浙江省燃煤機(jī)組深度調(diào)峰綜述

王茂貴， 呂洪坤， 李 劍

（國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院， 杭州 310014）

0 引言

火電靈活性技術(shù)主要包含機(jī)組運(yùn)行的靈活性和燃料的靈活性等方面。 運(yùn)行的靈活性主要是指機(jī)組深度調(diào)峰（鍋爐及汽輪機(jī)的低負(fù)荷運(yùn)行）、 機(jī)組快速啟停、 機(jī)組快速升降和熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的熱電解耦等內(nèi)容。 燃料靈活性主要是指燃煤機(jī)組對(duì)燃料適應(yīng)性強(qiáng)， 具有耦合燃燒生物質(zhì)、 污泥等能力， 通過對(duì)火電機(jī)組燃料靈活性改造可以實(shí)現(xiàn)其低碳化轉(zhuǎn)型[1-3]。

火電靈活性改造技術(shù)最早興起于丹麥和德國， 后來逐漸擴(kuò)展到法國、 瑞典、 英國等國家。 例如， 丹麥在20 世紀(jì)80 年代末經(jīng)歷了從基于大型燃煤火電廠向風(fēng)力發(fā)電、 熱電聯(lián)產(chǎn)小機(jī)組和太陽能光伏發(fā)電相結(jié)合的轉(zhuǎn)變過程。 隨著可再生能源電力生產(chǎn)的大幅增加， 大型火電機(jī)組的靈活性和深度調(diào)峰能力面臨巨大的挑戰(zhàn)。 目前國際上運(yùn)行靈活性最為先進(jìn)的純凝火電機(jī)組， 其不投油穩(wěn)燃最小技術(shù)出力已經(jīng)達(dá)到20%～25%額定功率。

目前， 我國電力正經(jīng)歷從傳統(tǒng)能源向新能源的快速發(fā)展階段， 電源結(jié)構(gòu)調(diào)整已取得巨大的成就[4]。 截至2017 年底， 全國電源裝機(jī)容量為17.77億kW， 其中煤電占比55.16%， 水電占比19.20%，風(fēng)電占比9.21%， 太陽能發(fā)電占比7.33%， 氣電占比4.29%， 核電占比2.02%， 生物質(zhì)發(fā)電占比0.84%， 其他發(fā)電占比1.95%。

由于新能源具有隨機(jī)性、 間歇性和不穩(wěn)定性等特點(diǎn)， 因此我國新能源的快速發(fā)展導(dǎo)致新能源消納和電網(wǎng)調(diào)峰面臨愈來愈大的困難[5-8]。 因此，我國從電力規(guī)劃到產(chǎn)業(yè)政策等方面提出了一系列措施， 以應(yīng)對(duì)目前電力所面臨的新形勢(shì)。

《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃（2016—2020）》指出： 我國電力供應(yīng)由總體平衡、 局部偏緊的狀態(tài)逐步轉(zhuǎn)向相對(duì)寬松、 局部過剩。 非化石電源快速發(fā)展的同時(shí)， 部分地區(qū)棄風(fēng)、 棄光、 棄水問題突出， “三北”地區(qū)風(fēng)電消納困難， 云南、 四川兩省棄水嚴(yán)重。 局部地區(qū)電網(wǎng)調(diào)峰能力嚴(yán)重不足， 尤其北方冬季采暖期調(diào)峰困難。 為加強(qiáng)調(diào)峰能力建設(shè)， 提升系統(tǒng)靈活性， 可從負(fù)荷側(cè)、 電源側(cè)、 電網(wǎng)側(cè)多措并舉， 充分挖掘現(xiàn)有系統(tǒng)的調(diào)峰能力，加大調(diào)峰電源規(guī)劃建設(shè)力度， 著力增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性、 適應(yīng)性， 破解新能源消納難題[4]。

