1000MW超超临界火电机组深度调峰研究及应用

文-王金飞 王松 徐州华润电力有限公司

随着我国经济的快速发展，电力行业也得到了高速发展，全国装机容量不断增加，尤其是新能源产业的大力发展，包括特高压设施的长距离、高容量输送电设备的相继投产，火电机组在电网日常运行中峰谷负荷差不断增加，相应需要承受调峰的任务也随之加剧。1000MW超超临界火电机组作为电网调峰的主力，在日常负荷调整过程中经历的调差考核频次和时间都在不断增加。现随着电网负荷调整的进一步要求，机组在调峰过程中的深度需要进一步挖掘，要求机组具备AGC深度调峰的能力。为适应江苏电网深度调峰要求，提高机组调峰能力，铜山华润电力有限公司5#机组进行深度调峰能力确认试验。

1 设备概况

铜山华润电力有限公司5#机组锅炉采用的是SG-3044/27.46-M535型超超临界参数直流锅炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、切圆燃烧方式塔式锅炉。锅炉出口蒸汽参数为27.46MPa(a)/605/603℃，对应汽机的进口参数为26.25MPa(a)/600/600℃。

5#机组汽轮机采用的是N1000-26.25/600/600（TC4F）型超超临界、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽汽轮机、凝汽式、双背压、八级回热抽汽汽轮机。机组高压旁路容量按100%BMCR（4×25%）设置，低压旁路容量按65%容量设置。

机组在正常运行时机组控制方式为CCS方式，AGC、AVC、一次调频均正常投入，机组负荷上下限分别为1000MW、550MW，机组负荷率为20MW/min。

2 深度调峰过程中的危险点分析及其防范措施

2.1 低负荷防止锅炉燃烧恶化

（1）为保证低负荷期间锅炉燃烧的稳定，首先保证入炉煤质满足要求。深度调峰期间磨组运行方式为D、E、F运行，要求D、E、F煤仓控制入炉煤低位热值4700～5100kcal/kg；全硫St,ad%≤0.8%；挥发分＞26Vad%，全水＜8Mar%。煤质以中热煤为宜，经运行调整经验可以发现该煤种可以避免在低煤量时磨组震动导致低负荷两台磨组运行的可能。

(2)深度调峰试验前对省煤器吹灰加吹一次，防止在进行深度调峰期间，省煤器塌灰致使燃烧恶化。深度调峰试验期间锅炉受热面不吹灰，空预器进行连续吹灰。

(3)控制磨煤机一次风量在100～110t/h，严格控制磨煤机风煤比，防止一次风量过大造成燃烧器脱火；磨煤机风量调整时控制一次风母管压力不低于8KPa，避免风量过低造成一次风管积粉堵管。保证一次风温正常，确保磨组出口风温大于90℃，必要时开大热一次风换热器。

(4)锅炉总风量控制在1200～1300t/h，运行磨周界风门开度30%，关小未运行磨组二次风门开度至5%，SOFA、COFFA风风门开度在80%以上，二次风压力与炉膛差压在300～400Pa，燃烧器摆角摆至70%～80%间。

(5)深度调峰长时间低负荷，炉温逐渐降低，极易造成锅炉结焦，试验期间联系辅控，加强炉底水封和捞渣机的检查，做好水位监视调整，保证水封水位不得低于2m，杜绝水封破坏炉底冷风漏入威胁锅炉燃烧安全。

(6)加强对制粉系统检查，做好磨煤机断煤、跳闸的事故预想，发生设备异常或燃烧不稳时及时投入D层油枪稳燃，根据情况中断，带基本负荷保证机组安全。机组深度调峰期试验期间炉前燃油系统处于热备用状态。

