600MW機(jī)組深度調(diào)峰供電煤耗研究

摘要：隨著裝機(jī)容量的不斷增加，電網(wǎng)負(fù)荷的峰谷差的也在不斷增大，單靠水電、抽水蓄能發(fā)電、300MW機(jī)組等已不能滿電網(wǎng)足調(diào)峰需求，600MW超臨界機(jī)組也需要承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)，有時需要調(diào)峰至200MW。深度調(diào)峰時，機(jī)組偏離設(shè)計(jì)值較大，機(jī)組效率下降嚴(yán)重，為了解深度調(diào)峰下機(jī)組的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，對600MW機(jī)組在深度調(diào)峰下進(jìn)行了機(jī)、爐聯(lián)合試驗(yàn)，得到機(jī)組實(shí)際的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：600MW機(jī)組；深度調(diào)峰；供電煤耗；最低穩(wěn)燃負(fù)荷；裝機(jī)容量 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM621 文章編號：1009-2374（2015）04-0129-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0345

1 概述

最近幾年，河南省裝機(jī)容量飛速增長。至2014年年底，河南省電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)裝機(jī)約6500萬kW。同時，一批高參數(shù)大容量國產(chǎn)火電機(jī)組相繼建成投產(chǎn)，目前，河南省已有20余臺600MW級超臨界火電機(jī)組，總?cè)萘砍^1300萬kW，在全省上網(wǎng)機(jī)組中占有很大比例。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年河南省火電機(jī)組負(fù)荷率平均不到70%，特別是在深夜電網(wǎng)負(fù)荷低谷時，機(jī)組有很大的調(diào)峰需求，單靠水電、抽水蓄能發(fā)電機(jī)組、300MW以下機(jī)組已不能滿足電網(wǎng)調(diào)峰需求，因此，600MW超臨界機(jī)組也需要承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)，有時需要調(diào)峰至200MW。由于在機(jī)組設(shè)計(jì)時，考慮的是設(shè)備處于基本負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，機(jī)組效率最佳值也是基于此設(shè)計(jì)計(jì)算，但是深度調(diào)峰時設(shè)備工況、工質(zhì)參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值，負(fù)荷越低，偏離的程度越大，機(jī)組效率下降程度越嚴(yán)重。因此，發(fā)電企業(yè)十分關(guān)心機(jī)組在200～300MW深度調(diào)峰工況下的供電煤耗，在200～300MW負(fù)荷時機(jī)組參數(shù)偏離正常工況太多，根據(jù)正常工況推算出的煤耗必然會偏離實(shí)際煤耗，為此需要通過現(xiàn)場試驗(yàn)來確定。

2 深度調(diào)峰試驗(yàn)情況

2.1 機(jī)組概況

鶴壁豐鶴發(fā)電有限責(zé)任公司#1鍋爐采用東方鍋爐股份有限公司生產(chǎn)，型號DG-1900/27.02-Ⅱ4的單爐膛、一次再熱、固態(tài)排渣、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型超臨界參數(shù)變壓直流爐。鍋爐采用前后墻對沖燃燒方式，前后墻各布置三層，共24只低NOx旋流煤粉燃燒器。制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式系統(tǒng)，由兩臺一次風(fēng)機(jī)（動葉可調(diào)軸流式）提供介質(zhì)流動動力，磨煤機(jī)采用北京電力設(shè)備總廠的ZGM113G型中速輥式磨煤機(jī)，采用動靜組合分離器，液壓加載磨輥，另配有兩臺密封風(fēng)機(jī)為系統(tǒng)提供密封風(fēng)。風(fēng)煙系統(tǒng)配有兩臺動葉調(diào)節(jié)軸流式送風(fēng)機(jī)、兩臺靜葉調(diào)節(jié)軸流式引風(fēng)機(jī)?？諝忸A(yù)熱器為三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)

熱器。

汽輪機(jī)為東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)廠制造，型號N600-24.2/566/566，是超臨界、單軸、一次中間再熱、三缸四排汽、凝汽式汽輪機(jī)。高、中壓缸采用分缸結(jié)構(gòu)，低壓缸為對稱分流式。機(jī)組熱力系統(tǒng)采用單元制方式，共設(shè)有八段抽汽分別供給三臺高壓加熱器、一臺除氧器和四臺低壓加熱器。

2.2 煤耗試驗(yàn)

本次試驗(yàn)中，機(jī)組進(jìn)行隔離后呈單元制狀況運(yùn)行，發(fā)電機(jī)功率、高廠變功率、高公變功率用現(xiàn)場功率計(jì)測量。由試驗(yàn)測得的各項(xiàng)功率以及鍋爐、汽輪機(jī)性能試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算煤耗如表1所示。

