深度调峰探讨与经济分析

深度调峰探讨与经济分析
摘要：随着社会的进步和发展，清洁能源的迅速开发及利用，再加上电网结构的变化，使电网峰谷差越来越大，大型机组的调峰任务也越来越突出。

商洛电厂在机组投产同时捷足先登配合陕西电网进行了深度调峰，在调峰过程中如何既使得机组安全运行又能使我厂机组得到电网两个细则补偿，使公司经济效益最大化。

结合商洛电厂深度调峰前遇到的问题、采取的措施以及结合措施进行深度调峰试验进行分析，得出深度调峰时机组运行的重要参数范围，最后对其经济性进行讨论。

关键词：深度调峰；锅炉稳燃；安全稳定运行；600MW机组
陕西商洛电厂地处中国最南部，升压站以330kV并入陕西电网，由于地理位置特殊，加上气候原因，风大的特点，火电负荷率严重下降，陕西电网需求火电深度调峰的能力愈演愈烈。

单台机组正常运行负荷低于额定负荷的50%已趋于常态化，随着机组负荷的下降，运行工况严重恶化，机组的安全稳定运行受到考验。

陕西商洛电厂继机组投产积极进行深度调峰试验，在燃煤发热量低于设计值情况下，将660MW机组负荷降低至165MW，远超过最低稳燃设计值（330MW），锅炉低负荷不采取稳燃是一个很大的难题；给水流量偏低、锅炉水动力稳定性差、汽动给水泵的正常运行无法保证、SCR入口烟温低、辅汽压力低等一系列问题值得去探讨研究。

1设备简介
陕西商洛电厂2×660MW超超临界燃煤间接空冷机组以330kV电压向陕西电网输出电力，机组设计燃用彬县大佛寺煤矿烟煤，锅炉DG1950/29.3-II2。

超超临界变压运行直流炉，单炉膛、一次中间再热、前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢架悬吊结构、П型布置。

磨煤机布置方式为前墙由下往上为B、D、C，后墙由下往上为F、A、E。

锅炉前后墙对冲布置12支离子燃烧器、三层30支低NOX燃烧器，配有6台中速磨煤机，燃烬风喷嘴布置在燃烧器上方，前后墙两层24支，前后墙布置防止水冷壁结渣与高温烟气腐蚀的贴壁风喷口，共三层12支。

B、F磨燃烧器采用等离子点火系统。

汽轮机为东方汽轮机有限责任公司制造，型号为CJK660/609-28/0.4/600/620，型式为高效超超临界、一次中间再热、单轴、三缸二排汽、间接空冷抽汽凝汽式汽轮机，额定功率为660MW，最大功率682.4MW。

发电机采用东方电气装备有限公司生产的QFSN-660-2-22B三相同步汽轮发电机，以330kV一级电压接入系统。

2深度调峰问题剖析
（1）在不采取稳燃措施的条件下保证锅炉安全稳燃是深度调峰面临的技术瓶颈。

锅炉低负荷稳燃自我调节能力差，主汽压力低，炉膛燃料进入量少，炉膛的火焰充满程度不好，燃烧不稳定、不连续，低于230MW时需停运1台制粉系统，保持3台磨运行，火焰不稳；机组事故情况下情况更为糟糕。

（2）低负荷时锅炉抗干扰能力差。

若煤质发生变化、炉膛掉焦、吹灰等因素严重影响燃烧的稳定性。

（3）给水流量低，气温减温水调节频繁操作，水动力循环恶化，易造成给水自动跳手动，给水泵再循环门突开，值班人员不及时发现会引起给水事故，造成锅炉给水保护动作灭火事故。

（4）主汽压力下降较快。

负荷降至264MW时，机组设计对应压力为15.1MPa左右，对应的饱和蒸汽温度较低，汽轮机热应力波动大，汽轮机末级叶片振动大，易造成保护动作，甚至发生汽轮机水击。

（5）机组在降负荷过程中，4台制粉系统运行给煤机煤量下降低于30t/h，燃烧不稳；烟道温度随之降低，SCR入口温度受到严峻考验，SCR系统入口温度低于305对SCR催化剂安全造成威胁。

（6）若低负荷运行时间长，升负荷过快引起空预器电流波动，尤其在冬季尤为突出。

主蒸汽压力低，给水流量小，减温水调节效果差，容易引起超温。

低负荷炉膛禁止吹灰，炉膛容易积灰，升负荷壁温容易超限。

（7）低负荷运行，二次风/炉膛差压偏低，燃烧器易回火，烧损燃烧器，燃烧器结焦。

（8）低负荷运行，给水泵汽轮机MEH遥控转速调节需调整，目前MHE遥控转速调节范围为3000~5640r/min，为提高运行经济性，计划将转速调节范围更改为2500~5640r/min。