國家能源局綜合司《關(guān)于下達(dá)火電靈活性改造試點(diǎn)項(xiàng)目的通知》中指出： 為加快能源技術(shù)創(chuàng)新，挖掘燃煤機(jī)組調(diào)峰潛力， 提升我國火電運(yùn)行靈活性， 全面提高系統(tǒng)調(diào)峰和新能源消納能力， 確定丹東發(fā)電廠等16 個(gè)項(xiàng)目為提升火電靈活性改造試點(diǎn)項(xiàng)目。

國家能源局《關(guān)于提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的指導(dǎo)意見》中指出： 實(shí)施火電靈活性提升工程， 改造后的純凝機(jī)組最小技術(shù)出力達(dá)到30%～40%額定容量， 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組最小技術(shù)出力達(dá)到40%～50%額定容量， 部分發(fā)電廠達(dá)到國際先進(jìn)水平， 機(jī)組不投油穩(wěn)燃時(shí)純凝工況最小技術(shù)出力達(dá)到20%～30%。

在國家規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)政策的指導(dǎo)下， 因地制宜，有所側(cè)重， 我國一批火電機(jī)組先后進(jìn)行了靈活性改造， 并取得了較好的改造效果。 在我國北方供熱地區(qū)， 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組主要進(jìn)行的是基于熱電解耦和低壓缸零功率等的靈活性改造。 在我國非供熱地區(qū)， 純凝火電機(jī)組主要進(jìn)行了基于深度調(diào)峰的靈活性改造[7-8]。

1 燃煤機(jī)組深度調(diào)峰的背景

浙江省電網(wǎng)負(fù)荷年峰谷差與晝夜峰谷差問題日益嚴(yán)重， 電網(wǎng)調(diào)峰壓力逐步增大， 機(jī)組調(diào)峰幅度和調(diào)峰頻率日益加大[9]。 2018 年浙江省電網(wǎng)最高負(fù)荷為71 405 MW， 最低負(fù)荷為11 773 MW，年峰谷差為59 632 MW， 年峰谷差百分比為83.51%。 2018 年浙江省日峰谷差均值為17 962 MW， 日峰谷差百分比均值為34.04%， 日峰谷差最大值為27 465 MW， 日峰谷差百分比最大值為48.35%。

圖1 2018 年浙江省電網(wǎng)負(fù)荷日峰谷曲線

圖2 2018 年浙江省電網(wǎng)負(fù)荷日峰谷差曲線

2018 年浙江省電網(wǎng)負(fù)荷日峰谷曲線如圖1所示， 負(fù)荷日峰谷差曲線如圖2 所示。

圖3 2016 年浙江省電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)

浙江電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻壓力逐步增大的主要原因包括：

圖4 2017 年浙江省電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)

（1）浙江省經(jīng)濟(jì)形勢(shì)與經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的新變化， 以及用電結(jié)構(gòu)的新變化， 導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差逐步擴(kuò)大， 調(diào)峰調(diào)頻壓力逐步加大。

（2）電源結(jié)構(gòu)的新變化導(dǎo)致浙江省電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻壓力逐步加大。 《浙江省電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出： 加快建設(shè)國家清潔能源示范省， 提高可再生清潔能源發(fā)展質(zhì)量和規(guī)模。 在政策指引下，浙江省內(nèi)電源結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了比較明顯的變化， 如光伏、 風(fēng)電等可再生清潔能源裝機(jī)容量出現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)。 可再生清潔能源裝機(jī)容量的持續(xù)增長(zhǎng)加大了浙江省內(nèi)電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻壓力。

2016 年和2017 年浙江省電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)如圖3、 圖4 所示， 經(jīng)對(duì)比可以看出： 浙江省內(nèi)煤電裝機(jī)容量占比雖有一定程度下降， 但依然是一家獨(dú)大； 光伏裝機(jī)容量出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)； 風(fēng)電裝機(jī)容量出現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)。

浙江省外部輸入電源的發(fā)展特別是交直流特高壓的大力發(fā)展， 在優(yōu)化了浙江省電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的同時(shí)， 也加大了省內(nèi)電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的壓力。 目前浙江省內(nèi)主要有靈紹直流、 賓金直流、 淮滬交流和浙福交流即“兩交兩直”特高壓骨干網(wǎng)， “兩交兩直”特高壓骨干網(wǎng)的建成在實(shí)現(xiàn)浙江省加大“外電入浙”和推進(jìn)能源“雙控”以及煤炭消費(fèi)總量控制目標(biāo)的同時(shí)， 也進(jìn)一步加大了省內(nèi)統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組的調(diào)峰壓力。

