330MW机组深度调峰的技术措施及运行注意事项

330MW机组深度调峰的技术措施及运行注意事项
作者：杨建涛
来源：《中国科技博览》2018年第05期
[摘要]面对电网峰谷差的逐年增大，尤其新能源装机所占比重逐年加大，火电厂必然要进行深度调峰（负荷≤30%额定负荷）。

马莲台发电厂330MW机组积极参与120MW的调峰，最低负荷甚至到100MW。

通过一段时间来的调峰运行得到了宝贵的运行经验。

[关键词]330MW火电厂；深度调峰；技术措施；注意事项
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0268-01
前言在宁夏地区，火电与风电、光伏等新能源装机比例约为3：2，由于风电、光伏等新能源调峰能力弱，火电仍然是调峰的主力。

火电在负荷高峰期就要全力发电，低谷时就要自己来调峰，有时机组是50%发电，更有停机调峰之情况。

由于电网容量的日渐增大，单靠中小型机组的调峰满足不了要求，特别是满足不了低谷负荷调节。

加之能源监管机构对“弃风率”、“弃光率”的限制，必须保证风电、光伏发电的利用小时数，火电厂的40%至30%的深度调峰势在必行。

以宁夏马莲台发电厂330MW机组为例（亚临界、一次中间再热、单轴，三缸双排气、凝汽式汽轮机，固态排渣前后墙对冲，亚临界自然循环汽包锅炉，蒸汽发电、水内冷发电机），对深度调峰存在的问题及相关控制措施进行阐述。

1 深度调峰对汽轮机的影响及控制措施
（1）在负荷很低的情况下，经过低压转子的蒸汽流量减小，不足以带走蒸汽做功时产生和积累的热量，末级动叶的根部就产生较大的负反动度，进而造成蒸汽回流，效率的降低和叶片根部出汽端水刷。

有时甚至可能出现不稳定的漩涡，使叶片因承受不稳定的激振力而颤振。

控制措施：解决方法是从结构上着手，如改进动叶冲角，增加末级叶片的宽度，采用拱形围带和Z形拉筋，改进低压缸通流部分的动静面积比。

（2）对于中间再热型机组，低负荷时主汽温与再热汽温的温差将增大，高、中压两个进汽相邻的温度梯度过大将产生较大的热应力，导致缸温差增大。

控制措施：负荷低于150MW后，应及时切除汽轮机至单阀状态，同时可以适当压关高加抽汽电动门.锅炉侧则合理调节锅炉燃烧，通过改变制粉系统运行方式及二次风门配比等措施，调平主汽温与再热气温偏差。

（3）低负荷时低压缸排气温度将上升。

如果需要采用喷水减温时，喷雾水有可能在非完全汽化或喷水位置不当等情况下造成低压缸叶片受侵蚀。

控制措施：可以通过其他方式，如增加凝汽器真空等降低低压缸排气温度，尽量不用喷水减温。

如需喷水，要确认装置能够正确运行。

（4）低负荷时给水加热器疏水压差很小，容易
发生疏水系统不畅和汽蚀。

因此要备有正确检测异常的手段和相应的保护措施。

控制措施：采用有凝结水加热器补充水的办法来防止疏水管道和设备的汽蚀。

（5）深度调峰还会使汽机喷嘴室和转子等设备部件低周疲劳。

控制措施：通过值长与中调之间协调，尽量降低负荷变化的幅度和速率。

2 深度调峰对锅炉的影响及控制措施
（1）锅炉燃烧不稳，容易灭火。

低负荷对应的蒸汽压力较低，锅炉热负荷相应减少，燃料少了足够的蓄热能力的支撑，燃烧不完全，会出现个别火检信号减弱，跳给粉机，燃烧不稳会导致灭火。

控制措施：负荷低于150MW，应停运一套制粉系统运行，根据燃烧状况适时关闭个别煤阀（需修改逻辑并验证可靠性），集中燃烧。

在煤质异常时做好事故预想，操作员应根据负荷、煤量、炉膛负压、火检、磨煤机等参数判断锅炉煤质变化和燃烧情况，燃烧调整时应缓慢小心，发现火检闪动及负压波动过大及时投入油枪助燃，尽量避免在低负荷启停磨煤机。

