600 MW 超臨界火電機(jī)組不投油深度調(diào)峰技術(shù)分析

強(qiáng) 均

（江蘇國(guó)信靖江發(fā)電有限公司，江蘇泰州 214500）

0 引言

近些年，國(guó)內(nèi)注重運(yùn)用低碳甚至無(wú)碳等節(jié)約能源，常規(guī)火電燃煤發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)發(fā)電所占比例降低，可再生能源得以快速發(fā)展，但是，可再生能源輸出功率缺乏穩(wěn)定性，對(duì)于電網(wǎng)具體負(fù)荷控制方面存在較高需求。所以，電網(wǎng)對(duì)于發(fā)電用的火電機(jī)組調(diào)峰工作更加重視，通過(guò)完善及改進(jìn)深度調(diào)峰技術(shù)，保證實(shí)行深度調(diào)峰的時(shí)候火電機(jī)組能夠環(huán)保安全運(yùn)行。

1 項(xiàng)目概況

2017 年9 月，某發(fā)電公司對(duì)4 個(gè)機(jī)組鍋爐實(shí)行最低穩(wěn)燃以及不投油摸底試驗(yàn)，未實(shí)行熱力及控制系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)，對(duì)于鍋爐配煤實(shí)行優(yōu)化及燃燒工況方面調(diào)節(jié)、減少凝汽器中真空度等，4 個(gè)630 MW 燃煤發(fā)電機(jī)組在2018 年1 月都得到江蘇省電網(wǎng)調(diào)度中心所批準(zhǔn)具有40% Pe 深度調(diào)峰能力。其中，2號(hào)燃煤發(fā)電機(jī)組鍋爐采取燃燒煤粉爐，汽輪機(jī)包含2 個(gè)出力值是60%汽動(dòng)型給水泵及1 個(gè)出力值是25%電動(dòng)型給水泵，控制系統(tǒng)是Ovation系統(tǒng)，脫硝系統(tǒng)采取自動(dòng)控制方法。

2 機(jī)組深度調(diào)峰潛力相關(guān)制約因素

（1）30% Pe 深度調(diào)峰工況中，SCR 脫硝數(shù)值具體入口位置煙氣溫度值維持270 ℃上下，無(wú)法滿足允許可噴氨最小溫度值需求（300 ℃）。SCR 脫硝數(shù)值具體入口位置煙氣溫度值較小會(huì)引發(fā)催化劑對(duì)應(yīng)活性較低，致使氨出現(xiàn)逃逸上升，導(dǎo)致硫酸氫氨于空預(yù)器相關(guān)蓄熱元件上面出現(xiàn)聚集及腐蝕，引發(fā)空預(yù)器受堵，干擾燃煤發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性及安全性[1]。

（2）30% Pe 深度調(diào)峰工況中燃煤發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)投運(yùn)起始點(diǎn)比40% Pe 深度調(diào)峰時(shí)更低，具體控制參數(shù)及調(diào)節(jié)指數(shù)沒(méi)有予以優(yōu)化改進(jìn)；30%～40% Pe 深度調(diào)峰工況時(shí)，給水系統(tǒng)具有單泵及雙泵對(duì)應(yīng)換替點(diǎn)，制粉系統(tǒng)具有兩磨和三磨開啟點(diǎn)及停止點(diǎn)，為維持機(jī)組安全運(yùn)行需手動(dòng)控制，且需長(zhǎng)時(shí)間實(shí)行投油幫助燃燒，無(wú)法滿足機(jī)組深度調(diào)峰負(fù)荷要求及一次調(diào)頻要求。

3 600 MW 超臨界相關(guān)火電機(jī)組不投油具體深度調(diào)峰技術(shù)

