660 MW超超臨界單元機組低負荷深度調(diào)峰期間節(jié)能運行管理策略

王偉霖

(中煤宣城發(fā)電有限公司，安徽 宣城 242074)

0 引言

我國在未來很長一段時間能源供給還會依靠火電機組。因此應探索調(diào)節(jié)鍋爐、汽輪機及其輔機的節(jié)能運行方式，對影響單元機組低負荷運行期間多重因素進行分析，找到火電調(diào)峰機組節(jié)能及運行管理的關鍵點，減少機組深調(diào)期間能耗，實施低碳生產(chǎn)，對環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。

1 低負荷運行時超超臨界機組節(jié)能運行管理中存在的問題

隨著新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展以及電力現(xiàn)貨市場的逐步完善，火電低負荷深度調(diào)峰頻次逐步加大，節(jié)能管理就顯得更有必要，爐側(cè)體現(xiàn)在以下幾個方面：①低負荷運行時考慮機組安全運行等因素，保持4臺制粉系統(tǒng)連續(xù)運行(共配置6臺)導致廠用電率增加。②機組自動控制系統(tǒng)的運行調(diào)整水平有限，過分依賴運行人員技術水平，當出現(xiàn)調(diào)整不及時時會出現(xiàn)能耗增加的問題。③長期低負荷運行導致爐膛結(jié)焦、結(jié)渣，降低爐內(nèi)傳熱效率，促使排煙損失有所增加，熱效率較低。

機側(cè)需要強化節(jié)能運行管理體現(xiàn)在以下幾個方面：①低負荷運行主再熱汽溫、氣壓降低，導致初參數(shù)降低，引起機組熱耗率增加。②低負荷深調(diào)運行中節(jié)流損失增加。③低負荷運行中機側(cè)輔機運行方式若未能及時改變，也將導致廠用電率增加，影響機組的節(jié)能運行。

2 單元機組深調(diào)期間超超臨界機組節(jié)能運行管理措施

2.1 優(yōu)化管理方式

1)當班值長積極聯(lián)系調(diào)度了解機組負荷率，雙機運行期間盡量保持廠級AGC投入，并合理分配機組負荷，盡量減少需要增啟設備的運行時長，節(jié)約廠用電，制定雙機運行時的負荷節(jié)能調(diào)度分配方案。通過負荷合理分配調(diào)整，降低磨煤機、循泵運行、漿液循環(huán)泵的運行數(shù)量，將節(jié)能管控側(cè)重于廠用電率、制粉系統(tǒng)耗電率、脫硫耗電率。

2)深調(diào)前優(yōu)化加倉方案。加強入爐煤質(zhì)化驗監(jiān)督工作，值際間加強協(xié)調(diào)，深調(diào)開始前選取熱值高、含水量低的煤種加倉。煤的含水量過大，不但會降低爐膛內(nèi)部平均溫度，從而降低有效熱的利用，而且還會增加排煙熱損失。對于較潮濕的火車來煤，不建議進行直接加倉，應在干煤棚存放至含水較低時再調(diào)整加倉。

3)加強深調(diào)期間運行值指標獎勵，提高運行人員的主觀能動性。設置專項機組深度調(diào)峰小指標加分獎勵。機組進行深度調(diào)峰期間，當班小指標參與當月考評，并進行額外月度小指標加分獎勵。

機組進行深度調(diào)峰期間，平均負荷率和時間統(tǒng)計由調(diào)度電腦臺調(diào)峰輔助服務系統(tǒng)統(tǒng)計，并由當班值長在工作記錄中公布統(tǒng)計調(diào)峰期間的平均負荷率和調(diào)峰時間，部門制定計算方式進行獎勵。

4)采用增設站內(nèi)光、電等新能源設備與火電機組搭配配置的方式降低廠用電率。

2.2 優(yōu)化鍋爐運行方式

1)深調(diào)期間減少磨煤機等輔機的運行臺數(shù)。根據(jù)低負荷深調(diào)的預計時間，提前做好加倉工作，保證低負荷深調(diào)期間燃用高熱值煤種，同時在保證安全的前提下及時減少磨煤機等輔機的運行臺數(shù)，如配置6臺制粉系統(tǒng)在深度調(diào)峰期間僅維持停運3臺運行，大大降低制粉系統(tǒng)電耗率，從而降低廠用電率。經(jīng)計算低負荷3臺磨煤機運行，每小時可節(jié)省廠用電335 kW·h。

2)低負荷期間控制主汽壓力在滑壓曲線附近運行。根據(jù)試驗測得：主汽壓力每下降1 MPa影響煤耗升高約1.8 g/(kW·h)。機組處于滑壓運行方式下調(diào)整主汽壓力時主汽壓力偏置設定值不可過大，應為-1～+0.5 MPa，主汽壓過低影響機組效率。

