超临界600MW机组深度调峰安全技术探究

超临界600MW机组深度调峰安全技术探究

王鹏刚   ,董婷婷

陕西商洛发电有限公司            陕西省商洛市        726000

摘要：现阶段，新能源发电的稳定性差，而且存在很大波动，相应的配套设施也不健全，导致大量的弃光、弃风。这给传统的燃煤发电企业带来了新的机遇和新的挑战。提高火力发电设备的灵活程度，增强其深度调峰的下潜能力，是保障机组可以安全、经济、绿色、环保运行的关键。

关键词：超临界；机组；深度调峰；安全性

0引言

随着我国新能源系统的不断发展，风电、光伏等新的资源利用效率和并网发电比例得到了显著提高，而新能源受到气候变化的影响出现了很大的波动，将由 传统燃煤发电机组来完成巨大的电网调峰任务。在低负载条件下进行精细调节的过程中，主要辅机设备适应性摸索，优化运行模式，寻找目前装置下的调峰潜能，并发现制约机组的深度调峰与稳定运行的因素，把握其安全、可靠的工作边界。

1实例分析

以某电厂600MW 超临界机组为例，其实际的汽轮型号是N 600-24.2/566/566，确保600 MW的额定出力以符合运行的标准规范。该汽轮机主要是冲动式单轴、一次中间再热、三缸四排气式，具有很强的性能。该设备在运转时的额定速度为3000rpm，以复合变压的方式运行，借助汽轮机按次序供给多台加热器。

2 600MW 超临界机组深度调峰需要面临的问题

2.1 运行风险

若在低负载条件下，机组各分段排出的抽汽压力都比较低，则各邻近区域的蒸汽压差异会逐步降低，造成高压与低压加热炉的压差缩小，造成疏水动力降低。假定上级加热器的水位比较低，则疏水调节阀门的开启程度可达到一定的水位，但由于阀门的开启程度过小，则会引起疏动力的降低，致使加热器的水位升高，进而引起疏水调节阀门的开启程度增大，以适应不断变化的水位[1]。而疏水阀的调整速度相对较慢，不能适应水位的迅速变动，难以避免存在疏水不稳的现象，从而导致加热器内的水位发生变化。

2.2 经济效益

对电厂经济性产生影响的因素包括锅炉的效率和汽轮机的热耗，一般来讲，在锅炉负载处于75%的情况下，锅炉的热能利用率最好，而锅炉的负载越低，锅炉的效率也越低，主要是由于锅炉中温度过小，会影响燃烧效率，导致燃烧不充分，出现很大的热损失。而在负载较小的情况下，汽轮机存在很大的热耗，机组循环的效率并不是很大，导致实际功率变化不明显，因此造成了一些成本的损失。

2.3 环境保护

近年来，国家不断加强环保工作，对于电厂的尾气排放也有了更加严格的标准规范，现阶段国内各电厂大体上都已经安装了脱硫设备，同时也改进了锅炉尾部的受热面，使二氧化硫和碳氧化物排放量得到了较大幅度的降低，虽然在降低机组的负载后，有害气体的浓度有所增加，但总体上达到了国家规定的排放水平。此外，还可以安装烟气旁路，确保废气的排放不会超过规定的标准规范，尽管深度调峰对周围的环境没有太大的影响，但这个问题还有待解决。

3 600MW 超临界机组深度调峰安全技术优化方法

3.1设计原则

在实际的设计中，重点对600MW的超临界机组进行了分析和研究，该机组具有22kv的额定电压、667兆瓦的额定容量和17495A的额定功率。它是一种新型的变压直流超临界参数型设备，与常规的燃煤锅炉有着很大的不同，它安装了脱硝装置，具有很强的除硝功能，可以通过平行挡板来调整蒸汽温度，达到平衡排气和固体排渣的目的[2]。调温模式：过热蒸汽温度主要是由中间电温度和一、二级减温水来调节，而再热蒸汽温度则由设置在尾段烟道处的调温烟气挡板进行调节。在锅炉的生产中，采用了带有基础负载和参加调峰的方法，并根据生产需要，对制粉系统进行了优化，目前采用的是双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统，其具有很多的优点，能够很好地符合现阶段的运行需要，机组功率与锅炉效率如图所示。