2.2 低负荷保证脱销环保参数正常

(1)磨组运行方式采用DEF磨组运行，通过磨组运行方式的调整尽量提高主再热汽温，防止脱硝入口烟温进一步下降。

(2)深度调峰期间，在保证省煤器出口过冷度在8～15℃范围的情况下，尽可能维持较高的0#高加抽汽压力，保证热二次风换热器的换热量从而提高SCR入口烟气温度，同样也可以进一步提高给水温度。

(3)燃烧器摆角摆至70%～80%，尽量提高火焰中心，一定程度上减少了水冷壁的吸热，从而提升了SCR入口烟气温度。

2.3 低负荷防止氧化皮生成

机组深度调峰期间，机组长时间极低负荷运行，不仅影响锅炉燃烧的安全性，还对汽水系统的正常运行带来影响，在低负荷运行期间，管内工质分配不均，并联的管件内工质流量会出现非周期性的波动，一定程度上会致使金属疲劳破坏，如果调整不当，锅炉汽水管道中的氧化皮的生成及剥离将会加剧。

(1)深度调峰期间，坚决避免主再热汽温、金属壁温超温。(2)升降负荷过程中，严格按照技术要求控制主再热汽温、汽压变化速率，防止出现大幅波动现象。

(3)操作减温水幅度不宜过大，操作过程要求平稳，切勿大开大关，防止因错误操作减温水导致主再热汽温、金属壁温大幅波动引起氧化皮脱落。

2.4 低负荷给水泵运行方式调整

(1)为防止深度调峰试验期间，除氧器压力波动造成给泵入口压力低于1.25MPa引起给泵跳闸，提前联系热控强制-给泵入口压力为正常值。

(2)为保证低负荷运行期间，小机汽源的正常供给，提前将52#小机汽源由四抽带切至辅汽带，辅汽汽源由本机冷再供应，设定压力0.7MPa。

(3)深度低负荷期间，机组负荷降至500MW，逐步开启两台小机再循环调阀，防止给泵流量低造成保护动作或给泵汽蚀。在机组负荷降至360MW，给水泵遥控方式下转速降至2850rpm后出力已无法继续降低，造成试验无法进一步进行。需退出一台小机运行，为防止退出过程中给水流量扰动，就地手动缓慢关闭51#小机出口电动门，通过52#小机出力供给给水流量。深度调峰试验期间，为避免频繁启停给水泵，51#给泵出口门关闭后，维持2850rpm转速陪转，期间严密监视51#小机排汽温度，适当提升凝水压力，控制排汽温度维持在70℃以下，并重点对51#小机的各相关参数加强监视。

2.5 低负荷辅汽运行方式调整

低负荷运行期间，大机轴封供汽会由自密封供汽向辅汽转换。深度调峰试验前，对辅汽供大机轴封汽源管道进行暖管，并将辅汽供大机轴封旁路手动门开大至50%开度，保证大机轴封溢流调阀60%左右开度。

2.6 低负荷凝水系统运行方式调整

深度调峰试验期间，为保证凝水系统稳定运行，在进行深度调峰前，退出多变量协调系统，减少负荷变动时对于凝水压力的扰动。关闭除氧器上水旁路调阀，保证除氧器上水主路调阀有充分的裕度，凝泵变频自动方式，凝水压力偏执0.2MPa，控制凝水压力1.7MPa左右。试验期间，若凝水压力下降，可解除凝泵变频自动，手动提升凝水压力。

3 试验结果

铜山华润5#机组深度调峰试验于2018年5月28日20时开始，结束于2018年5月29日5时。试验过程中机组负荷最低降至327MW，实现机组稳定不投油燃烧，各个环保参数指标正常（表1），相关试验满足电网要求。

表1 铜山华润5#机组深度调峰低负荷重要参数表

4 结语

铜山华润电力有限公司5#机组深度调峰试验，进一步挖掘了机组深度调峰的能力，在试验过程中寻找并发现了影响深度调峰的瓶颈因数，为今后电网调峰提供了真实数据，保证了机组在深度调峰期间的稳定运行。