2 燃煤機(jī)組深度調(diào)峰的相關(guān)政策

近幾年浙江省電力供應(yīng)富余與需求減速矛盾逐步加劇， 受電力供應(yīng)量持續(xù)增長(zhǎng)、 外購電規(guī)模不斷擴(kuò)大與省內(nèi)電力消費(fèi)增速放緩的雙重?cái)D壓，浙江省電力由供需矛盾轉(zhuǎn)化為調(diào)峰矛盾[9]。

鑒于浙江電網(wǎng)目前所面臨的調(diào)峰調(diào)頻壓力，為了穩(wěn)步推進(jìn)省內(nèi)大型統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組深度調(diào)峰工作， 保障電網(wǎng)運(yùn)行安全， 浙江省政府先后出臺(tái)了一系列地方政策文件， 以規(guī)范和推動(dòng)浙江省統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組深度調(diào)峰工作的順利進(jìn)行。

2017 年5 月2 日浙江省經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)印發(fā)了《關(guān)于開展省統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組深度調(diào)峰改造試點(diǎn)工作的通知》， 文件要求： 浙江浙能臺(tái)州第二發(fā)電有限責(zé)任公司1 號(hào)機(jī)組（1 000 MW 超超臨界機(jī)組）、 浙江大唐烏沙山發(fā)電有限責(zé)任公司2號(hào)機(jī)組（600 MW 超臨界機(jī)組）、 國電北侖第一發(fā)電有限公司2 號(hào)機(jī)組（600 MW 亞臨界機(jī)組）列入深度調(diào)峰改造試點(diǎn)。 深度調(diào)峰試點(diǎn)改造目標(biāo)分別為： 600 MW 級(jí)機(jī)組最低穩(wěn)定出力達(dá)到240 MW，并進(jìn)行最低穩(wěn)定出力180 MW 研究； 1 000 MW級(jí)機(jī)組最低穩(wěn)定出力達(dá)到400 MW， 并進(jìn)行最低穩(wěn)定出力300 MW 研究。 該文件奠定了浙江省大型統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組深度調(diào)峰試點(diǎn)工作的政策基礎(chǔ)，為深度調(diào)峰試點(diǎn)工作指明了目標(biāo)與方向。

2017 年浙江電科院與浙江省3 個(gè)深度調(diào)峰試點(diǎn)發(fā)電廠進(jìn)行了密切協(xié)作， 順利完成了深度調(diào)峰至40%額定功率試驗(yàn)等相關(guān)工作， 并在此基礎(chǔ)上積極開展了試點(diǎn)機(jī)組深度調(diào)峰至30%～35%額定功率的試驗(yàn)探索， 積累了寶貴的深度調(diào)峰試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。

在2017 年深度調(diào)峰試點(diǎn)工作基礎(chǔ)上， 2018年8 月21 日浙江省發(fā)展和改革委員會(huì)印發(fā)了《省發(fā)展改革委關(guān)于深入開展統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組深度調(diào)峰和節(jié)能提效改造工作的通知》， 文件指出： 在前期已開展統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組深度調(diào)峰能力改造試點(diǎn)和節(jié)能提效改造工作的基礎(chǔ)上， 2020 年底前， 全面完成省統(tǒng)調(diào)300 MW 及以上燃煤機(jī)組深度調(diào)峰和節(jié)能提效改造， 大力推進(jìn)百萬千瓦級(jí)燃煤機(jī)組節(jié)能提效改造， 進(jìn)一步提高全省電力保障能力和運(yùn)行效率， 增強(qiáng)浙江電網(wǎng)靈活性和適應(yīng)性， 促進(jìn)清潔能源消納和節(jié)能降耗， 推進(jìn)國家清潔能源示范省建設(shè)。

