超超臨界1000MW機組深度調(diào)峰風險分析及措施

馬云飛

（華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261441）

0 引言

近幾年，隨著我國現(xiàn)代電力行業(yè)的快速發(fā)展，促進了新能源產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，高壓設(shè)施的長距離、高容量的輸電設(shè)備質(zhì)量不斷提升，但同時，日常工作中火電機組峰谷的負荷差不斷增加，機組調(diào)峰任務(wù)越來越重。在日常的負荷調(diào)整中，超超臨界1000MW火電機組作為電網(wǎng)調(diào)峰的主力調(diào)查考核次數(shù)和時間都在逐漸增加，并要求機組具備AGC深度調(diào)峰的能力。因此，企業(yè)管理層和相關(guān)工作人員需要充分了解火電機組的運行情況和具體風險，根據(jù)風險問題進行針對性且有效的解決，進一步滿足供電需求。

1 超超臨界1000MW機組深度調(diào)峰的前期工作

在對火電機組進行深度調(diào)峰工作之前，相關(guān)技術(shù)人員首先需要詳細分析調(diào)峰過程中的不確定因素，準確掌握調(diào)峰技術(shù)的要點和難點，并制定出縝密且具有針對性的調(diào)峰方案，科學地規(guī)劃各火電機組的實際調(diào)峰值，進一步提高火電機組的運行效率。通常情況下，相關(guān)工作人員對大型火電機組實施的深度調(diào)峰時主要兩種方案，一是逐漸降低鍋爐熱負荷，二是保持鍋爐最低穩(wěn)定燃燒負荷，就目前的情況來看，逐漸降低鍋爐熱負荷的方法主要是將火電機組由干態(tài)轉(zhuǎn)為濕態(tài)的運行，不斷增加機組運行過程中的蒸汽量和水流量，進而滿足機組供電負荷的具體需求；保持鍋爐最低穩(wěn)定燃燒負荷的方案主要是通過減少流經(jīng)汽輪機的蒸汽來進行，該方案比較適用于短暫調(diào)峰工作中[1]。

2 深度調(diào)峰的風險分析

2.1 鍋爐低負荷燃燒不斷惡化

隨著火電機組的負荷不斷降低，鍋爐內(nèi)熱負荷也在不斷下降，從而導致煤粉燃燒的條件不斷降低，而且也在很大程度上影響了鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，大大降低了其抗擾能力，導致經(jīng)常出現(xiàn)給煤機斷煤或者磨煤設(shè)備跳閘等異?，F(xiàn)象，嚴重影響了鍋爐燃燒效率，甚至會引起鍋爐自動滅火問題，造成嚴重的生產(chǎn)故障和經(jīng)濟損失。

2.2 燃燒組織受到限制

在供電生產(chǎn)過程中，單臺磨煤機最低出力的因素往往會使燃燒組織受到限制，當燃燒負荷降到400MW時，運行人員只需要保留三臺磨煤機即可，根據(jù)具體需求，不能出現(xiàn)四臺以上的磨煤機同時運行的現(xiàn)象。而且，在生產(chǎn)過程中一旦出現(xiàn)給煤機斷煤等異常情況，鍋爐燃燒的擾動能力會有所增加，進而導致燃燒惡化和鍋爐內(nèi)滅火等問題的發(fā)生，影響了深度調(diào)峰工作的進行。

2.3 空預(yù)器出現(xiàn)堵塞和低溫腐蝕

當火電機組的負荷降至到400MW時，SCR裝置入口的煙氣溫度會有所降低，這時的催化劑反應(yīng)活性會不斷下降。而為了達到機組超凈排放對脫硝的具體要求，相關(guān)工作人員往往會增大噴氨量，氨氣逃逸率會不斷增加，而且，煙氣中的部分氣體經(jīng)過一定的化學反應(yīng)會產(chǎn)生硫酸氫銨[2]。另外，當火電機組內(nèi)達到一定溫度時，硫酸氫銨的高粘性就會有所增加，待冷凝之后，硫酸氫銨不僅會附著在空預(yù)器換熱零件的表面，而且會黏住煙氣中大量的飛灰顆粒，從而導致元件通道被堵塞，縮小了空預(yù)器內(nèi)的流通面積，并在一定程度上增加了空預(yù)器的阻力，使空預(yù)器出現(xiàn)比較嚴重的堵塞。

