超临界350MW循环流化床锅炉深度调峰研究与应用

超临界350MW循环流化床锅炉深度调峰研究与应用

发布时间：2022-06-21T09:18:21.031Z 来源：《中国科技信息》2022年2月第4期作者：陈为平[导读] 为了解深度调峰对超临界循环流化床的影响

作者：陈为平

广东华电韶关热电有限公司，广东韶关 512400摘要：为了解深度调峰对超临界循环流化床的影响，以韶关热电超临界350 MW循环流化床机组为研究对象，通过对不同试验结果的分析，结果表明：1）该锅炉在深度调峰负荷下具有良好的经济性；2）运行氧量在4.5%~5.5%时，床温波动范围较小，平均床温为833℃~853℃，既能够有效地保证燃烧的稳定性，也能够保证燃料充分燃烧；3）运行氧量约为5.0%时，锅炉燃烧相对来说具有更好的经济性；4）深度调峰负荷下，上下二次风的调整对锅炉燃烧影响不明显。

关键词：锅炉热效率；深度调峰；经济性；安全性；

0 引言

2016年6月28日、7月28日，国家能源局综合司发布《关于下达火电灵活性改造试点项目的通知》，为加快能源技术创新，挖掘燃煤机组调峰潜力，提升我国火电运行灵活性，全面提高系统调峰和新能源消纳能力，在各地方和发电集团报来建议试点项目基础上，将丹东电厂等16个项目和长春热电厂等6个项目确定为提升火电灵活性改造试点项目。

2016年7月22日，国家发展改革委、国家能源局《关于印发<可再生能源调峰机组优先发电试行办法>的通知》（发改运行〔2016〕1558号）要求 “逐步改变热电机组年度发电计划安排原则，坚持以热定电，鼓励热电机组在采暖期参与调峰”。 2016年11月7日，国家发展改革委、国家能源局发布《电力发展“十三五”规划（2016-2020年）》要求 “加强调峰能力建设，提升系统灵活性”、“全面推动煤电机组灵活性改造”。 2016年11月18日，国家能源局东北监管局批复《东北电力辅助服务市场运营规则（试行）》，鼓励火电机组进行灵活性改造，提升调峰能力。其中第八十四条【鼓励技改】指出火电机组进行重大技术改造参与调峰的，同等条件下优先调用其参与调峰。 2017年12月25日南方能源监管局下发《关于印发南方区域“两个细则”（2017 版）的通知》（南方监能市场〔2017〕440 号）提出了南网深度调峰及补偿方案。

随着国家电网的发展，电网对调峰需求日益明显。国家及地方通过一系列政策的出台，逐步引导煤电机组开展灵活性改造，具备调峰乃至深度调峰能力，以满足日益发展的电网调峰需求。

本次研究开展350MW超临界循环流化床机组深度调峰研究与应用工作，为掌握深度调峰负荷锅炉和脱硝装置的性能指标，及运行调整对深度调峰负荷下锅炉的性能指标的影响，为以后实际深度调峰运行操作提供参考依据。

1 项目概况

1.1项目概况

该项目发电机组锅炉为东方锅炉自主开发的350MW 超临界循环流化床锅炉（CFB），型号为 DG1156/25.8-II1 型。锅炉为超临界直流燃煤锅炉、循环流化床燃烧方式，一次中间再热、单炉膛露天岛式布置、平衡通风、固态排渣、全钢架结构，采用高温冷却式旋风分离器进行气固分离。每台机组同步安装SNCR+SCR 装置，并要求炉内脱硫，（同步安装炉外脱硫）。

脱硝系统主要设计性能指标： 1）在下列保证的边界条件下，脱硝装置在投运后，采用 SNCR+SCR 工艺， SNCR 效率需≥75%， SCR 效率需≥ 50%，综合脱硝效率≥87.5% ，脱硝系统出口烟气中 NOx 小于25mg/Nm3(6 %含氧量，标态，干基）。

在 80%~100%BMCR 负荷全工况下：脱硝装置在投运前，脱硝系统入口烟气中 NOx 含量 200mg/Nm3 及以下。

燃用设计煤种和校核煤种。

应同时保证锅炉效率。

氨逃逸浓度≤ 3ppm。 2）在下列保证的边界条件下，通过 SNCR+SCR 脱硝装置投运后，保证 SCR 出口 NOx排放浓度小于 25mg/Nm3( 6 %含氧量，标态，干基）。

在负荷较低时（30%-80%BMCR 负荷下）。

燃用设计煤种和校核煤种。

应同时保证锅炉效率。

氨逃逸浓度运≤ 3ppm。

烟温≥ 820℃时，需保证 SNCR 出口烟气中 NOx≤50rng/Nm3( 6 %含氧量，标态，干基）。

2 数据处理方法

2.1 锅炉热效率的计算

锅炉热效率按DL/T964－2005《循环流化床锅炉性能试验规程》（以低位发热量计），计算公式如下：

式中：

——锅炉热效率，%； ——排烟热损失，%；

——可燃气体未完全燃烧热损失，%；

——固体未完全燃烧热损失，%；

——散热损失，%；

——灰渣物理热损失，%；

——石灰石脱硫热损失，%；

由于试验条件和锅炉性能设计条件会有一些偏离，计算的锅炉效率值在与设计值比较前需按GB/T 10184—2015《电站锅炉性能试验规程》中的相关规定进行修正。

2.2 NOx排放浓度的计算

根据《火电厂大气污染物排放标准》[11]对NOx排放浓度进行修正。

氮氧化合物质量浓度以二氧化氮计，将体积浓度换算成质量浓度。实测的氮氧化合物排放浓度，必须按规定进行折算，燃煤锅炉按O2含量为6%对应的过量空气系数折算值α=1.4进行折算，采用公式（2）计算：

3 深度调峰负荷锅炉热效率

为了解锅炉在深度调峰负荷下的基本性能指标，开展了40%ECR及30%ECR工况下的锅炉热效率测试，将锅炉热效率测试结果与设计值进行对比。

本次试验进行了140MW负荷与105 MW负荷工况下锅炉热效率试验：140MW负荷工况下实测锅炉热效率为94.18%，进风温度修正后锅炉热效率为94.61%；105MW负荷工况下实测锅炉热效率为94.45%，进风温度修正后锅炉热效率为94.77%，均高于设计值93.8%，可见在深度调峰负荷下该锅炉具有良好的经济性。主要结果见表1。

4 运行调整对深度调峰的影响

为了解并掌握深度调峰负荷下，运行调整对锅炉燃烧安全性、经济性的影响，开展了30%ECR工况下运行氧量调整、上下二次风调整及床压调整试验。

4.1 运行氧量调整的影响

在试验负荷工况下维持一次风机运行参数稳定，通过调整送、引风机挡板的开度，改变进入锅炉的二次风量，调整锅炉运行氧量。试验选取4.5%，5.0%，5.5%三个氧量点进行试验，观察床温、排烟温度及旋风分离器入口烟温变化，并对飞灰及炉渣取样分析，以确定深度调