1.深度调峰的构建背景
1.1能源技术革命给电力系统带来的深刻变革
2014年以来,贵州火电企业生存空间受到前所未有的挤压。2015年来水较以往多,各水电厂库容存余量大,加上新增风电装机不断投产,加剧了电网调峰压力。在负荷低谷时段,为了保证电网运行的安全,大型火电机组纷纷参与深度调峰,任务也越来越重, 甚至要频繁调峰至机组最低安全稳定运行负荷以下。
通过上表我们可以看出, 2014年全年累计调峰29次总时长81小时。2015年全年累计调峰94次总时长375小时,较2014年增加了294小时。
1.2提高机组经济性和企业竞争力的需要
调峰29次、调峰81小时、调峰耗油224吨、直接经济损失¥134万元。
2.具体做法
2.1积极沟通,事前安排。
根据电网负荷规律,一般深度调峰都发生在丰水期,特别是雨水充沛的月份。应提前和调度进行协调沟通,了解机组深度调峰开始时间、调峰深度、调峰时长,提前安排设备运行方式,原煤仓上煤方式等。
2.2煤质的控制
煤质是锅炉燃烧稳定的关键要素之一,在低负荷期间,保证锅炉原煤煤质,且水分不能大于10%,以免造成给煤机断煤等现象。具体做法如下 :
①分时段进行燃煤掺配。根据贵州省调度负荷曲线规律,低负荷时段都是在凌晨0点以后,提前按排原煤仓上煤,确保在不同的负荷时段能按照上煤要求用到掺配的煤种。
②根据运行指标,定期召开燃煤掺配专题会,针对性地进行燃煤调整。
2.3 燃烧的控制
①合理选择磨煤机运行方式。邀请了华电电科院对锅炉进行性能试验,实验结果最低不投油稳燃负荷为300WM,同时在做实验的时候不断选择磨煤机的最优运行方式。600MW超临界锅炉炉膛宽度、深度都较300MW锅炉要大,热负荷分布分散。在燃烧调整时,要保证锅炉热负荷集中且均匀分布,才能有效保证燃烧稳定。
②负荷风门的控制。低负荷运行,要保证进入炉膛的煤粉有足够的刚性,一次风机出口母管风压不能低于6.0Kpa,每台磨煤机的负荷风调节门开度控制大于30%,以保证粉管风速能克服粉管的系统阻力。
③减负荷速率的控制。深度调峰时,负荷低于300MW,减负荷速率不超过5MW/min,负荷低于260MW,减负荷速率控制在3MW/min。
④风量的控制。控制总风量在1000—1100t/h,氧量3—4%之间,投运燃烧器F风控制25%,C风控制在15%,控制二次风箱压力>0.25KPa,炉膛压力在-20---50pa之间。
⑤煤粉细度的控制。煤粉细度直接影响锅炉燃烧,在低负荷时,炉膛温度低,煤粉着火困难,此时,控制煤粉细度和出口粉管温度尤为重要。桐梓公司锅炉配套的制粉系统为沈阳重型机械厂生产的MGS4360型双进双出钢球磨,采用动态分离技术。负荷大于250MW,尽量保持B、C、D、E四台磨煤机运行,动态分离器转速控制在90-100%,保证良好的煤粉细度。如非必要,应维持多火咀运行,保证炉膛宽度方向的热负荷均匀。尽量保证粉管出口温度不低于110℃。
2.4给水的控制
深度调峰时,给水的控制是关键,600MW超临界机组必须面临的重要问题是:水冷壁的水动力不稳问题。机组负荷越低,给水流量就越低(直流炉给水流量和负荷的关系:给水流量=3*负荷 + 50(t/h),如果给水控制不好,不仅会造成水动力不稳问题,同时,容易触发“给水流量低低”主保护动作。
①深度调峰时,负荷低于300MW时,开出A、B小机给水再循环调节门,控制每台小机流量大于400t/h,防止小机转速低于3000r/min引发“给水流量低低”保护动作。
②深度调峰时,用汽轮机旁路系统配合调节,不仅能稳定燃烧,同时,也保证了给水流量大于水冷壁的最小流量,防止水动力失稳。
③给水泵操作时,应保持两台前置泵电流,汽泵转速,汽泵进口流量、给水泵出口压力尽量一致,防止给水泵出力不一致抢水引发给水流量大幅度波动。
桐梓公司两台600MW超临界机组启动旁路容量为额定容量的30%,也就是说,旁路可以通过30%的热负荷。这也就为机组低负荷时,开出旁路运行,配合机组深度调峰,不投助燃油提供了理论依据。
桐梓公司锅炉最低不投油稳燃负荷300MW,旁路在正常运行中,能提供30%的调节热负荷,理论上机组可以调整到20%额定容量,也就是120MW而不用投油。
①深度调峰时,负荷低于280MM,开出汽轮机高、低旁路运行,控制主蒸汽压力在13MPa以下,锅炉维持热负荷不变(50%BMCR的热负荷),不投入助燃油。
②高、低旁路开出运行期间,严密监视高旁后温度不大于430℃,防止高旁后温度高强关高旁保护动作;低旁后温度不大于100℃,防止低旁后温度高,引起汽轮机轴承振动变化。
③高低旁路运行期间,注意对旁路减压阀的巡检,保证阀门动作正常,达到所需的调整量。
④高低压旁路开出运行期间,加强对再热蒸汽压力的监视,防止再热器超压,加强对辅汽联箱压力的监视,防止压力波动,引起小汽轮机转速波动。
2.6 其它参数的控制
机组深度调峰时,锅炉侧的控制是关键,但机侧的控制也不容忽视。负荷低,炉侧参数控制不好,特别是主汽压力、主汽温度、再热蒸汽温度的控制,哈汽600MW超临界机组在低负荷时,如果汽轮机阀位过低,机组的轴承振动和低压缸膨胀很容易增大。
①汽轮机阀位控制在80%以上,保证汽轮机进汽量。保证汽缸内壁上下温差在35℃以内。
②机组负荷低于300MW时,汽轮机由顺序阀方式切为单阀运行。
③机组低负荷时,开出冷再至辅汽联箱调节门,控制辅汽压力在0.6MPa,保证小机正常供汽。
④机组负荷低于300MW时,A、B小机进汽改由辅联供汽。
3 结束语
目前桐梓公司#1、2机组基本能在40%的电负荷下(240MW),锅炉不转湿态,不投入助燃用油,保证机组安全稳定运行。同时桐梓公司“深度调峰”项目获国优和职工创新创效一等奖等荣誉。当然机组在满足深度调峰运行的同时,也发现了很多问题。比如:主、再热蒸汽温度影响机组膨胀值比较明显,主、再热蒸汽温度必须控制在545--555℃运行,才能有效控制住汽轮机低压胀差;低负荷时锅炉给水只能手动控制,调整难度大;磨煤机在低负荷时,料位不好控制,必须间断运行给煤机等。
我们将继续根据机组在深度调峰运行期间出现的问题,进行探索研究,不断摸索运行方式的优化,保证机组经济性和稳定性,以期在激烈的电力市场竞争中获得更大的经济效益。