呼貝電廠(chǎng)1號(hào)機(jī)組深度調(diào)峰風(fēng)險(xiǎn)分析及控制策略

楊冬冬

內(nèi)蒙古國(guó)華呼倫貝爾發(fā)電有限公司，中國(guó)·內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000

1 引言

近年來(lái)，伴隨新能源裝機(jī)比重不斷提升，電力系統(tǒng)調(diào)峰能力不足問(wèn)題愈發(fā)突出，煤電已然成為深度調(diào)峰“主力”，個(gè)別電廠(chǎng)甚至嘗試開(kāi)展了30%及以下的負(fù)荷深度調(diào)峰試驗(yàn)，以增強(qiáng)在調(diào)峰市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

集控值班員日常調(diào)峰操作劇增，減負(fù)荷操作過(guò)程中存在風(fēng)險(xiǎn)加大，現(xiàn)暫且不考慮深度調(diào)峰對(duì)機(jī)組壽命影響，下面就深度調(diào)峰降負(fù)荷過(guò)程中各重要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)分析如下，以此提高人員對(duì)深度調(diào)峰風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)更好理解及掌握。

2 設(shè)備/系統(tǒng)概述

中國(guó)內(nèi)蒙古國(guó)華呼倫貝爾發(fā)電有限公司一期2×600MW超臨界機(jī)組鍋爐為哈爾濱鍋爐廠(chǎng)有限責(zé)任公司自主開(kāi)發(fā)研制的600MW 褐煤超臨界鍋爐，鍋爐型號(hào)HG-1913/25.4-HM15 型，單爐膛，一次中間再熱、墻式切圓燃燒、平衡通風(fēng)、緊身封閉、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)П 型燃煤鍋爐。汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)的超臨界蒸汽參數(shù)、一次中間再熱、單軸兩缸兩排汽、單背壓、直接空冷式汽輪機(jī)，額定功率600MW。機(jī)組能以定—滑—定和定壓運(yùn)行方式中的任何一種方式運(yùn)行。在以定—滑—定方式運(yùn)行時(shí)，滑壓運(yùn)行的范圍按鍋爐最大連續(xù)出力的40%～90%，汽輪機(jī)旁路采用高低壓兩級(jí)旁路[1]。

3 存在的問(wèn)題/發(fā)現(xiàn)的隱患

1 號(hào)機(jī)組AGC 負(fù)荷自動(dòng)調(diào)整區(qū)間為240～600MW，240MW 以下負(fù)荷段調(diào)整需要解除協(xié)調(diào)手動(dòng)完成降負(fù)荷操作，不在協(xié)調(diào)方式下降負(fù)荷是對(duì)運(yùn)行人員操作技能水平的極大考驗(yàn)，手動(dòng)既要完成減煤、減水、切閥、轉(zhuǎn)態(tài)，保證過(guò)熱度、主再汽溫在可控區(qū)間，又要保證機(jī)組主輔設(shè)備安全可靠運(yùn)行，可以說(shuō)一次深度調(diào)峰操作量幾乎等同于一次停機(jī)操作，在操作細(xì)節(jié)上有很多技術(shù)點(diǎn)需要推敲，如SCR 入口溫度如何保證脫硝不退出？油槍是否必須投入穩(wěn)燃？如何避免工頻凝泵壓力低聯(lián)啟？高低旁盲目投入帶來(lái)的危害？低負(fù)荷風(fēng)機(jī)出力大幅降低出現(xiàn)出力不均搶風(fēng)的問(wèn)題？機(jī)組深度調(diào)峰對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)僅是一個(gè)降負(fù)荷指令，而對(duì)于電廠(chǎng)側(cè)來(lái)說(shuō)存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，因機(jī)組深度調(diào)峰機(jī)組造成機(jī)組跳閘事故案例也很多，如何保證在不良的電力供需市場(chǎng)中求得生存是我們每一位值班員深思的命題。

4 影響因素分析

第一，機(jī)組深度調(diào)峰所需燃料量較少，直接導(dǎo)致SCR入口溫度降低，呼貝電廠(chǎng)1 號(hào)機(jī)組未進(jìn)行脫硝系統(tǒng)全負(fù)荷段投運(yùn)的技術(shù)改造，存在降負(fù)荷SCR 入口溫度降至290℃退出脫硝可能，即使溫度在退出投入之間波動(dòng)，脫硝反應(yīng)器處于運(yùn)行工況不佳，易造成噴入過(guò)多氨氣生成硫酸氫氨威脅到空預(yù)器安全，如遇機(jī)組深度調(diào)峰SCR 入口溫度是我們一個(gè)重要的關(guān)注點(diǎn)[2]。

