(jī)，小機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)及時(shí)開啟排汽減溫水，防止小排汽溫度上漲。帶負(fù)荷運(yùn)行供水的小機(jī)由輔汽帶動(dòng)，要注意輔汽壓力降低后在汽包壓力較高時(shí)會(huì)造成出力不夠，所以在降負(fù)荷時(shí)不要把汽包壓力壓得過(guò)高（建議負(fù)荷降至120MW以下運(yùn)行時(shí)主汽壓力維持在10MPa左右），應(yīng)先把壓力降下來(lái)再降負(fù)荷，發(fā)現(xiàn)水位不能維持時(shí)及時(shí)啟動(dòng)電泵補(bǔ)水，防止發(fā)生鍋爐水位低熄火。

（13）由于高旁后溫度不好控制調(diào)節(jié)，盡量不開高旁，如果高旁開啟后，為了防止高旁減溫水調(diào)整不當(dāng)造成再熱冷段帶水，導(dǎo)致輔汽聯(lián)箱帶水后引起軸封汽帶水、小機(jī)汽源帶水的風(fēng)險(xiǎn)，在降負(fù)荷過(guò)程中如果鍋爐燃燒已經(jīng)不能再減后，盡量采用操作低旁來(lái)調(diào)整負(fù)荷，但是操作低旁時(shí)要注意再熱汽壓，輔汽聯(lián)箱壓力，小機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。如果輔汽聯(lián)箱壓力太低，不能滿足軸封汽供汽時(shí)，及時(shí)啟動(dòng)電泵運(yùn)行，減少輔汽的消耗量，電泵要認(rèn)真檢查確?？煽總溆?。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)300MW級(jí)火力發(fā)電機(jī)組深度調(diào)峰運(yùn)行的分析和總結(jié)，機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行是首要任務(wù)，雖然開啟低壓旁路運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性并不高，但在機(jī)組負(fù)荷降低到最低穩(wěn)燃負(fù)荷后，采用旁路控制進(jìn)行深度調(diào)峰，在成本消耗不會(huì)增加的情況下機(jī)組運(yùn)行會(huì)更安全，有效避免機(jī)組深度調(diào)峰時(shí)的安全事故，又避免了全廠機(jī)組全停調(diào)峰，更避免了機(jī)組頻繁啟停調(diào)峰帶來(lái)的繁多操作，為火力發(fā)電廠安全穩(wěn)定完成迎峰度夏特殊運(yùn)行任務(wù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。