660MW火電機(jī)組深度調(diào)峰運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析和應(yīng)對(duì)措施 應(yīng)浩

660MW火電機(jī)組深度調(diào)峰運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析和應(yīng)對(duì)措施應(yīng)浩摘要：受電源結(jié)構(gòu)變化、交直流特高壓的發(fā)展的影響，浙江電網(wǎng)調(diào)峰壓力不斷增大，浙江省政府先后出臺(tái)了一系列地方文件，以規(guī)范和推動(dòng)燃煤機(jī)組深度調(diào)峰工作的順利進(jìn)行，火電機(jī)組的深度調(diào)峰即將成為新常態(tài)。某沿海4×660MW超低排放火電機(jī)組經(jīng)過(guò)一段時(shí)間深度調(diào)峰實(shí)際運(yùn)行，遇到了一系列問(wèn)題。本文以該電廠為例，從運(yùn)行角度討論深度調(diào)峰給機(jī)組帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：深度調(diào)峰；火電；超低排放；660MW

0引言

近年來(lái)，受電力供應(yīng)量持續(xù)增長(zhǎng)、外購(gòu)電規(guī)模不斷擴(kuò)大與省內(nèi)電力消費(fèi)增速放緩的雙重?cái)D壓，浙江省電力由供需矛盾轉(zhuǎn)化為調(diào)峰矛盾[1]。2019年某電廠660MW超臨界燃煤機(jī)組、660MW超超臨界燃煤機(jī)組完成40%額定負(fù)荷深度調(diào)峰能力認(rèn)證，并參與深度調(diào)峰。在實(shí)踐中，深度調(diào)峰給機(jī)組運(yùn)行帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)逐漸暴露，本文從運(yùn)行調(diào)整角度出發(fā)，淺析了風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生原因，并提出應(yīng)對(duì)措施，可為同類型機(jī)組深度調(diào)峰運(yùn)行提供參考。

1概述

某電廠Ⅰ期2×660MW鍋爐為超臨界參數(shù)，Ⅱ期2×660MW鍋爐為超超臨界參數(shù)，均為變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊Π型結(jié)構(gòu)、露天布置燃煤鍋爐；環(huán)保設(shè)備均經(jīng)過(guò)超低排放改造，配置選擇性催化還原法（SCR）脫硝裝置。

2深度調(diào)峰風(fēng)險(xiǎn)分析與應(yīng)對(duì)措施

2.1鍋爐燃燒不穩(wěn)

該電廠Ⅰ期、Ⅱ期鍋爐型號(hào)分別為SG-1913/25.4-M956、SG-2031/26.15-M623，設(shè)計(jì)煤種均為神府東勝煤田活雞兔煤，根據(jù)廠家資料，當(dāng)燃用設(shè)計(jì)煤種時(shí)，鍋爐不投油最低穩(wěn)定燃燒負(fù)荷為30%BMCR。實(shí)際情況中，受制粉系統(tǒng)布置、一次風(fēng)溫度、燃燒器角度等因素影響，深度調(diào)峰期間制粉系統(tǒng)火檢會(huì)有一定程度下降。

應(yīng)對(duì)措施：

1)做好入爐煤質(zhì)控制，盡量燃用揮發(fā)分稍高，水分低的煤種；

2)機(jī)組AGC投入時(shí)，檢查機(jī)組減負(fù)荷至300/330MW時(shí)，機(jī)組減負(fù)荷速率自動(dòng)由12MW/min改為7.2MW/min；

3)盡量保留A磨運(yùn)行，負(fù)荷＜50%時(shí)啟動(dòng)等離子點(diǎn)火裝置，保持A磨給煤量大于25t/h；

4)制粉系統(tǒng)集中運(yùn)行，保留運(yùn)行的燃燒器應(yīng)盡量鄰近，并根據(jù)負(fù)荷情況調(diào)整各磨煤機(jī)出力；

5)根據(jù)煤種情況控制一次風(fēng)量，既要避免一次風(fēng)量過(guò)大導(dǎo)致煤粉濃度過(guò)低，又要避免一次風(fēng)量過(guò)小導(dǎo)致堵管；

6)二次風(fēng)調(diào)整應(yīng)平穩(wěn)，可適當(dāng)提高氧量；

7)鍋爐燃油系統(tǒng)應(yīng)可靠備用，當(dāng)鍋爐出現(xiàn)爐膛負(fù)壓大幅晃動(dòng)，燃燒器火檢不穩(wěn)等情況時(shí)應(yīng)及時(shí)投油助燃。

2.2SCR進(jìn)口煙溫偏低

該電廠SCR裝置進(jìn)口煙溫設(shè)計(jì)值為357℃，在深度調(diào)峰至40%負(fù)荷時(shí)，SCR進(jìn)口煙溫僅能達(dá)到270℃左右，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值，催化劑活性不夠，氨和NOx未能完全反應(yīng)。為保證環(huán)保指標(biāo)，噴氨量增大，氨逃逸率上升，又會(huì)進(jìn)一步引起空預(yù)器堵塞。