第二，機(jī)組深度調(diào)峰來(lái)令之快是我們無(wú)法提前預(yù)控，現(xiàn)制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式為中間四臺(tái)磨煤機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行，最上層和最下層磨煤機(jī)參與倒換，當(dāng)磨煤機(jī)故障停運(yùn)或跳閘時(shí)，中速磨要提前進(jìn)行暖磨，倒換時(shí)間大大拖延深度調(diào)峰進(jìn)度，面臨問(wèn)題就是快速降負(fù)荷過(guò)程中燃燒工況如何保證。

第三，凝泵的變頻改造大大降低廠(chǎng)用電率，但是快速降負(fù)荷則帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)反作用于機(jī)組，如果不提前進(jìn)行手動(dòng)干預(yù)，機(jī)組快速降負(fù)荷過(guò)程中凝結(jié)水母管壓力隨著負(fù)荷降低會(huì)快速下降，容易造成備用泵聯(lián)啟，除氧器上水調(diào)節(jié)緩慢除氧器滿(mǎn)水又成為必然，凝結(jié)水母管壓力在深度調(diào)峰監(jiān)視調(diào)整成為必要操作。

第四，保證鍋爐在干態(tài)運(yùn)行，降至240MW 以下時(shí)必須采用開(kāi)啟高低旁將主再氣壓和流量變相實(shí)現(xiàn)降負(fù)荷，低旁投入前先投減溫水，減溫水如果大幅操作必然引起凝結(jié)水母管壓力變化，同理投入高旁先投汽側(cè)，后投減溫水，此減溫水是直接取自給水母管，減溫調(diào)門(mén)變化直接引起總給水流量的變化，深度調(diào)峰過(guò)程中，給水是定流量，小機(jī)低壓調(diào)門(mén)處于低開(kāi)度，調(diào)節(jié)品質(zhì)差，如果引起給水流量波動(dòng)，導(dǎo)致后果也極其嚴(yán)重[3]。

第五，呼貝電廠(chǎng)處于高寒地區(qū)，冬季要滿(mǎn)足供熱需求，深度調(diào)峰后空冷運(yùn)行存在較大的安全隱患，低壓缸排汽流量能否滿(mǎn)足空冷最小防凍流量，如何保證空冷不發(fā)生凍害事故，需要進(jìn)一步進(jìn)行試驗(yàn)確認(rèn)。

5 控制策略

第一，240MW 以下降負(fù)荷機(jī)組退出協(xié)調(diào)方式，汽機(jī)、鍋爐、給水主控解除自動(dòng)，機(jī)組在純手動(dòng)控制，一般情況下鍋爐主控和汽機(jī)主控協(xié)同操作降負(fù)荷，鍋爐主控控制總煤量、給水定流量控制，為了防止機(jī)組水煤比失調(diào)，在深度降負(fù)荷都保持干態(tài)運(yùn)行，無(wú)論手動(dòng)操作煤還是水，一定監(jiān)視過(guò)熱度平穩(wěn)，水煤比在正常范圍，原則上維持四臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行。1號(hào)爐優(yōu)先運(yùn)行B/C/D/F 或C/D/E/G 磨煤機(jī)?？筛鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行摸索組合，以停運(yùn)下層磨，運(yùn)行上層磨為原則。磨煤機(jī)禁止隔二層投入，除磨煤機(jī)故障或其他異常處理期間，待異常恢復(fù)后立即恢復(fù)正常運(yùn)行方式，防止隔層燃燒不穩(wěn)。

第二，當(dāng)機(jī)組降至270MW以下時(shí)，脫硝系統(tǒng)應(yīng)加強(qiáng)跳閘，以脫硝入口NOx濃度為依據(jù)，穩(wěn)定供氨流量5min以后，觀察凈煙氣NOx濃度數(shù)值，根據(jù)濃度，調(diào)整供氨流量（每次10Nm3/h），循環(huán)反復(fù)調(diào)整，直至凈煙氣NOx濃度30～40mg/Nm3。調(diào)整過(guò)程中參考脫硝逃逸率（A側(cè)：1.0mg/Nm3，B側(cè)：0.8mg/Nm3），避免大開(kāi)大關(guān)，造成逃逸率超標(biāo)（控制逃逸率＜2.5mg/Nm3）。調(diào)整過(guò)程，以不發(fā)生引風(fēng)機(jī)搶風(fēng)為前提，控制兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)電流偏差＜10A，通過(guò)二次風(fēng)擋板調(diào)整，控制脫硝入口NOx濃度盡量保持在500mg/Nm3以下，監(jiān)視凈煙氣NOx濃度，防止小時(shí)均值超標(biāo)。

第三，機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行期間，加強(qiáng)除氧器液位的監(jiān)視，自動(dòng)調(diào)節(jié)不良時(shí)，立即解除手動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，密切監(jiān)視凝結(jié)水出口母管壓力變化，當(dāng)凝結(jié)水流量低于450t/h 時(shí)，應(yīng)適當(dāng)開(kāi)啟凝結(jié)水再循環(huán)閥運(yùn)行，防止再循環(huán)突開(kāi)，引起凝結(jié)水流量擺動(dòng)。