2.4 分離器進口管道溫差變大

當火力機組處于低負荷狀態(tài)下時，工質(zhì)的壓力逐漸減小，水冷壁的質(zhì)量流速不斷降低，進而影響到水冷壁水動力穩(wěn)定性，并大大降低了傳熱的效果，出現(xiàn)熱偏差不斷增大的現(xiàn)象，進而造成水冷壁壁溫差逐漸增加，而當分離器進口處的溫度接近保護值時，就會威脅到火電機組的正常運行，進而阻礙機組深度調(diào)峰的有效進行。

2.5 省煤器汽化問題

相關(guān)工作人員通常會改變技術(shù)來合理的增加#1等的高加并不斷提高省煤器進口的給水溫度。而當給水溫度達到省煤器進水壓力下的飽和狀態(tài)時，省煤器內(nèi)就會出現(xiàn)工質(zhì)汽化等問題，并會嚴重損壞道省煤器金屬的受熱面。

2.6 給水流量波動問題

當機組負荷處于低負荷狀態(tài)時，原有的機組五抽已經(jīng)無法滿足小機的供汽需求，這時就需要相關(guān)工作人員將小機的氣源切至備用高壓汽源再進行供汽工作，但在實際工作過程中，五抽和備用高壓汽源壓力之間會出現(xiàn)比較大溫差和壓差，如果相關(guān)操作人員不按照規(guī)定和要求進行操作，就會影響到小型機組的正常運行，進而導致生產(chǎn)過程中的水流量不正常[3]。

3 深度調(diào)峰的具體措施

3.1 提高鍋爐低負荷的燃燒能力

（1）為了更好地進行深度調(diào)峰工作，相關(guān)工作人員首先需要根據(jù)具體需求不斷優(yōu)化制粉系統(tǒng)的運行方式，使制粉系統(tǒng)的運行效率得到不斷提高。在實際生產(chǎn)工作中，制粉系統(tǒng)運行方式會影響到鍋爐在低負荷狀態(tài)下的穩(wěn)燃能力，與煤粉的分散燃燒相比，煤粉集中燃燒的穩(wěn)定性更加突出，而且熱負荷會更加集中。因此，在對火電機組進行深度調(diào)峰時，相關(guān)人員需要將其調(diào)至400MW左右，并保持中間層CDE磨煤機的正常運行，減少制粉系統(tǒng)隔層運行等現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）在進行深度調(diào)峰的過程中，相關(guān)操作人員必須嚴格控制進入磨煤機的一次風量，并對其進行適當?shù)恼{(diào)整，同時需要加強對磨煤機內(nèi)風與煤比例的控制，避免出現(xiàn)因風量過大而出現(xiàn)脫火的問題。另外，相關(guān)人員在調(diào)整磨煤機時根據(jù)具體要求加強對一次風母管壓力的控制和調(diào)整，將其控制在8kPa以上，避免出現(xiàn)堆積煤粉過多而造成管道堵塞的現(xiàn)象。

（3）相關(guān)操作人員需要嚴格按照規(guī)定和要求來適當調(diào)整煤粉的細度，煤粉氣流著火溫度會隨著煤粉細度的變化而變化，由于煤粉不具備加強的熱阻力，非常容易燃燒，所以，濃度相同的煤粉燃燒反應(yīng)不同，細度越低的煤粉燃燒反應(yīng)的表面積越大。因此，在實際生產(chǎn)工作中，相關(guān)工作人員不僅需要保證磨煤機無振動，而且需要采取有效措施來不斷提高磨煤機的轉(zhuǎn)速，進而有效地降低煤粉的細度。

（4）在鍋爐運行的過程中，爐內(nèi)的氧量變化會對高爐低負荷狀態(tài)下穩(wěn)燃的能力帶來一定影響，因此，操作人員需要在保證可燃物能夠完全被燃燒的前提下適當減少氧量的運行。實踐表明，當火電機組降至400MW時，鍋爐內(nèi)總風量的最佳范圍是在1400～1500t/h。

