1000WM二次再熱機(jī)組深度調(diào)峰控制與策略

摘 要：根據(jù)火電廠不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷試驗(yàn)對泰州電廠二次再熱火力發(fā)電機(jī)組深度調(diào)峰技術(shù)進(jìn)行了研究，剖析了影響二次再熱火電機(jī)組深度調(diào)峰的主要因素以及機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行時容易出現(xiàn)的問題，通過鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃、環(huán)保指標(biāo)優(yōu)化控制、汽輪機(jī)裕度、軸封控制等手段，保證了深度調(diào)峰過程中機(jī)組的安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：超超臨界;二次再熱;深度調(diào)峰;汽輪機(jī)裕度;軸封;低負(fù)荷穩(wěn)燃

引言

隨著電力系統(tǒng)迅速發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化，電網(wǎng)峰谷差愈來愈大，電網(wǎng)調(diào)峰壓力加劇。隨著電改的不斷推進(jìn)，并且為適應(yīng)電量變化，大型火電機(jī)組深度調(diào)峰勢在必行。

機(jī)組概況：泰州電廠#4機(jī)組鍋爐選用超超臨界、中間二次再熱、變壓運(yùn)行直流爐，型號為SG-2710/33.03-M7050。汽輪機(jī)選用超超臨界二次再熱凝汽式、單軸、五缸四排汽汽輪機(jī)，型號為N1000-31/600/610/610。泰州電廠鍋爐以神華煤為設(shè)計(jì)煤種、以同忻煤和兗州煤為校核煤種進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核。

一.試驗(yàn)準(zhǔn)備階段

（一）煤種選擇

煤種整體選用低硫煤，目的是減少高粘度物質(zhì)硫酸氫銨的生成，防止空預(yù)器及脫硝系統(tǒng)催化劑局部堵塞[1-2]。煤種的平均熱值接近設(shè)計(jì)煤種，便于低負(fù)荷時鍋爐燃燒穩(wěn)定。

（二）深度調(diào)峰前的相關(guān)操作

進(jìn)行等離子試?yán)?，B/C/D層油槍試點(diǎn)，便于在機(jī)組低負(fù)荷燃燒不穩(wěn)時投油穩(wěn)燃。鍋爐對相關(guān)受熱面吹灰，防止低負(fù)荷時掉大焦塊而使?fàn)t膛滅火。高、低加危急疏水調(diào)閥的活動性試驗(yàn)合格，檢查各重要設(shè)備穩(wěn)定可靠，沒有影響深度調(diào)峰的缺陷。

二.低負(fù)荷穩(wěn)燃

（一）風(fēng)壓控制

深度調(diào)峰時，要維持鍋爐燃燒工況，風(fēng)壓是其中比較關(guān)鍵的因素。煤層油層二次風(fēng)門具有增加啟旋的作用，在控制二次風(fēng)壓時，適當(dāng)收小B/C/D磨油層、煤層風(fēng)門進(jìn)行憋壓控制，關(guān)小之后可使火焰更加集中，貼壁情況減少。在低負(fù)荷時控制二次風(fēng)母管壓力在0.5～0.8kpa，維持二次風(fēng)壓的穩(wěn)定，防止出現(xiàn)風(fēng)壓低導(dǎo)致風(fēng)量晃動而使鍋爐MFT。

（二）制粉系統(tǒng)調(diào)整

在深度調(diào)峰階段，維持B/C/D磨煤機(jī)運(yùn)行，控制磨煤機(jī)風(fēng)量，風(fēng)量過大易吹滅火焰，過小則導(dǎo)致出粉不暢，影響燃燒，維持風(fēng)量在130～140t/h較為合適。根據(jù)相應(yīng)煤種設(shè)定合理的分離器轉(zhuǎn)速（520rpm～600rpm）和加載壓力，保證爐膛火焰充滿度，使燃燒穩(wěn)定。禁止進(jìn)行制粉系統(tǒng)切換和鍋爐吹灰等對燃燒的穩(wěn)定性有較大影響的工作。在排煙溫度加送風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度<135℃時開啟送風(fēng)再循環(huán)，防止空預(yù)器冷端腐蝕。

（三）給水系統(tǒng)側(cè)調(diào)節(jié)

機(jī)組負(fù)荷500WM以下減負(fù)荷過程中，控制給水流量穩(wěn)定、水煤比正常，保持兩臺給水泵轉(zhuǎn)速3180rpm。通過手動方式開啟給水泵再循環(huán)調(diào)閥，以免在自動方式下再循環(huán)閥晃動過大，出現(xiàn)汽泵給水不穩(wěn)定、流量波動、搶水等事故的發(fā)生。同時保正A/B汽泵進(jìn)口流量不低于600t/h，維持給水泵轉(zhuǎn)速對應(yīng)的最小流量，防止發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。流量降低后，A/B小機(jī)的排汽溫度進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，溫度升高后及時開啟小機(jī)排汽減溫水。負(fù)荷400WM時，五抽至給水泵的壓力為0.44Mpa，小機(jī)A/B低壓調(diào)閥的開度為30%/39%，A/B汽泵運(yùn)行情況正常，確認(rèn)抽汽滿足汽泵的要求。

（四）環(huán)保參數(shù)優(yōu)化

泰州電廠#4機(jī)組脫硝入口煙氣溫度控制范圍為303℃至420℃，隨著深度調(diào)峰的進(jìn)行，爐膛煙氣溫度會逐步降低。400WM時維持B/C/D三臺磨煤機(jī)運(yùn)行，能夠有效控制NOx。根據(jù)相