3 燃煤機(jī)組深度調(diào)峰的技術(shù)瓶頸

浙江省內(nèi)統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組在進(jìn)行深度調(diào)峰前，已具備一定的調(diào)峰能力， 其調(diào)峰能力范圍主要在50%～100%額定功率， 但隨著電網(wǎng)對(duì)統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組調(diào)峰能力要求的提高， 機(jī)組原有的調(diào)峰能力已不能滿足電網(wǎng)需求。 因此， 統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組從普通調(diào)峰運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換為深度調(diào)峰運(yùn)行模式就成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)[10-13]。 由于絕大部分燃煤機(jī)組并不是按長(zhǎng)期深度調(diào)峰運(yùn)行模式設(shè)計(jì)的， 因此當(dāng)燃煤機(jī)組進(jìn)行深度調(diào)峰運(yùn)行時(shí)， 將面臨以下一系列技術(shù)瓶頸：

（1）鍋爐穩(wěn)燃問題

燃煤機(jī)組深度調(diào)峰運(yùn)行時(shí)， 鍋爐總煤量逐步降低， 爐膛溫度逐步下降， 燃燒逐漸惡化。 當(dāng)達(dá)到一定的穩(wěn)燃負(fù)荷臨界點(diǎn)時(shí)， 鍋爐必須采取相應(yīng)的穩(wěn)燃措施[12-13]。

（2）鍋爐水動(dòng)力安全問題

當(dāng)機(jī)組發(fā)電負(fù)荷降低至30%～35%額定功率時(shí)， 鍋爐給水流量已接近其水冷壁最低流量保護(hù)定值， 爐內(nèi)水動(dòng)力循環(huán)開始惡化， 水冷壁、 過熱器和再熱器等局部過熱爆管可能性增大。

（3）鍋爐干濕態(tài)轉(zhuǎn)換（超臨界機(jī)組）問題

當(dāng)機(jī)組發(fā)電負(fù)荷降低至30%～35%額定功率時(shí)， 可能造成部分鍋爐的分離器出口工質(zhì)過熱度消失， 分離器出現(xiàn)水位， 鍋爐進(jìn)入濕態(tài)運(yùn)行狀態(tài)[13-15]。 當(dāng)鍋爐進(jìn)入濕態(tài)運(yùn)行時(shí)， 對(duì)于配備爐水循環(huán)泵的鍋爐必須啟動(dòng)爐水循環(huán)泵， 以保證鍋爐水冷壁的水動(dòng)力安全。 由于爐水循環(huán)泵較易出現(xiàn)故障， 因此容易給機(jī)組長(zhǎng)期深度調(diào)峰運(yùn)行帶來一定的安全隱患。 對(duì)于沒有爐水循環(huán)泵的鍋爐， 當(dāng)其進(jìn)入濕態(tài)運(yùn)行且分離器出現(xiàn)水位時(shí)， 主要通過爐水回收或放水系統(tǒng)進(jìn)行分離器水位控制， 不可避免會(huì)帶來一定的工質(zhì)或熱量損失。

（4）汽動(dòng)給水泵或汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)問題

在機(jī)組深度調(diào)峰運(yùn)行期間， 汽輪機(jī)各段抽汽壓力和抽汽量明顯下降， 維持汽動(dòng)給水泵或汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行會(huì)遇到一定困難。 當(dāng)汽源壓力不夠時(shí)， 還要進(jìn)行汽源切換。 另外， 鍋爐給水泵還存在最小安全流量與再循環(huán)門開啟等設(shè)備安全問題。

（5）機(jī)組AGC（自動(dòng)發(fā)電控制）問題

在燃煤機(jī)組進(jìn)行深度調(diào)峰之前， 其AGC 運(yùn)行主要在50%～100%額定功率范圍內(nèi)。 隨著機(jī)組負(fù)荷的下降， 機(jī)組各個(gè)子系統(tǒng)（風(fēng)、 煙、 煤、 水等）的調(diào)節(jié)余量逐漸減少， 給機(jī)組實(shí)現(xiàn)AGC 調(diào)節(jié)帶來更大困難[16-19]。