（1）深度調(diào)峰燃煤優(yōu)化。摻入燃燒印尼煤3400 阿萊格/V10褐煤，基全水是38.71%，揮發(fā)40.12%，基低位發(fā)熱量是3445 kcal/kg，褐煤摻入燃燒14 d 后，采取常規(guī)煤種替換之前煤倉(cāng)中高揮發(fā)煤。依據(jù)維持磨煤機(jī)具體出口溫度值是60±2 ℃，出口溫度值下限需＜55 ℃，出口溫度值上限需＞70 ℃。摻入燃燒褐煤的煤磨組對(duì)應(yīng)煤粉燃燒器具體濃噴口周界風(fēng)開度相關(guān)給煤量數(shù)目+10（在深度調(diào)峰時(shí)和給煤量相同），一次風(fēng)速維持25～30 m/s。

（2）深度調(diào)峰給水全過(guò)程自動(dòng)化控制優(yōu)化。給水時(shí)采取2 個(gè)汽動(dòng)給水泵及1 個(gè)電動(dòng)給水泵配置形式，給水時(shí)2 個(gè)汽動(dòng)給水泵一起使用，1 個(gè)主泵都配置前置泵，主泵與前置泵對(duì)應(yīng)出口位置具備再次循環(huán)閥相關(guān)管路回水和除氧器[2]。

采取兩種方式實(shí)行深度調(diào)峰給水，保證燃煤發(fā)電機(jī)組給水全過(guò)程自動(dòng)化。第一種，對(duì)汽動(dòng)給水泵實(shí)行并列運(yùn)行：讓2 個(gè)汽動(dòng)給水泵一起運(yùn)行，對(duì)給水具體流量予以調(diào)整；當(dāng)燃煤發(fā)電機(jī)組實(shí)行50%負(fù)荷到30%負(fù)荷調(diào)峰時(shí)，設(shè)置2 個(gè)汽動(dòng)給水泵相關(guān)再次循環(huán)閥以及前置泵對(duì)應(yīng)再次循環(huán)閥的自動(dòng)開啟，維持汽動(dòng)給水泵具體轉(zhuǎn)速及給水流量在線性調(diào)整范圍中，確保汽動(dòng)給水泵對(duì)應(yīng)入口位置流量大于等于最低流量[3]。第二種，對(duì)汽動(dòng)給水泵實(shí)行熱備：當(dāng)電網(wǎng)要求降低燃煤發(fā)電機(jī)組負(fù)荷（降負(fù)荷320 MW→200 MW）時(shí)，設(shè)置1 個(gè)汽動(dòng)給水泵負(fù)責(zé)對(duì)給水具體流量實(shí)行自動(dòng)調(diào)整，另1 個(gè)汽動(dòng)給水泵開啟再次循環(huán)閥，減少轉(zhuǎn)速，維持汽動(dòng)給水泵最低流量，保持熱備；當(dāng)電網(wǎng)發(fā)布提升燃煤發(fā)電機(jī)組負(fù)荷（升負(fù)荷180 MW→300 MW）指示時(shí)，維持熱備下的汽動(dòng)給水泵可快速提升轉(zhuǎn)速，閉合再次循環(huán)閥，和另1 個(gè)汽動(dòng)給水泵一起運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)給水具體流量予以調(diào)控[4]。

（3）深度調(diào)峰磨煤機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)及停止控制優(yōu)化。采取中速磨對(duì)應(yīng)制粉系統(tǒng)（形式是直吹式），包含磨熱及冷風(fēng)門一起調(diào)控磨具體出口溫度值，磨整體風(fēng)門調(diào)整1 次風(fēng)流量[5]。依據(jù)前后墻實(shí)行對(duì)沖的鍋爐（形式是燃燒型）共有6 個(gè)磨提供熱力，優(yōu)化技術(shù)對(duì)爐膛中下層位置4 個(gè)磨實(shí)施調(diào)控。深調(diào)停止磨控制觸發(fā)要求：實(shí)行深度調(diào)峰；3 個(gè)磨一起運(yùn)轉(zhuǎn)；預(yù)先選擇1 個(gè)需要暫停的磨；燃煤發(fā)電機(jī)組具體負(fù)指令在250 MW 負(fù)荷以下。深調(diào)開啟磨控制觸發(fā)要求：實(shí)行深度調(diào)峰；2 個(gè)磨一起運(yùn)轉(zhuǎn)；預(yù)先選擇1 個(gè)需要開啟的磨；燃煤發(fā)電機(jī)組具體負(fù)荷指令在195 MW 以上。