（2）过、再热蒸汽温度过低。

深度调峰时，锅炉内燃烧总量减少，烟气温度低，烟气流速及蒸汽流速也相应降低，管壁传热效果差，导致过、再热蒸汽温度过低。

控制措施：变压运行方式在一定负荷范围内能够维持气温，但是当负荷低到一定程度时，蒸汽温度还是要随负荷下降而降低，所以要加强监视过、再热汽进出口温度，及早调整减温水流量，温度过低时可切除减温水运行。

（3）汽水循环可能出现动力不足，当所用煤种的挥发分较高.经常会有粉管及燃烧器烧损现象。

在此情况下，水冷壁会因为受热不均而导致汽包自然汽水循环不畅。

控制措施：应注意锅炉水循环情况，经常检查水冷壁各温度测点及锅炉水循环安全在线监测系统，发现异常及时分析原因处理。

燃烧高挥煤时要多注意加强监视，做好烧高挥煤的控制措施，发现异常及时处理。

（4）热汽温偏差大，管壁超温现象明显增多。

深度调峰时由于经过过热器的蒸汽流量下降，分配差，个别的管壁会因为冷却不足而超温。

低负荷锅炉给粉机下粉量不均，导致燃烧不稳，加上蒸汽流动量在各管内分配不均，造成过、再热汽温偏差。

控制措施：合理选择制粉系统，掌握烟温偏差的规律，通过二次风门配比来调节过、再热汽气温偏差，使火焰集中稳定燃烧。

（5）空预器积灰，腐蚀及烟道腐蚀。

由于低负荷情况下排烟温度降低，有时甚至低于烟气酸露点，从而使烟气中的水汽凝结，造成空预器及尾部烟道低温腐蚀。

另外，由于深度调峰使燃烧过剩空气系数增大，烟气中过剩氧气量大，产生更多的二氧化碳，结果是露点更高。

如果燃料中含硫量高，生成的三氧化硫也越多，研究表明，当金属壁温进一步降低，腐蚀速度加快。

控制措施：首先，合理调节引、送风机，使风量始终能够在正常范围之内。

其次，值长、机组长掌握锅炉原煤斗内存煤量及煤质情况，加强与燃运部门联系，尽量掺烧低硫煤种。

3 深度调峰对发电机的影响及控制措施
（1）定子铜导线和铁心中间将产生不均匀膨胀，绝缘与铜线容易分层脱离，造成绝缘内部及线棒与铁芯之间局部游离放电，往往由于局部过热传递减小，导致热应力增大和铜线发生机械振动，严重时会使铜线之间绝缘粘着力完全破坏，线棒铜导线自由振动，发生铜线磨细断
裂。

控制措施：应用线棒与铁芯间边界层相对位移或线棒与绝缘结构内的材料逆变形来消除导线与铁芯治安的不均匀膨胀另外，发电机槽内线棒藉助槽楔尽量采用长度较短的双斜楔。

（2）深度调峰运行时，定子铁芯周期性热机械力和交变的100hz电动力相叠加，有时热机械力造成固有频率向双倍系统频率靠近，导致共振范围内发生不允许的振动值，控制措施：不论是正常运行还是深度调峰方式，定子铁芯硅刚片应保证不松动，防止主绝缘磨损或者铁芯短路损坏设备。

（3）低负荷时，当转子铜线之间的摩擦力大于受热膨胀的热机械力是，铜线受热后将无法自由伸长，如果热机械力大于铜线的弹性屈服极限，可能发生塑性变形。

控制措施：铜线是否出现永久变形，除铜铁温差值因素外，还受机械特性影响。

所以，转子铜线应有较高的屈服极和疲劳极限。

通常采用含银的合金铜线。

有研究表明，当银含量为0.2%时，在290℃高温下的强度为245.1-264.77Mpa，而当含铜量为，99.9%时，在200℃高温下的强度为196.13-264.37MPa。

4.结语
综上所述，当330MW机组深度调峰时，就不可避免的会遇到上述问题。

行之有效的控制措施会使机组设备能够最大限度的保持良好的状态。

如果控制措施不得力，机组长期低负荷运行就会使设备受损，并且会恶性循环导致事故发生，甚至会缩短机组寿命。

所以运行值班员在深度调峰时一定要从机组的实际情况出发，将各参数调整到位，尽量使机组在良好的状态下运行。

参考文献
[1] 李芳亮.300MW火电机组深度调峰运行方式探讨[J].工业，2017（2）：00223-00224.
[2] 张美伦.某电厂300MW机组深度调峰安全性分析[J].黑龙江科技信息，2016（3）：14-16.。