（6）一次調(diào)頻問題

浙江省內(nèi)靈紹直流和賓金直流特高壓設(shè)計(jì)額定傳輸功率為7 500 MW， 淮滬交流和浙福交流特高壓設(shè)計(jì)額定傳輸功率為5 000 MW。 當(dāng)交直流特高壓出現(xiàn)甩負(fù)荷故障時(shí)， 由于其巨大的傳輸功率， 將給浙江省電網(wǎng)穩(wěn)定和一次調(diào)頻帶來前所未有的壓力。 2015 年9 月19 日華東電網(wǎng)某特高壓線路出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)電網(wǎng)頻率實(shí)際影響曲線如圖5 所示。

圖5 某特高壓線路故障對(duì)電網(wǎng)頻率影響曲線

（7）脫硝系統(tǒng)問題

目前浙江省內(nèi)燃煤機(jī)組的脫硝系統(tǒng)主要采用SCR（選擇性催化還原）脫硝技術(shù)， 該項(xiàng)技術(shù)選用催化劑的適用溫度范圍主要在300～400 ℃（具體到各個(gè)發(fā)電廠， 其催化劑適用溫度范圍會(huì)有些許差異）。 SCR 反應(yīng)器入口煙溫過高， 催化劑有燒毀的危險(xiǎn)； SCR 反應(yīng)器入口煙溫過低， 催化劑活性會(huì)大幅降低， 脫硝反應(yīng)效率會(huì)大幅降低并可能導(dǎo)致氨逃逸而生成硫酸氫氨堵塞空預(yù)器等一系列問題， 影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[20]。 某600 MW 超臨界鍋爐SCR 入口煙溫（設(shè)計(jì)值）與發(fā)電功率的關(guān)系曲線如圖6 所示。

圖6 某600 MW 超臨界鍋爐SCR 入口煙溫（設(shè)計(jì)值）與發(fā)電功率的關(guān)系曲線

4 燃煤機(jī)組深度調(diào)峰概況

浙江省燃煤機(jī)組深度調(diào)峰按統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)， 試驗(yàn)主要包含機(jī)組的安全性、 經(jīng)濟(jì)性和調(diào)峰容量三方面內(nèi)容。

4.1 燃煤機(jī)組深度調(diào)峰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

浙江省燃煤機(jī)組深度調(diào)峰驗(yàn)證試驗(yàn)的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)具體如下。

（1）調(diào)峰深度： 40%TRL（額定功率工況）。

（2）磨煤機(jī)組合： 至少2 種磨煤機(jī)組合（具體參見DL/T 1616-2016《火力發(fā)電機(jī)組性能試驗(yàn)導(dǎo)則》5.1.7.5 條款）。

（3）驗(yàn)證時(shí)間： （24+6）h， 即第1 種磨煤機(jī)組合試驗(yàn)時(shí)間為24 h， 第2 種磨煤機(jī)組合試驗(yàn)時(shí)間為6 h。

（4）環(huán)保要求： 環(huán)保設(shè)施正常投運(yùn)。

（5）機(jī)組AGC 投入且滿足一定的升降負(fù)荷速率標(biāo)準(zhǔn)。

（6）機(jī)組一次調(diào)頻功能投入且滿足一定的升降負(fù)荷速率標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 深度調(diào)峰機(jī)組的安全性

在深度調(diào)峰機(jī)組的安全性方面， 主要是驗(yàn)證主機(jī)（鍋爐、 汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)）和輔機(jī)運(yùn)行的安全性。

鍋爐的安全性方面， 主要對(duì)鍋爐的穩(wěn)燃能力、鍋爐各個(gè)受熱面的金屬壁溫、 主蒸汽和再熱蒸汽的參數(shù)及輔機(jī)運(yùn)行情況等進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。 另外還對(duì)每臺(tái)鍋爐進(jìn)行了2 種不同磨煤機(jī)組合共（24+6）h 的穩(wěn)燃能力驗(yàn)證試驗(yàn)， 為鍋爐的安全運(yùn)行預(yù)留了必要的余量[21]。