3)充分利用“深控系統(tǒng)”等人工智能技術參與機組深調(diào)，優(yōu)化汽溫調(diào)節(jié)方式，控制爐側(cè)主、再熱器出口平均汽溫不低于使用設計值，如中煤宣城發(fā)電有限公司660 MW單元機組主/再熱汽溫設定值為595℃或593℃。根據(jù)試驗測出：汽溫每下降10℃影響煤耗升高約1 g/(kW·h)。

4)控制鍋爐事故減溫水使用量小于或等于1 t/h，同時利用機組檢修期間對煙氣擋板和減溫水調(diào)門進行專項檢查，更換損壞部件，保證設備嚴密性。實驗數(shù)據(jù)表明：再熱汽事故減溫水使用量每升高1 t，影響煤耗升高約0.03 g/(kW·h)。

5)深調(diào)期間根據(jù)加倉煤種的變化及時調(diào)整燃燒，適時調(diào)整爐膛的吹灰方式，在保證不結(jié)焦的前提下適當降低煙氣含氧量設定值，同時將磨煤機出口溫度控制在95℃左右，從而保證排煙溫度滿足要求。

6)低負荷運行時合理進行鍋爐配風。據(jù)西安熱工院的燃燒試驗結(jié)果表明：保證鍋爐在最優(yōu)配風方式下運行，可提高鍋爐效率。低負荷時控制鍋爐氧量不大于6%，并根據(jù)風箱差壓、CO監(jiān)測值及時調(diào)整送風量，控制鍋爐飛灰含碳量小于或等于1.35%。

7)使用脫硫增效劑，在完成煙氣環(huán)保數(shù)據(jù)達標排放的同時減少漿液循環(huán)泵運行數(shù)量，據(jù)計算，減少1臺漿液循環(huán)泵，平均每小時節(jié)省廠用電約450 kW·h。

2.3 優(yōu)化汽機運行方式

1)優(yōu)化循環(huán)水泵運行方式。根據(jù)環(huán)境溫度、凝汽器真空及機組負荷的接帶情況，合理調(diào)整循泵運行方式。特別是在冬季環(huán)境穩(wěn)定較低或者春秋季環(huán)境溫度變化較大時，根據(jù)計劃負荷曲線下行趨勢及時切換循泵至低速運行，節(jié)約廠用電。

2)通過技術改造設置高效真空泵組，在低負荷真空較好的情況下，及時將功率較大的傳統(tǒng)水環(huán)泵切換為能耗較低的高效真空泵組運行。

3)低負荷運行應加強對軸封供汽壓力的調(diào)整，保證低壓軸封處、小機軸封處不泄漏真空。但同時也應避免軸封供汽壓力過大，軸封漏汽增多，熱損失增大。

4)低負荷運行時加強對凝汽器真空的監(jiān)視，如#5、#6低壓加熱器在機組高負荷時為正壓系統(tǒng)，低負荷深調(diào)期間轉(zhuǎn)為負壓系統(tǒng)，如本身有漏點，將影響機組真空，降低機組效率。

5)提高加熱器水位自動調(diào)節(jié)投入率，保證各加熱器在正常水位高度下運行，避免加熱器內(nèi)部的水位過高，淹沒換熱銅管導致?lián)Q熱面積減少，換熱效率降低。同時也避免了運行過程中發(fā)生加熱器解列影響給水溫度，進而影響機組煤耗。相關試驗表明：給水溫度每降低1℃，影響標準煤耗增加約0.7 g/(kW·h)。

3 結(jié)語

我國的電力工業(yè)經(jīng)歷漫長的發(fā)展過程，已在裝機規(guī)模、技術水平及建設速度等各方面邁入世界第一梯隊[2]。在新一輪的節(jié)能減排中，電力企業(yè)要認真研究國家的相關政策，響應國家提出30·60的碳排放目標，推動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，化挑戰(zhàn)為機遇，落實節(jié)能減排工作要求，同時注重節(jié)能減排技術的應用，完善行業(yè)內(nèi)減排指標管理體系，抓住機會重塑產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，推動能源產(chǎn)業(yè)的全面節(jié)能化發(fā)展。在電力現(xiàn)貨市場逐漸完善的情況下，利用人工智能等新技術緩解火電生產(chǎn)調(diào)峰經(jīng)濟性差的情況，逐步探索建立超超臨界單元機組低負荷深度調(diào)峰期間的節(jié)能運行管理策略，滿足經(jīng)濟調(diào)度的要求。