應(yīng)加倉煤種，盡量提高磨煤機(jī)出口溫度，同時控制鍋爐總風(fēng)量和總煤量，防止因風(fēng)量過大而使?fàn)t膛煙溫過低，從而導(dǎo)致脫硝催化劑失效，影響環(huán)保指標(biāo)。本次試驗(yàn)脫硝入口煙氣溫度最低至310℃，若煙溫低于300℃時，及時停止減負(fù)荷。脫硝系統(tǒng)由于存在大延遲大慣性，PID控制回路很難解決這種系統(tǒng)，尤其是在負(fù)荷波動大的時候，噴氨調(diào)門往往大幅波動而出口NOx依然超標(biāo)[5-6]，所以在深度調(diào)峰過程中要嚴(yán)格控制關(guān)注凈煙氣NOx參數(shù)不超限。負(fù)荷過低時，有可能發(fā)生原煙氣NOx含量與凈煙氣NOx含量不相匹配，需及時進(jìn)行表計(jì)校驗(yàn)。

三.汽輪機(jī)軸封控制

泰州電廠輔汽采用母管聯(lián)絡(luò)方式，每臺機(jī)設(shè)有一個母管，4臺機(jī)母管可互相聯(lián)絡(luò)供汽。由于在深度調(diào)峰時，汽機(jī)自密封已經(jīng)不能完全滿足軸封壓力需求，需要輔汽進(jìn)行軸封供汽。為防止軸封溫度突降而使汽輪機(jī)進(jìn)冷汽，提高輔汽溫度成為一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，泰州電廠采取了以下措施來提高輔汽溫度：在隔離#4機(jī)二次冷再至輔汽管路后，打開輔汽母管疏水閥、輔汽至主機(jī)軸封調(diào)節(jié)站前主、旁路節(jié)流孔板疏水閥;空預(yù)器連續(xù)吹灰汽源由一次冷再切至輔汽供汽;提高相鄰#3機(jī)組輔汽母管溫度;投運(yùn)一組輔汽供軸封電加熱器。在采取措施后，輔汽母管溫度能夠維持在285℃～290℃，汽封供汽閥后溫度由290℃上漲至350℃，能夠滿足汽輪機(jī)軸封溫度的要求。

在負(fù)荷由500WM向400WM減的過程中，由自密封供汽變?yōu)檩o汽、漏氣混合供汽，軸封壓力也出現(xiàn)一定幅度波動。軸封溢流主、副閥調(diào)節(jié)特性較遲緩，在軸封壓力大幅度波動時，將溢流副調(diào)手動緩慢關(guān)小，維持軸封壓力3.5kpa穩(wěn)定。

四.裕度控制策略

西門子汽輪機(jī)使用TSE裕度限制減負(fù)荷速率，保證汽輪機(jī)的安全。在深度調(diào)峰時，由于減負(fù)荷速度較快，當(dāng)著重注意汽輪機(jī)裕度>10℃。當(dāng)裕度<10℃時，要降低減負(fù)荷速度，當(dāng)裕度<5℃時，則停止減負(fù)荷，維持機(jī)組負(fù)荷，待裕度回頭后再繼續(xù)降負(fù)荷[7-8]。本次深度調(diào)峰VHP CV裕度最低低至6.5。原因?yàn)?E磨停運(yùn)后，主汽溫下跌較快，順勢快速減負(fù)荷所致。超高調(diào)由30%關(guān)至24.7%，裕度較小。裕度較低后，采取適度加煤、穩(wěn)定主參數(shù)、停止減負(fù)荷、使超高壓調(diào)門開大等措施，使裕度回升，能夠有效地控制裕度變化情況。

五.結(jié)語

本文通過對泰州電廠#4機(jī)組深度調(diào)峰試驗(yàn)危險點(diǎn)的分析，結(jié)合二次再熱機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中遇到的問題，成功實(shí)現(xiàn)了機(jī)組在低負(fù)荷400WM時的穩(wěn)定燃燒，同時確保氮氧化物排放達(dá)到要求。在機(jī)組快速減負(fù)荷的過程中有效的控制了汽輪機(jī)裕度，通過一些可行方法維持了汽輪機(jī)軸封壓力和溫度，保證了汽輪機(jī)安全有效的運(yùn)行。節(jié)假日期間的負(fù)荷特性和日電量曲線變化幅度較大，大型機(jī)組調(diào)峰將趨于常態(tài)化，泰州電廠將在現(xiàn)有的成果上向更低的負(fù)荷進(jìn)行探索。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周愛奕，吳利霞，盛重義，等.低溫SCR煙氣脫硝技術(shù)研究進(jìn)展[J].電力科技與環(huán)保，2014， 30（2）：13-16.

[2]馬雙忱，金鑫，孫云雪，等.SCR煙氣脫硝過程硫酸氫銨的生成機(jī)理與控制[J].熱力發(fā)電，2010，（8）：12-17.

[3] 蔣亞彬，董月紅，薛洋企，等.低溫SCR催化劑脫硝效率分析[J].電力科技與環(huán)保，2014，30（2）：17-19.

[4] 王磊，李海軍，陳蘭鵬.1000 MW機(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行中的問題及措施[J].電力科技與環(huán)保，2015，（2）：47-48.

[5]梅天華，甘德強(qiáng)，謝俊.燃煤發(fā)電機(jī)組調(diào)停調(diào)峰成本的公平分?jǐn)俒J].電力自動化設(shè)備，2016，36（12）：69-74.

[6] 艾鄧鑫，王森，趙越.深度調(diào)峰對新能源電力資源并網(wǎng)運(yùn)行的影響和研究[J].能源與環(huán)境，2017，（5）.

作者簡介;

李澤亮（1989-），男，江蘇人，本科，技師，從事火力發(fā)電廠集控運(yùn)行工作。