汽輪機(jī)的安全性方面， 主要進(jìn)行了進(jìn)汽參數(shù)、汽缸溫度、 TSI（汽輪機(jī)監(jiān)視儀表）系統(tǒng)中各項(xiàng)重要參數(shù)（軸承溫度、 振動(dòng)、 軸向位移、 排汽缸溫度、 潤滑油回油溫度）， 以及抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)、 汽機(jī)軸封系統(tǒng)、 輔助蒸汽系統(tǒng)等運(yùn)行狀況的跟蹤監(jiān)測(cè)。 重點(diǎn)針對(duì)給水系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)、 穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行了實(shí)時(shí)研究， 并為發(fā)電廠提供操作指導(dǎo)。

機(jī)組涉網(wǎng)自動(dòng)控制安全性方面， 主要進(jìn)行AGC 和一次調(diào)頻等相關(guān)試驗(yàn)， 發(fā)電機(jī)組具有AGC 與一次調(diào)頻等功能， 大大提高了電網(wǎng)在發(fā)生大幅負(fù)荷波動(dòng)與頻率波動(dòng)時(shí)的安全性。

機(jī)組環(huán)保方面， 主要進(jìn)行了有關(guān)排放參數(shù)的測(cè)試與評(píng)估工作。

4.3 深度調(diào)峰機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性

在深度調(diào)峰機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性方面， 主要對(duì)鍋爐效率、 汽輪機(jī)熱耗率和廠用電率等經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估， 在此基礎(chǔ)上計(jì)算和評(píng)估深度調(diào)峰前后機(jī)組發(fā)供電煤耗的實(shí)際變化情況， 可為政府決策提供一定的技術(shù)依據(jù)， 并為深度調(diào)峰下機(jī)組的節(jié)能優(yōu)化工作打好技術(shù)基礎(chǔ)。 對(duì)于浙江省統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組， 當(dāng)深度調(diào)峰從50%額定功率降至40%額定功率時(shí)， 不同類型機(jī)組供電煤耗平均增加情況如下： 超超臨界1 000 MW 等級(jí)機(jī)組， 供電煤耗增加約為13.05 g/kWh； 超超臨界660 MW 等級(jí)機(jī)組， 供電煤耗增加約為14.03 g/kWh； 超臨界600 MW 等級(jí)機(jī)組， 供電煤耗增加約為14.67 g/kWh；亞臨界600 MW 等級(jí)機(jī)組， 供電煤耗增加約為16.13 g/kWh； 亞臨界300 MW 等級(jí)機(jī)組， 供電煤耗增加約為21.51 g/kWh； 浙能臺(tái)州9 號(hào)機(jī)組， 浙能溫州4 號(hào)、 5 號(hào)機(jī)組由于運(yùn)行方式或供熱未切等原因未統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。 浙江省統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組從50%額定功率降至40%額定功率其供電煤耗增加情況如圖7 所示。

圖7 燃煤機(jī)組從50%額定功率降至40%額定功率供電煤耗增加

4.4 深度調(diào)峰容量

截至2018 年12 月底， 浙江省300 MW 以上統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組共計(jì)63 臺(tái)， 其中浙能濱海2 臺(tái)300 MW 等級(jí)機(jī)組被核定為供熱機(jī)組。

2017 年浙江省在完成3 臺(tái)試點(diǎn)機(jī)組40%額定功率深度調(diào)峰試驗(yàn)的同時(shí)， 進(jìn)行了30%～35%額定功率深度調(diào)峰的技術(shù)探索工作。 2018 年度共完成58 臺(tái)300 MW 以上統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組40%額定功率的深度調(diào)峰工作。 2017—2018 年， 浙江省總計(jì)完成61 臺(tái)300 MW 以上統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組40%額定功率的深度調(diào)峰工作， 其中浙能濱海2 臺(tái)300 MW 機(jī)組為供熱機(jī)組， 不需要進(jìn)行深度調(diào)峰運(yùn)行。 因此， 截至2018 年12 月底， 浙江省300 MW以上統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組40%額定功率深度調(diào)峰具體情況見表1。