30% Pe 深度調(diào)峰工況的時(shí)候，選擇2 個(gè)磨煤機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)燃效果較好；對(duì)磨煤機(jī)實(shí)行開啟或暫停予以自動(dòng)化調(diào)控時(shí)，實(shí)行中間暫?？刂萍皩?shí)際煤量相關(guān)延時(shí)統(tǒng)計(jì)，抵抗給煤量改變對(duì)于鍋爐過(guò)熱汽溫值、再次熱汽溫值、脫硝系統(tǒng)具體入口位置氮氧化物較大變化，降低開啟或暫停磨對(duì)于燃煤發(fā)電機(jī)組具體負(fù)荷帶來(lái)的干擾；對(duì)磨煤機(jī)實(shí)行開啟或暫停自動(dòng)化調(diào)控的過(guò)程中，加強(qiáng)磨出口具體溫度值超出調(diào)節(jié)，規(guī)避暫停磨后磨煤機(jī)具體出口處溫度值太大及開啟磨的時(shí)候磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)出口處溫度值太小而出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象；暫停對(duì)磨煤機(jī)實(shí)行控制之后，磨煤機(jī)保持熱備，能夠保證磨煤機(jī)較快再次開啟。

（4）深度調(diào)峰煙氣旁路改造和控制優(yōu)化。在鍋爐尾處增加雙側(cè)煙道旁路，入口是爐膛尾處后包墻位置煙氣相關(guān)轉(zhuǎn)向室，自煙氣轉(zhuǎn)向室中抽煙氣，增加所抽煙氣具體焓值；在旁路煙道入口位置設(shè)定電動(dòng)型擋板門（形式是百葉窗式）；在旁路煙道對(duì)應(yīng)垂直處設(shè)置氣動(dòng)型調(diào)控?fù)醢?，參考煙氣具體溫度值對(duì)所經(jīng)過(guò)的煙氣總量予以調(diào)控；改善過(guò)熱及再熱具體煙道擋板方面調(diào)控，參加選擇性催化還原脫硝入口位置煙氣溫度值調(diào)整；在旁路煙道尾處深入位置脫硝入口處煙道具體深度值有1.2 m，且采取導(dǎo)流方法及擾流方法，維持溫度較為均勻，保證脫硝質(zhì)量[6]。

4 項(xiàng)目驗(yàn)收

在2019 年10 月24 日對(duì)2號(hào)燃煤發(fā)電機(jī)組實(shí)行深度調(diào)峰具體出力檢測(cè)，實(shí)施項(xiàng)目驗(yàn)收。在2號(hào)燃煤發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)負(fù)荷值為50% Pe（315 MW）深度調(diào)峰時(shí)開啟檢測(cè)，之后燃煤發(fā)電機(jī)組相關(guān)負(fù)荷調(diào)節(jié)到最低技術(shù)出力值29.21% Pe（184.08 MW）深度調(diào)峰，整個(gè)深度調(diào)峰過(guò)程時(shí)長(zhǎng)是0.37 h，燃煤發(fā)電機(jī)組相關(guān)負(fù)荷之后漸漸穩(wěn)定，燃煤發(fā)電機(jī)組相關(guān)負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)長(zhǎng)是4.12 h，然后燃煤發(fā)電機(jī)組相關(guān)負(fù)荷逐漸恢復(fù)到50% Pe（315 MW）深度調(diào)峰，燃煤發(fā)電機(jī)組相關(guān)負(fù)荷恢復(fù)時(shí)長(zhǎng)是0.47 h，完成深度調(diào)峰檢測(cè)。