表1 煤耗率計(jì)算結(jié)果匯總表

項(xiàng)目 單位 300MW 250MW 200MW

試驗(yàn)熱耗率 kJ/kWh 8154.31 8413.31 8682.09

修正后熱耗率 kcal/kWh 8239.84 8523.36 8803.72

發(fā)電機(jī)出口功率 MW 300.75 249.98 198.49

修正后發(fā)電機(jī)功率 MW 297.63 246.77 195.77

磨煤機(jī)臺數(shù) 臺 4 4 3

電動給水泵電流 A 0 271.8 257.2

高公變功率 MW 5.55 5.55 4.73

高廠變功率 MW 11.46 13.34 12.28

廠用電率 % 5.66 7.55 8.57

管道效率 % 99.00 99.00 99.00

鍋爐效率 % 90.60 90.77 90.46

修正后鍋爐效率 % 90.68 90.87 90.57

試驗(yàn)機(jī)組發(fā)電煤耗率 g/kWh 310.20 319.45 330.79

試驗(yàn)機(jī)組供電煤耗率 g/kWh 328.79 345.55 361.78

修正后機(jī)組發(fā)電煤耗率 g/kWh 313.17 323.27 335.01

修正后機(jī)組供電煤耗率 g/kWh 331.95 349.69 366.40

煤耗計(jì)算不考慮輔助蒸汽用量、補(bǔ)水率、煤質(zhì)、氣溫等因素，反映的是機(jī)組試驗(yàn)工況期間煤耗，不代表機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下的情況。

2.2.1 從試驗(yàn)結(jié)果看，深度調(diào)峰工況下，由于鍋爐效率變化不大，影響煤耗的主要是機(jī)組熱耗率和廠用電率。

2.2.2 經(jīng)計(jì)算可知，在250MW、200MW工況時，由于啟動了電泵，廠用電率分別增加0.75%、0.95%，供電煤耗相應(yīng)增加2.78g/kWh、3.72g/kWh。

2.2.3 深度調(diào)峰運(yùn)行工況與正常運(yùn)行工況比較。機(jī)組在2014年1月進(jìn)行了滑壓優(yōu)化運(yùn)行試驗(yàn)，測試了機(jī)組運(yùn)行的各經(jīng)濟(jì)參數(shù)，確定各負(fù)荷工況最佳滑壓參數(shù)及最低熱耗率，表2列出了2014年1月機(jī)組滑壓優(yōu)化運(yùn)行及深度調(diào)峰試驗(yàn)下的熱耗率、功率數(shù)據(jù)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制深度調(diào)峰與正常工況熱耗率對比圖1。

表2 熱耗、功率結(jié)果匯總表

2014年1月滑壓試驗(yàn)數(shù)據(jù) 深度調(diào)峰試驗(yàn)數(shù)據(jù)

600MW 500MW 420MW 360MW 300MW 300MW 250MW 200MW

試驗(yàn)

熱耗 7580.84 7652.15 7785.46 7867.16 8116.59 8154.31 8413.31 8682.09

試驗(yàn)

功率 600.94 500.14 419.50 356.77 300.16 300.75 249.98 198.49

修正后熱耗 7670.12 7733.13 7903.14 7976.22 8232.42 8239.84 8523.36 8803.72

修正后

功率 591.42 493.93 410.42 347.79 292.73 297.63 246.77 195.77

圖1 深度調(diào)峰與正常工況熱耗率對比

圖1中，曲線為滑壓優(yōu)化后，正常工況下功率—熱耗率曲線，300MW負(fù)荷以下為曲線前推所到。黑色曲線為深度調(diào)峰工況下功率—熱耗率曲線。由圖1可以看出，300MW負(fù)荷下深度調(diào)峰工況實(shí)際熱耗率高于理論熱耗率，其原因主要有：（1）深度調(diào)峰工況下汽泵再循環(huán)開啟；（2）深度調(diào)峰工況下，為保證軸封供汽壓力，輔汽聯(lián)箱汽源由四段抽汽單一汽源改為冷再、四抽聯(lián)合供汽；（3）機(jī)組工況嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)值，如主、再熱壓力降至10.094MPa、1.415MPa，主、再熱溫度降低到559.9℃、529.5℃，同時，汽機(jī)的噴嘴節(jié)流損失，使得高缸內(nèi)效率降低很多。

3 結(jié)語

通過深度調(diào)峰工況下試驗(yàn)，確定了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，為了解600MW超臨界火電機(jī)組深度調(diào)峰下的經(jīng)濟(jì)性提供科學(xué)依據(jù)。讓發(fā)電企業(yè)了解在200～300MW深度調(diào)峰工況下的機(jī)組的供電煤耗情況，在確保機(jī)組安全可靠及經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍，滿足電網(wǎng)調(diào)峰需要。

參考文獻(xiàn)

[1] 王海寧.大型燃煤機(jī)組深度調(diào)峰運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性安全性分析及負(fù)荷優(yōu)化分配[D].華北電力大學(xué)，2001.

[2] 鶴壁豐鶴發(fā)電有限責(zé)任公司#1鍋爐熱效率試驗(yàn)報(bào)告[R].河南恩湃高科集團(tuán)有限公司，2014.

[3] 鶴壁豐鶴發(fā)電有限責(zé)任公司#1汽輪機(jī)性能試驗(yàn)報(bào)告[R].河南恩湃高科集團(tuán)有限公司，2014.

[4] 鶴壁豐鶴發(fā)電有限責(zé)任公司#1汽輪機(jī)大修后熱力試驗(yàn)及滑壓優(yōu)化運(yùn)行試驗(yàn)報(bào)告[R].河南恩湃高科集團(tuán)有限公司，2014.

作者簡介：張軍科（1980-），男，河南濟(jì)源人，供職于大唐華中電力試驗(yàn)研究所，工程碩士，研究方向：汽輪機(jī)。

（責(zé)任編輯：陳 倩）