表1 浙江省統(tǒng)調(diào)300 MW 以上燃煤機(jī)組40%額定功率深度調(diào)峰情況

參照浙江省安吉縣天荒坪抽水蓄能電站6 臺(tái)300 MW 共計(jì)1 800 MW 裝機(jī)容量計(jì)算， 此次浙江省統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組深度調(diào)峰新增調(diào)峰容量達(dá)3 867 MW， 比天荒坪抽水蓄能電站總?cè)萘康? 倍還多。在沒有對(duì)燃煤機(jī)組進(jìn)行大規(guī)模技改投資的情況下， 通過深度挖掘現(xiàn)有統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組的調(diào)峰潛力， 大幅提高了浙江省電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性和適應(yīng)性， 同時(shí)也增強(qiáng)了對(duì)清潔能源的消納能力。

5 燃煤機(jī)組深度調(diào)峰的主要特點(diǎn)

通過2017 年深度調(diào)峰試點(diǎn)和2018 年全面展開， 浙江對(duì)統(tǒng)調(diào)300 MW 以上燃煤機(jī)組的深度調(diào)峰工作已經(jīng)全部完成。 浙江省深度調(diào)峰工作具有鮮明的地域特色：

（1）頂層規(guī)劃， 試點(diǎn)先行， 穩(wěn)扎穩(wěn)打， 政策鼓勵(lì)與技術(shù)探索并重， 走出了一條具有鮮明特色的浙江深度調(diào)峰之路。

（2）政策引導(dǎo)， 先點(diǎn)后面， 統(tǒng)一部署， 協(xié)同推進(jìn)， 在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)全面、 迅速、 圓滿地完成了全省統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組深度調(diào)峰的艱巨任務(wù)。

（3）全省統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組全部實(shí)現(xiàn)了無助燃措施下40%額定功率的深度調(diào)峰運(yùn)行。 在深度調(diào)峰試驗(yàn)過程中， 安裝了先進(jìn)的爐膛溫度在線測(cè)量監(jiān)控系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍋爐燃燒情況實(shí)時(shí)連續(xù)的監(jiān)測(cè)， 提高了深度調(diào)峰試驗(yàn)過程的安全性、 可靠性與自動(dòng)化水平。 浙江省某發(fā)電廠1 號(hào)鍋爐爐膛溫度在線監(jiān)測(cè)曲線（40%額定功率深度調(diào)峰）如圖8所示。

圖8 省某發(fā)電廠1 號(hào)鍋爐爐膛溫度在線監(jiān)測(cè)曲線（40%額定功率的深度調(diào)峰）

（4）全省統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組全部實(shí)現(xiàn)了AGC 和一次調(diào)頻功能且試驗(yàn)合格， 為應(yīng)對(duì)因特高壓線路等嚴(yán)重故障而導(dǎo)致負(fù)荷沖擊和電網(wǎng)超低頻率狀況做好了充分的技術(shù)準(zhǔn)備。

（5）全省統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組全部實(shí)現(xiàn)了至少2 種磨煤機(jī)組合方式下的深度調(diào)峰運(yùn)行， 為機(jī)組運(yùn)行方式保留了必要的安全余量。

（6）全省統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組全部實(shí)現(xiàn)了深度調(diào)峰下的環(huán)保達(dá)標(biāo)排放運(yùn)行。

（7）全省統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組深度調(diào)峰工作契合省內(nèi)實(shí)際， 為實(shí)現(xiàn)省能源“雙控”和建設(shè)清潔模范示范省奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

（8）對(duì)于燃煤火電機(jī)組而言， 在深度調(diào)峰方面， 亞臨界機(jī)組比超臨界機(jī)組在安全性上具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

6 燃煤機(jī)組深度調(diào)峰存在的主要問題

在燃煤機(jī)組深度調(diào)峰試驗(yàn)過程中， 也暴露了部分發(fā)電廠在機(jī)組深度調(diào)峰管理和運(yùn)行上存在的一些薄弱環(huán)節(jié)， 主要包括：