第四，當(dāng)機(jī)組降至240MW 時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)高、低加液位的監(jiān)視，尤其應(yīng)關(guān)注3 號(hào)高加液位的波動(dòng)，如3 號(hào)高加液位波動(dòng)，應(yīng)立即將3 號(hào)高加疏水切至排氣裝置。加強(qiáng)其他加熱器液位的監(jiān)視，尤其7 號(hào)低加，發(fā)生液位波動(dòng)情況，應(yīng)立即開(kāi)啟高、低加事故疏水，將疏水回收至排氣裝置。

第五，加強(qiáng)汽輪機(jī)3、4 瓦軸承溫度、振動(dòng)等參數(shù)的監(jiān)視，如任一參數(shù)有上漲趨勢(shì)，應(yīng)立即降低空冷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，提高機(jī)組背壓至10kPa，同時(shí)投入低壓缸噴水減溫。如采取措施無(wú)效，軸系振動(dòng)達(dá)到保護(hù)動(dòng)作值未動(dòng)作或瓦溫達(dá)到停機(jī)值，立即破壞真空緊急停機(jī)。

第六，當(dāng)機(jī)組降至270MW 以下時(shí)，加強(qiáng)爐膛負(fù)壓及火檢信號(hào)監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)燃燒不穩(wěn)（爐膛負(fù)壓波動(dòng)超過(guò)300Pa），立即停止減負(fù)荷操作，投入油槍進(jìn)行穩(wěn)燃。深調(diào)前進(jìn)行油槍投退試驗(yàn)，確保各油槍可靠備用；制粉系統(tǒng)出現(xiàn)異常，及時(shí)減少給水流量；根據(jù)制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式層投大油槍?zhuān)黾邮Ｓ噙\(yùn)行磨煤量保持總煤量＞140t/h；控制煤水比，保持分離器出口過(guò)熱度15℃～25℃；注意監(jiān)視主、再熱汽溫及減溫水控制，汽溫下降速度達(dá)到打閘條件（10min 下降50℃）時(shí)，果斷打閘。

第七，當(dāng)機(jī)組降至270MW 以下時(shí)，空預(yù)器保持連續(xù)吹灰。加強(qiáng)空預(yù)器入口、出口排煙煙溫監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)排煙溫度升高，及時(shí)停止減負(fù)荷操作。

加強(qiáng)風(fēng)機(jī)電流監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)電流偏差＞5A，及時(shí)進(jìn)行風(fēng)機(jī)電流調(diào)整。發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)電流波動(dòng)大情況，停止減負(fù)荷操作。做好風(fēng)機(jī)失速、風(fēng)機(jī)喘振事故預(yù)想。保持鍋爐風(fēng)量950t/h 左右，監(jiān)視引風(fēng)機(jī)靜葉開(kāi)度≥26%，防止低負(fù)荷運(yùn)行風(fēng)機(jī)搶風(fēng)。

第八，低負(fù)荷時(shí)當(dāng)制粉系統(tǒng)故障跳閘，及時(shí)投油穩(wěn)燃，穩(wěn)定鍋爐參數(shù)。檢查其他磨煤機(jī)增加煤量，磨煤機(jī)參數(shù)穩(wěn)定。穩(wěn)定后啟動(dòng)備用制粉系統(tǒng)。如四臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，發(fā)生一臺(tái)磨煤機(jī)跳閘，一次風(fēng)機(jī)如發(fā)生喘振，應(yīng)關(guān)小喘振風(fēng)機(jī)動(dòng)葉，開(kāi)大未喘振風(fēng)機(jī)動(dòng)葉，維持一次風(fēng)壓穩(wěn)定，直至喘振風(fēng)機(jī)的喘振現(xiàn)象消失并運(yùn)行穩(wěn)定后，再重新并入風(fēng)機(jī)運(yùn)行。

6 結(jié)語(yǔ)

機(jī)組深度調(diào)峰現(xiàn)成為一種常態(tài)，并且很有可能成為機(jī)組未來(lái)盈利的主要發(fā)展方向，作為值班員首先要保證機(jī)組能夠在深度調(diào)峰過(guò)程中主輔設(shè)備安全，如果很清楚深度調(diào)峰的風(fēng)險(xiǎn)及時(shí)進(jìn)行預(yù)防性控制有效規(guī)避很多問(wèn)題，對(duì)于人員要加強(qiáng)各崗位調(diào)峰操作技能培訓(xùn)，確保操作上不能出任何閃失，同時(shí)機(jī)組設(shè)備面臨很多技術(shù)改造問(wèn)題，需要我們?cè)诠ぷ髦胁粩嗝骱涂偨Y(jié)實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步。