（5）當四角切圓燃燒鍋爐處于低負荷狀態(tài)時，工作人員需要適當降低煤粉的著火熱，并調(diào)小周界風開度。一般來說，運行磨周界的風開度需要關(guān)至三分之一左右，而對于未運行制粉系統(tǒng)的二次風開度，工作人員則需要關(guān)至5%及以下，并將二次風壓力和鍋爐內(nèi)差壓范圍控制在300pa左右，同時需要根據(jù)實際情況和具體需求對二次風壓力和鍋爐內(nèi)差壓進行適當?shù)恼{(diào)整[4]。

3.2 加強對空預(yù)器堵塞和低溫腐蝕的預(yù)防

通過對技術(shù)進行合理的優(yōu)化和改變，相關(guān)操作人員可以有效地增加#1等的高加，大大提高了低負荷時的給水溫度，進一步增強了低負荷時SCR催化劑的活性，充分發(fā)揮出了催化劑的功能。其次，在調(diào)整噴氨調(diào)節(jié)閥過程中，操作人員不僅需要采取有效措施提高低負荷時煙囪入口處脫硝效率，降低煙塵排放濃度，而且需要嚴格控制噴氨量，不能長時間維持最大耗氨量的運行狀態(tài)。

3.3 縮小分離器進口管道溫度的偏差

實踐表明，超超臨界1000MW機組鍋爐在低負荷狀態(tài)下并采用底層磨運方式時，水冷壁輻射所吸收的熱量會有所增加，所以，機組內(nèi)中間點的溫度不得不提前，這就在一定程度上提升了分配集箱進口管道的溫度，越來越接近保護跳閘的溫度標準。而通過有效的應(yīng)用上層磨運方式，不僅可以有效地減少水冷壁輻射所吸收的熱量，更好地保持水冷壁的工質(zhì)水動力特性，而且可以降低分配集箱進口管道的溫度偏差，使溫度偏差與保護溫度之間保持一定距離，充分保障了火電機組在低負荷狀態(tài)下運行的安全性和穩(wěn)定性。

（1）保持給水流的穩(wěn)定。通常情況下，操作人員需要在機組負荷高的狀態(tài)下進行小機切氣源工作，首先，相關(guān)人員需要進行充分暖管，就地采取間斷開啟的方式來進行汽源切換工作，加強對小機進汽調(diào)閥的關(guān)注，并對其進行及時的調(diào)整，從而確保小機轉(zhuǎn)速和流量的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)在調(diào)整切換過中因小機出力不足或者不出力而導致水流量低的現(xiàn)象[5]。

（2）加強對環(huán)保參數(shù)的控制。在對火電機組進行深度調(diào)峰的過程中，相關(guān)人員首先需要相關(guān)環(huán)保部門報備，避免因為負荷低或者某種問題而導致煙囪入口處SO2含量過高從而影響環(huán)?？己私Y(jié)果的問題發(fā)生。其次，在保證汽輪應(yīng)力達標的前提下，相關(guān)操作人員需要適當提高主熱氣和再熱氣，對鍋爐內(nèi)火焰中心的位置高度進行適當?shù)恼{(diào)整。同時，相關(guān)人員需要實時監(jiān)測煙溫變化情況，確保煙囪入口處排放的NO濃度符合要求。

4 結(jié)語

總而言之，電網(wǎng)負荷結(jié)構(gòu)在不斷變化，需要相關(guān)人員對火電發(fā)電機組進行多次的深度調(diào)峰，并達到AGC深度的調(diào)峰能力。對此，相關(guān)技術(shù)人員首先需要充分了解并準確把握超超臨界1000MW機組在深度調(diào)峰過程中存在的風險，并制定出針對性的控制策略，進一步降低深度調(diào)峰可能帶來的安全隱患問題，同時需要做好深度調(diào)峰前的準備工作，充分保障火電機組運行的安全性和穩(wěn)定性，充分發(fā)揮火電機組的作用，使企業(yè)在激烈的競爭中站穩(wěn)腳跟，進而促進我國相關(guān)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。