經(jīng)過(guò)對(duì)2號(hào)燃煤發(fā)電機(jī)組實(shí)行深度調(diào)峰檢測(cè)，2號(hào)燃煤發(fā)電機(jī)組相關(guān)被控指數(shù)比江蘇電網(wǎng)提出的統(tǒng)調(diào)發(fā)電機(jī)組具體深度調(diào)峰要求更高，2號(hào)燃煤發(fā)電機(jī)組具有在30% Pe 深度調(diào)峰工況之上全過(guò)程自動(dòng)化投入使用自動(dòng)增益控制能力及一次性調(diào)頻能力。

5 經(jīng)濟(jì)效益

由于沒(méi)有對(duì)該公司調(diào)用30%深度調(diào)峰形式，依據(jù)40%深度調(diào)峰具體收益情況統(tǒng)計(jì)30%深度調(diào)峰經(jīng)濟(jì)效益。30%深度調(diào)峰時(shí)補(bǔ)貼方面預(yù)估：2019 年40%深度調(diào)峰時(shí)1 個(gè)燃煤發(fā)電機(jī)組補(bǔ)償金額是250 萬(wàn)元，當(dāng)2019 年調(diào)用30%深度調(diào)峰的時(shí)候，選用頂額報(bào)價(jià)方法（補(bǔ)償金額是1 元/kW·h），1 個(gè)燃煤發(fā)電機(jī)組補(bǔ)償金額計(jì)算方法是250 萬(wàn)元+250 萬(wàn)元×10÷6，共計(jì)667 萬(wàn)元。30%深度調(diào)峰時(shí)損失方面預(yù)估：依據(jù)燃煤發(fā)電機(jī)組40%深度調(diào)峰時(shí)采用的頂額報(bào)價(jià)方法（補(bǔ)償金額是0.6 元/kW·h），燃煤發(fā)電機(jī)組效率受損金額是補(bǔ)償金額的1/3，安全受損金額是補(bǔ)償金額的1/6，1 個(gè)燃煤發(fā)電機(jī)組實(shí)際收益金額計(jì)算方法是250 萬(wàn)元×（1÷3+1÷6），共計(jì)125 萬(wàn)元。參考燃煤發(fā)電機(jī)組性能曲線預(yù)估30%深度調(diào)峰時(shí)機(jī)組效率受損金額是40%深度調(diào)峰時(shí)補(bǔ)償金額的2/3，安全受損金額是40%深度調(diào)峰補(bǔ)償金額是1/6（未改變），預(yù)估受損金額計(jì)算方法是250 萬(wàn)元×5÷6，共計(jì)208.3 萬(wàn)元。30%深度調(diào)峰時(shí)經(jīng)濟(jì)效益方面預(yù)估：實(shí)際收益金額是667 萬(wàn)元-250 萬(wàn)元×5/6，共計(jì)458 萬(wàn)元。30%深度調(diào)峰具體收益空間即是458 萬(wàn)元減125 萬(wàn)元，共計(jì)333 萬(wàn)元的收益空間。在2020 年1～3 月份期間，1 個(gè)燃煤發(fā)電機(jī)組40%深度調(diào)峰得到補(bǔ)償金額是680 萬(wàn)元，若以此預(yù)估計(jì)算2020 年整年的30%深度調(diào)峰情況，電廠收益得以明顯增加。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，火電機(jī)組深度調(diào)峰潛力相關(guān)制約因素有多種，通過(guò)運(yùn)用600 MW 超臨界相關(guān)火電機(jī)組不投油具體深度調(diào)峰技術(shù)，對(duì)于深度調(diào)峰燃煤實(shí)行優(yōu)化，完成給水全過(guò)程自動(dòng)化控制優(yōu)化，確保磨煤機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)及停止控制優(yōu)化，實(shí)行煙氣旁路改造和控制優(yōu)化，達(dá)到全程自動(dòng)化要求，30%深度調(diào)峰的調(diào)峰能力增強(qiáng)，運(yùn)行安全性較高，可較快響應(yīng)電網(wǎng)深度調(diào)峰要求，滿足深度調(diào)峰時(shí)不投油需求，為電廠節(jié)約成本，具備經(jīng)濟(jì)效益。