應(yīng)對(duì)措施：

1)根據(jù)減負(fù)荷趨勢(shì)盡早停運(yùn)上層制粉系統(tǒng)；

2)適當(dāng)開(kāi)大上層SOFA風(fēng)；

3)及時(shí)投運(yùn)省煤器給水旁路，提高反應(yīng)器進(jìn)口煙溫，增加催化劑活性；

4)機(jī)組減至50%負(fù)荷時(shí)，關(guān)注空預(yù)器差壓變化，保持空預(yù)器連續(xù)吹灰，確保硫酸氫銨不聚積；

5)機(jī)組負(fù)荷指令低于35%時(shí)，可以考慮開(kāi)啟汽機(jī)旁路進(jìn)一步降低負(fù)荷，保持鍋爐熱負(fù)荷不降，確保SCR裝置進(jìn)口煙溫不至太低。

圖1為SCR裝置進(jìn)口NOx濃度隨負(fù)荷變化情況，可以明顯看出，在深度調(diào)峰過(guò)程中，采取上述措施后SCR進(jìn)口NOx濃度明顯下降，可以有效減少后續(xù)催化還原反應(yīng)所需的噴氨量。

2.3

直流爐水動(dòng)力下降

該電廠直流爐在低負(fù)荷下水動(dòng)力下降，水冷壁管內(nèi)工質(zhì)質(zhì)量流速降低，螺旋、垂直段水冷壁壁溫均會(huì)出現(xiàn)不同程度的偏差現(xiàn)象，局部水冷壁管因吸熱偏差易發(fā)生汽阻引起超溫[2]。

應(yīng)對(duì)措施：

1)在保證一定過(guò)熱度前提下，適當(dāng)增加給水流量；

2)監(jiān)視二次風(fēng)和爐膛差壓，適當(dāng)開(kāi)大偏置風(fēng)，防止二次風(fēng)剛性不夠?qū)е禄鹧尜N墻；

3)調(diào)節(jié)無(wú)效時(shí)及時(shí)進(jìn)行加負(fù)荷操作。

圖1

圖2為水冷壁區(qū)域壁溫溫差隨負(fù)荷變化情況，在深度調(diào)峰過(guò)程中如不采取措施，壁溫溫差最大可達(dá)近100℃，增加給水量或開(kāi)大偏置風(fēng)后壁溫溫差得到明顯減小。

圖2

2.4

高低加水位控制品質(zhì)不佳

當(dāng)機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于各段抽汽壓力較低且相鄰段蒸汽壓差減小，使得相鄰高、低壓加熱器間疏水差壓同步減小，正常疏水動(dòng)力不足。進(jìn)而引起正常疏水調(diào)閥調(diào)節(jié)品質(zhì)下降，熱耗增加，疏水不暢。

應(yīng)對(duì)措施：

1)降負(fù)荷過(guò)程加強(qiáng)高低加疏水監(jiān)視，疏水不暢時(shí)提前切至事故疏水，并做好疏水?dāng)U容器溫度監(jiān)視和控制；

2)分析加熱器疏水管路沿程阻力，對(duì)阻力大的管路進(jìn)行優(yōu)化；

3)將加強(qiáng)事故疏水閥設(shè)備管理，避免卡澀。

2.5

給水泵再循環(huán)閥控制品質(zhì)不佳

機(jī)組深調(diào)時(shí)，給水流量隨負(fù)荷降低，為保證給水泵最小汽蝕余量[2]，需適當(dāng)開(kāi)啟給泵再循環(huán)閥。負(fù)荷快速下降時(shí)開(kāi)啟不及時(shí)可能導(dǎo)致汽泵出力不均、最小氣蝕余量不足，給泵再循環(huán)閥頻繁開(kāi)關(guān)也容易導(dǎo)致閥芯沖刷。如手動(dòng)開(kāi)關(guān)操作不當(dāng)還會(huì)引起給水流量波動(dòng)，甚至引起機(jī)組跳閘。

應(yīng)對(duì)措施：

1.50%負(fù)荷時(shí)，提前手動(dòng)開(kāi)啟一臺(tái)給泵再循環(huán)閥，操作應(yīng)平穩(wěn)緩慢，關(guān)注給水流量；

2.優(yōu)化給泵再循環(huán)閥自動(dòng)開(kāi)啟邏輯；

3.加強(qiáng)給泵再循環(huán)閥的巡查，保證閥門開(kāi)關(guān)順暢，如有問(wèn)題及時(shí)消缺。

2.6主要輔機(jī)跳閘影響

深調(diào)期間輔機(jī)跳閘對(duì)鍋爐運(yùn)行工況擾動(dòng)較大，存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)，如水煤比失調(diào)、爐管超溫、滅火、爐壓和風(fēng)量大幅擾動(dòng)等。運(yùn)行人員在深調(diào)負(fù)荷下，主要輔機(jī)跳閘跳閘影響及處置經(jīng)驗(yàn)也有待積累。

應(yīng)對(duì)措施：

1)結(jié)合檢修及調(diào)停計(jì)劃試點(diǎn)開(kāi)展制粉系統(tǒng)、一次風(fēng)機(jī)、送/引風(fēng)機(jī)、給泵跳閘試驗(yàn)，綜合評(píng)估輔機(jī)跳閘對(duì)機(jī)組影響，并綜合考慮優(yōu)化措施；

2)制定完善機(jī)組深調(diào)主要輔機(jī)跳閘的處置措施。

3總結(jié)

燃煤機(jī)組的深度調(diào)峰對(duì)火電是一項(xiàng)重大的技術(shù)變革，也是國(guó)家電源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的必然結(jié)果，如何保證機(jī)組深度調(diào)峰期間安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，將會(huì)是燃煤機(jī)組今后的重要課題