（9）低负荷时辅汽流量、压力不足，由于冷再至辅汽联箱调节阀节流大，负荷降至250MW以下时辅汽压力低至0.4MPa，无法满足机组用汽的要求。

（10）低低温省煤器调整不及时，造成排烟温度过低，影响电除尘效率，脱硫水平衡。

3锅炉深度调峰稳燃措施
（1）加强调度沟通，做好稳燃调整的应变措施。

严格控制氧量大于各负荷段对应氧量下限值（氧量3.5%~4.0%，不得低于3.0%），防止二次风/炉膛差压偏低造成燃烧器回火烧损，防止锅炉结焦，防止发生锅炉灭火。

（2）为了减少锅炉超温、超压，在机组升降负荷过程中，变负荷率做如下调整：负荷在264~330MW，机组升降负荷速率为8MW/min；负荷在165~264MW，机组升降负荷速率为
5MW/min；如在降负荷过程中发现燃烧器火检不稳定时，果断投入等离子助燃，停止降负荷。

（3）机组在降负荷过程中，解除上层磨煤机煤量自动，手动降低出力至最小煤量17t/h，保证下层磨煤机煤量在30T/H以上，防止燃烧不稳事件的发生。

（4）负荷降至165MW以下时，必须有稳燃措施（投入等离子），逐步停运1台上层磨煤机，维持2台磨运行，保证有足够的容量热负荷以防炉内温度过低。

机组负荷在264MW以下时避免燃料大幅度调整。

（5）在低负荷阶段应当维持一次风压较低，磨煤机通风量较小以维持较细的煤粉细度，磨出口温度尽量维持较高，磨冷风尽量全关，但要防止堵磨，及时发现和处理给煤机断煤、堵煤、皮带卡或跑偏、跳闸等异常情况。

（6）加强磨煤机运行工况分析与监视，增加石子煤排放频次，并检查石子煤含煤量，适时调整，必要时联系维修处理。

（7）加强燃烧参数调整，确保风量、煤粉细度、过量空气系数等在合理设计范围内。

锅炉燃烧调整操作速度必须缓慢。

异常事故处理时，应根据当时煤质、炉内燃烧情况，适时投入等离子。

（8）机组负荷小于250MW时，炉膛吹灰暂不进行，若机组负荷持续24h以上低于250MW时，投入等离子后进行单支吹灰；要加强空气预热器的吹灰及脱硝吹灰，烟道吹灰仍按吹灰规定进行执行，防止局部积灰、结焦严重，在发生挠动后发生大面积落灰、掉焦造成锅炉灭火。

炉膛吹灰只能单枪间隔时间较长进行（至少10min），严禁对吹、对对吹等猛烈吹灰方式。

（9）要加强监盘管理，加强对自动的监视，一旦发现自动波动，要及时果断解列自动手动调整，防止由于自动波动导致参数大幅波动。

（10）锅炉低负荷时，要重点监视炉膛压力波
动情况，尽量保证B、F磨在运行，火焰电视和火检闪动情况，发现燃烧不稳，炉膛负压达到+200Pa或低于-300Pa时立即投入等离子助燃。

当炉膛压力波动幅度达600Pa以上时，禁止投入等离子，此时若炉膛负压达到锅炉MFT动作值时保护应动作，若未动作且炉膛压力波动幅度继续增大，应立即手动MFT。

（11）若锅炉燃用劣质煤或煤质变化较为剧烈，应加强锅炉燃烧工况及有关参数的监视，发现锅炉燃烧不稳，应立即投入等离子稳燃。

炉膛灭火后，要立即停止等离子系统运行及确认制粉系统全部停运，严禁用爆燃法恢复燃烧。

（12）加强锅炉MFT保护装置的维护与管理，防止火焰探头损坏、炉膛负压测点异常等问题的发生，严禁随意退出锅炉主保护。

（13）机组负荷降至280MW以下时，检查汽泵出口流量，根据流量情况，开启给水泵再循环，防止汽泵出口流量低，再循环瞬间开启或汽泵出口流量低再循环未及时开启导致汽泵跳闸引起主给水流量大幅下降。

4经济效益计算
公司机组基本调峰负荷为单机330MW，由于深度调峰，按照电网机组提供深度调峰服务造成的比基本调峰少发的电量，负荷在40%~50%基本负荷按照0.3元/kWh补偿标准计算，负荷在30%~40%基本负荷按照0.5~1.0元/kWh补偿标准计算；2台660MW机组深度调峰负荷共计330MW，每小时少发电量330000kWh，每小时至少可以补偿18.81万元，经济效益非常可观。

如果公司1#、2#机组每月深度调峰累计小时数为120h，初步估算获得经济效益为：120×18.81=2257.2万元，经济效益较好。

5结语
商洛电厂1#、2#机组分别从2018年11月及2019年3月参与深度调峰数次，从电力系统发展新形势来看，660MW火电机组将长期参与深度调峰运行模式，甚至停机调峰。

商洛电厂全体员工捷足先登，共同努力，机组投产的同时具备深度调峰能力并且深度调峰期间没有出现任何差错，顺利完成了负荷降至165MW不拉等离子、锅炉主要经济指标接近设计值的先河，很大程度上节电节煤，经济效益非常可观。

参考文献
[1]刘向治.浅谈600MW超临界机组深度调峰技术[J].企业技术开发，2014，33（11）：44-45.
[2]曾远东.200MW机组深度调峰稳燃方式探讨[J].中国科技博览，2015（1）：243-244.作者:王战锋单位:陕西商洛发电公司。