摘要：依據(jù)國(guó)家能源局《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，到2020年，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)將達(dá)到2.1億千瓦，“十三五”增加8100萬(wàn)千瓦，增長(zhǎng)率達(dá)63%;太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到1.1億千瓦，“十三五”增加6700萬(wàn)千瓦，增長(zhǎng)率達(dá)156%;2020年以后，風(fēng)電和光伏裝機(jī)將進(jìn)一步增加。風(fēng)電、太陽(yáng)能等新能源的裝機(jī)容量呈迅速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，國(guó)家不斷加大在新能源發(fā)電方面的投入，使得風(fēng)力、太陽(yáng)能發(fā)電和核電的占比不斷提高，而風(fēng)能、太陽(yáng)能是間歇性能源，核電受安全限制調(diào)峰能力弱，導(dǎo)致電網(wǎng)接納和電網(wǎng)安全等問題日益突出，迫切需要通過(guò)火電機(jī)組超常規(guī)深度低谷調(diào)峰來(lái)解決這些問題。但近年來(lái)，部分地區(qū)煤炭資源日漸枯竭，煤價(jià)連年大幅攀升，發(fā)電企業(yè)為降低成本，經(jīng)常直接燃用或混配偏離設(shè)計(jì)的煤種，增加了低負(fù)荷運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。尤其是超臨界鍋爐當(dāng)煤種頻繁變化、混合不均時(shí)水煤比容易發(fā)生大幅度變化，致使主、再熱汽溫大幅波動(dòng)，水冷壁甚至出現(xiàn)超溫狀況，嚴(yán)重時(shí)在低負(fù)荷下難以穩(wěn)定運(yùn)行，在此背景下，研究機(jī)組深度調(diào)峰時(shí)的危險(xiǎn)點(diǎn)和操作注意事項(xiàng)就具有深遠(yuǎn)意義。

關(guān)鍵詞：調(diào)峰;穩(wěn)燃;投油;爐膛溫度

1、設(shè)備概述

鍋爐為超臨界壓力變壓運(yùn)行直流鍋爐，單爐膛、一次中間再熱、尾部雙煙道采用擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫、平衡通風(fēng)、露天布置、選擇性催化還原煙氣脫硝（SCR）工藝、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、Π型布置燃煤鍋爐，設(shè)計(jì)燃用長(zhǎng)治三元礦和鶴壁十礦的混煤。制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式，設(shè)有兩臺(tái)50%容量的一次風(fēng)機(jī)提供一次熱、冷風(fēng)輸送煤粉。燃燒器共24個(gè)，共分三層前后墻對(duì)沖布置。采用8支啟動(dòng)油槍和24只點(diǎn)火油槍，E、F層各配置四只少油點(diǎn)火油槍，與煤粉旋流燃燒器配合使用。制粉系統(tǒng)共配有6臺(tái)BBD3854型雙進(jìn)雙出筒式、單電機(jī)驅(qū)動(dòng)鋼球磨煤機(jī)。汽輪機(jī)為超臨界、中間再熱、單軸三缸四排汽、凝汽式汽輪機(jī)，設(shè)計(jì)額定功率為660MW，最大連續(xù)出力711MW。汽輪機(jī)具有八級(jí)非調(diào)整回?zé)岢槠?，汽輪機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為3000r/分鐘。發(fā)電機(jī)為上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的QFSN-660-2三相同步汽輪發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)額定容量733MVA，額定功率因數(shù)0.9，最大輸出功率740MW，最大連續(xù)輸出功率711.3MW。

2、機(jī)組深度調(diào)峰時(shí)的制約因素和風(fēng)險(xiǎn)

鍋爐深度調(diào)峰最低負(fù)荷受到燃油、水動(dòng)力特性及鍋爐干濕態(tài)運(yùn)行等方面的限制，公司為了降低然料成本，加大了高硫低熱煤、煤泥等效益煤的摻燒比例，摻燒比例為56%左右，效益煤發(fā)熱量較低、揮發(fā)份低、水分含量較高，低負(fù)荷時(shí)爐瞠燃燒抗干擾能力差，有可能燃燒不穩(wěn)，發(fā)生滅火等惡性事故。與鍋爐的安全運(yùn)行相同，汽輪機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行期間也會(huì)出現(xiàn)蒸汽流量低引起的末級(jí)葉片過(guò)熱、汽輪機(jī)振動(dòng)、末級(jí)葉片汽蝕以吸輔助系統(tǒng)抽汽量不足等問題。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷過(guò)低時(shí).脫硝入口煙氣溫度有可能低于最低設(shè)計(jì)值305°C，脫硝催化劑反應(yīng)效率無(wú)法達(dá)到最優(yōu)，就會(huì)縮短催化劑使用壽命;同時(shí)未反應(yīng)的氫蒸汽會(huì)和三氧化硫發(fā)生反應(yīng)生成硫酸氨氨，堵塞空預(yù)器、電除塵器，給機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)威脅。