3.2 安全技术具体应用优化

3.2.1 烟风系统

在进行深度调峰工作之前，需要明确锅炉 MFT 中“锅炉风量≤25%且负荷大于 30%，三取二逻辑”动作保护退出，在机组负荷小于300MW的情况下，退出机组 CCS、送风机、引风机、一次风机联调等等。在缝隙频率下降到30赫兹的情况下，不可以利用频率的方法对引风机的处理情况进行调整，通过减小引风机进液开度的方式对炉膛的负压情况进行调节。对一次风机和送、引风机进行调整的过程中，需要确保两台风机的适配度，从而尽可能的减小出力，避免冲击发生失速或者是喘振的现象，控制好风机的振动情况，严格监视轴承的温度变化

3.2.2 制粉系统

通常情况下，两台磨的出力不小于35 t/h，中级磨25t/h，三台磨煤机运转时，一次风速控制在22-28米/秒，如果需要停转一台磨煤机，保持两台磨运转，就能使一次风压母管的压力超过7.5Kpa。值班人员对制粉设备的风压、风速、温度测量等方面的质量问题给予了很大的关注，在发现制粉系统存在问题的情况下，会及时进行登缺并通知点检。在调峰期间，工作人员要全神贯注，调节要平稳，不得有较大的变动，而且要时时使一部磨煤机在暖磨。根据制粉装置在调峰之前的操作及上煤条件，选用掺混煤磨作为暖磨备用，以防发生过长的停炉或燃耗加剧后立即启动磨的情况，保证燃烧的稳定性。

3.2.3 给水系统

(1)监控供水和蒸汽温度控制装置的工作可靠度，避免蒸汽带水、蒸汽温度骤降、缺水、超温现象出现，当机组负载下降到300MW的情况下，主、再热汽温降到180 MW时，主、再热汽温降到550摄氏度。如果减少负载的难度系数较高，可以考虑将主蒸汽的温度调到500±10摄氏度，并在一定程度上减小了机组的真空，从而增加了机组的耗汽率。

3.3 注意事项

3.3.1 汽机调整

对于轴封、氢冷器、定冷水系统来说，应对氢冷器冷却的水量进行控制，科学合理的加大氢冷器旁路，使氢气温度正常，同时冷水的温度维持在42摄氏度以下。在此要加强汽轮机和小机的 TSI监测，确保膨胀差，轴向位移，振动在规定的限度之内。当出现断煤，快速甩负荷造成辅助汽压急剧降低，同时无法保障炉侧惰化蒸汽的情况下，应启动电泵并电泵，并打跳小机保辅汽。

3.3.2 发电机控制

强化发电机各项指标监测，保证电厂用电在容许值以内，6 kV母线的供电电压不得少于5.8KV。在进行减载过程中，要适当调节闭式供水系统，从而达到稳态，并对发电机端子的电压进行适当监控，以使其各个部件的介质温度达到规范和生产厂家的规定，并保证进相运行的发电机母线的额定电压不能小于规定的范围，6kV母线的供电电压不能小于5.8kV,380V的母线不能小于360V。

3.3.3 除灰脱硫

在设备停机后，除灰主值将迅速从相应的电除尘器高压控制系统中抽离，同时维持低压和气化风系统的正常运行，并持续向各个灰斗输灰，将情况向值长报告。当机组的燃烧情况变差，需要大量的油枪进行稳定时，在接到值长的指令后，才能将相应的电除尘器高压控制装置退出运行，维持低压和气化风系统的正常运转，并维持着灰斗的输送。

4 结论

总之，在新时期，随着网峰谷差的不断增大，机组深度调峰安全技术的兴起成为了时代发展的必然趋势，而采用深度调峰安全技术可以在很大程度上提高机组运行的安全稳定性，同时能够有效减小电厂成本支出，提高其经济效益。

参考文献：

[1]侯荣利.600MW机组深度调峰设备危险点研究[J].河南科技,2019(29):39-42.

[2]张广才,周科,柳宏刚,韩磊,成汭珅,聂鑫.某超临界600 MW机组直流锅炉深度调峰实践[J].热力发电,2018,47(05):83-88.