（1）煤質(zhì)管理還存在一定問題。 由于對(duì)入廠煤質(zhì)管理不嚴(yán)， 導(dǎo)致在深度調(diào)峰試驗(yàn)中， 個(gè)別發(fā)電廠的機(jī)組無法滿足運(yùn)行方式的要求， 給機(jī)組在深度調(diào)峰下的安全運(yùn)行帶來一定的隱患。 當(dāng)發(fā)電機(jī)組在深度調(diào)峰方式下運(yùn)行時(shí)， 對(duì)發(fā)電廠的入廠煤質(zhì)管理提出了更高更精細(xì)化的要求。

（2）部分機(jī)組供熱與深度調(diào)峰存在一定的矛盾。 部分機(jī)組在深度調(diào)峰運(yùn)行時(shí)， 出現(xiàn)了供汽參數(shù)無法滿足熱用戶需求的情況， 對(duì)此， 仍需相關(guān)發(fā)電廠通過統(tǒng)籌規(guī)劃和技術(shù)改造來解決機(jī)組供熱與深度調(diào)峰之間的矛盾。

（3）部分鍋爐水動(dòng)力安全存在隱患， 局部受熱面存在超溫報(bào)警現(xiàn)象。

（4）部分鍋爐火檢存在波動(dòng)頻繁且波動(dòng)幅度較大的現(xiàn)象， 給鍋爐穩(wěn)燃帶來了一定的隱患。

（5）部分鍋爐在深度調(diào)峰下其輔機(jī)運(yùn)行存在一定的安全隱患。 如浙江省某發(fā)電廠鍋爐深度調(diào)峰試驗(yàn)期間， 2 臺(tái)一次風(fēng)機(jī)頻繁發(fā)生失速搶風(fēng)現(xiàn)象， 給鍋爐的安全運(yùn)行帶來了很大隱患。 該鍋爐2 臺(tái)一次風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行曲線如圖9 所示。

圖9 鍋爐深度調(diào)峰試驗(yàn)期間一次風(fēng)機(jī)失速搶風(fēng)運(yùn)行曲線

（6）部分鍋爐在深度調(diào)峰下存在SCR 入口煙溫超出其催化劑適用下限溫度問題。

7 燃煤機(jī)組深度調(diào)峰技術(shù)的發(fā)展方向

燃煤機(jī)組深度調(diào)峰技術(shù)之于火電領(lǐng)域確實(shí)是一場(chǎng)技術(shù)革命， 也是對(duì)我國能源技術(shù)創(chuàng)新的一場(chǎng)嚴(yán)峻考驗(yàn)。 目前， 浙江省燃煤機(jī)組深度調(diào)峰技術(shù)無論從廣度還是深度方面而言， 仍然處于起步階段， 與國外先進(jìn)深度調(diào)峰技術(shù)具有一定的差距。未來燃煤機(jī)組深度調(diào)峰技術(shù)的發(fā)展方向主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

（1）從普通深度調(diào)峰（40%額定功率）向超深調(diào)峰方向發(fā)展（30%， 20%額定功率甚至更低）。

（2）深度調(diào)峰或超深調(diào)峰下的機(jī)組安全運(yùn)行技術(shù)（含主機(jī)和輔機(jī)）。

（3）深度調(diào)峰或超深調(diào)峰下的機(jī)組自動(dòng)控制技術(shù)。 在深度調(diào)峰中鍋爐干濕態(tài)轉(zhuǎn)換問題實(shí)質(zhì)是鍋爐從直流運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換為非直流運(yùn)行方式， 鍋爐汽水循環(huán)方式的不同對(duì)鍋爐安全和自動(dòng)控制都提出了新的挑戰(zhàn)。

（4）深度調(diào)峰或超深調(diào)峰下的節(jié)能優(yōu)化技術(shù)。

（5）深度調(diào)峰或超深調(diào)峰下的耦合燃燒技術(shù)（耦合生物質(zhì)或污泥）。