3 機(jī)組深度調(diào)峰期間的注意事項(xiàng)：

3.1 機(jī)組降負(fù)荷過(guò)程應(yīng)緩慢，尤其是停止磨煤機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)做好鍋爐掉大焦的事故預(yù)想;巡檢人員加強(qiáng)就地看火，發(fā)現(xiàn)鍋爐燃燒不穩(wěn)，觀察火焰燃燒發(fā)暗提前增投油槍穩(wěn)燃。

3.2 機(jī)組降負(fù)荷過(guò)程中，盡量保證主、再熱汽溫在額定值運(yùn)行;若降負(fù)荷過(guò)程中主、再熱汽溫維持不住，降至530℃，及時(shí)開啟汽機(jī)本體及抽汽管道疏水手動(dòng)門進(jìn)行疏水。如燃燒不穩(wěn)造成蒸汽溫度大幅下降，立即增投點(diǎn)火油槍，同時(shí)手動(dòng)降低汽輪機(jī)調(diào)門開度，減少蒸汽流量，以促使汽溫盡快恢復(fù)。如蒸汽溫度10分鐘內(nèi)降低50℃立即手動(dòng)打閘停機(jī)。

3.3 機(jī)組降負(fù)荷過(guò)程中，可適當(dāng)降低機(jī)組主蒸汽壓力，開大主機(jī)高壓調(diào)門，降低汽動(dòng)給水泵出力，但主汽壓力不得低于12Mpa;若發(fā)現(xiàn)汽動(dòng)給水泵低壓調(diào)門開度過(guò)大，汽動(dòng)給水泵高壓調(diào)門頻繁開關(guān)造成主給水流量較大擾動(dòng)，應(yīng)立即啟動(dòng)電動(dòng)給水泵調(diào)整好主給水流量。

3.4 組深度調(diào)峰期間，加強(qiáng)監(jiān)盤質(zhì)量，做好事故預(yù)想，要精心調(diào)整，避免主、再熱蒸汽溫度大幅度波動(dòng)，造成鍋爐汽水分離器轉(zhuǎn)態(tài);加強(qiáng)巡檢力度，部分磨煤機(jī)停運(yùn)后，要增加對(duì)運(yùn)行磨煤機(jī)的巡檢次數(shù)和巡檢質(zhì)量。

3.5 機(jī)組降負(fù)荷過(guò)程中，加大對(duì)汽輪機(jī)汽缸溫度、軸承金屬溫度、差脹、軸向位移、振動(dòng)、軸承油壓、油溫、氫油差壓及氫壓等參數(shù)的監(jiān)盤力度，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

3.6 在機(jī)組深度調(diào)峰期間，汽輪機(jī)低壓缸軸封溫度控制不宜過(guò)高，以保證低壓缸差脹在正常范圍內(nèi)。

3.7 在輔汽聯(lián)箱汽源切換至冷再供汽后，注意監(jiān)視、調(diào)整好輔汽聯(lián)箱壓力，特別是在機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)。

3.8 在深度調(diào)峰降負(fù)荷期間，調(diào)整供油母管壓力應(yīng)維持在0.75MPa左右，深度調(diào)峰投油期間注意監(jiān)視瞬時(shí)耗油量和投運(yùn)油槍數(shù)量應(yīng)對(duì)應(yīng)，單支油槍出力一般在0.2t/h左右。調(diào)整機(jī)組負(fù)荷降至目標(biāo)值后，密切監(jiān)視好鍋爐掉焦和爐膛溫度下降情況，做好鍋爐掉焦穩(wěn)燃準(zhǔn)備。當(dāng)鍋爐掉焦或燃燒不穩(wěn)需投油穩(wěn)燃時(shí)，必須控制油槍投入數(shù)量和速度，及時(shí)調(diào)整燃油母管壓力，杜絕燃油母管壓力降低，燃油OFT保護(hù)動(dòng)作后造成鍋爐燃燒不穩(wěn)甚至滅火。

3.9 組深度調(diào)峰期間，做好事故預(yù)想，當(dāng)運(yùn)行磨煤機(jī)任一跳閘時(shí)：

3.9.1 立即增投點(diǎn)火油槍穩(wěn)燃，增加運(yùn)行磨煤機(jī)出力;同時(shí)根據(jù)燃燒的情況適當(dāng)降低主給水流量，保持一臺(tái)汽動(dòng)給水泵正常出力，減少另一臺(tái)汽動(dòng)給水泵出力，根據(jù)輔汽聯(lián)箱壓力情況開大冷再至輔汽聯(lián)箱壓力調(diào)節(jié)門;必要時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)給水泵運(yùn)行。

3.9.2 關(guān)小高壓調(diào)門開度，盡量維持主蒸汽壓力，避免汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速降至3200r/min以下。

3.9.3 及時(shí)關(guān)閉主蒸汽一、二級(jí)減溫水隔離門，防止主、再熱蒸汽溫度大幅降低;若主、再熱蒸汽溫度降至530℃時(shí)，及時(shí)開啟汽輪機(jī)本體有關(guān)疏水門疏水。

3.9.4 啟動(dòng)備用磨煤機(jī)增負(fù)荷，盡量避免鍋爐轉(zhuǎn)態(tài);一旦發(fā)現(xiàn)鍋爐轉(zhuǎn)態(tài)，主蒸汽溫度難以調(diào)整時(shí)，考慮打開備用減溫水門進(jìn)行調(diào)整。

3.9.5 事故處理期間密切監(jiān)視好汽輪機(jī)汽缸溫度、軸承金屬溫度、差脹、軸向位移、振動(dòng)等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常按規(guī)程規(guī)定處理。

3.9.6 機(jī)組深度調(diào)峰期間，當(dāng)需要長(zhǎng)時(shí)間投用的穩(wěn)燃油槍數(shù)超過(guò)兩支點(diǎn)火油槍時(shí)，要投入空預(yù)器連續(xù)蒸汽吹灰運(yùn)行。

3.10 深度調(diào)峰期間，如磨煤機(jī)摻燒煙煤，可將相應(yīng)三次風(fēng)門調(diào)整至55%開度。如測(cè)得底層燃燒器觀火孔溫度低于1200℃或燃燒不穩(wěn)，可將底層燃燒器三次風(fēng)門關(guān)至50%，但底層燃燒器三次風(fēng)門開度不低于50%。

3.11 如煤場(chǎng)煙煤儲(chǔ)備不足，調(diào)峰期間磨煤機(jī)未摻燒煙煤，機(jī)組負(fù)荷降至280MW以下時(shí)，根據(jù)煤質(zhì)、鍋爐燃燒和就地看火孔看火的情況要投入點(diǎn)火油槍穩(wěn)燃。

4、結(jié)束語(yǔ)

近期來(lái)看，火電廠盡早開展深度調(diào)峰研究和改造，可以保證機(jī)組優(yōu)先上網(wǎng)，規(guī)避分?jǐn)偝杀荆⑼ㄟ^(guò)參與深度調(diào)峰獲得可觀的調(diào)峰補(bǔ)貼收入。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，新的電力供需環(huán)境在競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)中，火電利用小時(shí)數(shù)將會(huì)長(zhǎng)期保持在較低水平，部分火電基荷電源的角色將發(fā)生轉(zhuǎn)變。隨著電力市場(chǎng)改革日益深入，調(diào)峰補(bǔ)貼不斷提高，這也鼓勵(lì)了火電機(jī)組進(jìn)一步深挖機(jī)組調(diào)峰能力，實(shí)現(xiàn)深度調(diào)峰，火電廠需根據(jù)市場(chǎng)中的價(jià)格波動(dòng)靈活調(diào)節(jié)出力，是大勢(shì)所趨，有利于火電適應(yīng)電力市場(chǎng)化進(jìn)程，低負(fù)荷保持燃燒穩(wěn)定是安全運(yùn)行的必要條件。確保鍋爐在低負(fù)荷下安全穩(wěn)定運(yùn)行也是機(jī)組參與競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的基礎(chǔ)條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]周強(qiáng)泰.鍋爐原理[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009 年.

[2]王樂樂，孔凡海.低排放形勢(shì)下SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行存在問題與對(duì)策[J]熱力發(fā)電。2016（12）

作者簡(jiǎn)介：陳恒，1986年出生，男，中級(jí)工程師，河南省新鄉(xiāng)市人，畢業(yè)于河北工程大學(xué)，現(xiàn)工作于華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司運(yùn)行部。