火力发电机组深度调峰试验及优化

发电沒$

POWER EQUIPMENT

第33卷第2期

2019年3月

Vol. 33, No. 2Mar. 2019

火力发电机组深度调峰试验及优化

王立I,王燕晋2,李战国2,宋洪鹏I,周红梅I

(1.华北电力科学研究院西安分公司，西安710065；2.华北电力科学研究院有限责任公司，北京100045)

摘 要：从燃烧安全、节能减排、机组效率、辅机出力、自动发电控制等方面考虑，进行了深度调峰试验并 实施了相应优化措施。结果表明：采取的方案可在较短时间内完成参数优化和综合效益寻优，量化了锅炉低 负荷运行安全裕度，进一步挖掘了火力发电机组深度调峰的潜力，可为同类试验及技术改造提供参考。

关键词：火力发电机组；深度调峰；运行安全；环境评价；控制策略中图分类号:TM621

文献标志码：A 文章编号：1671-086X(2019)02-0133-05

Deep Peak Shaving Tests and Optimization

for Thermal Power Units

Wang Li 1 , Wang Yanjin 2, Li Zhanguo 2, Song Hongpeng 1 , Zhou Hongmei 1

(1. North China Electric Power Research Institute (Xi'an) Co., Ltd., Xi'an 710065, China ；

2. North China Electric Power Research Institute Co., Ltd., Beijing 100045, China)

Abstract ： To improve the safety and flexibility of a thermal power unit, some optimization measures

were taken for the power side deep peak shaving tests by comprehensively considering the factors of combustion safety, energy saving effectiveness, unit efficiency, auxiliary equipment output limit and AGC control strategy, etc. Results show that the scheme proposed can help to complete the parameter optimization and comprehensive benefit optimization in a short time, quantify the operation margin of

boiler at low load, exploit the potential of deep peaking regulation for thermal power units, which therefore may serve as a reference for similar tests and technical retrofits.

Keywords : thermal power unit ； deep peak shaving ； operation security ； environmental assessment ；

control strategy

近年来•随着我国发电结构和用电结构的不 断变化.电网的调峰问题日益突出。为协调电力 区域供需不平衡，增强电网调峰灵活性，深化智 能电网建设，对占全国发电量73. 93%的火力发

电机组深度调峰能力进行挖掘就显得尤为重 要火力发电机组日常调度负荷很大程度上

取决于低负荷稳燃、环境排放、尾部烟气温度、低 负荷机组效率、热电解耦限制等因素；因此，一套

完善的火电机组深度调峰测试方案应考虑到安

全性、经济性和环保性，并能为机组灵活性技术

改造和控制优化提供参考。

笔者以某电厂350 MW 供热机组为研究对

象，依次完成低负荷稳燃试验和低负荷段排烟温 度测试，对脱硝自动控制、风煤动态配量、协调升

降负荷率、低负荷一次调频等进行了研究，根据 现场实测数据，最终确定机组深度调峰方式和负

荷调节深度。

1 机组概况

该电厂为350 MW 亚临界一次中间再热燃煤 凝汽式机组，亚临界控制循环燃煤汽包锅炉，一次

中间再热、单炉膛、双切圆燃烧、钢架全悬吊结构、 半露天布置、固态排渣煤粉炉。锅炉额定蒸发量为

1 05

2 t/h,过热器额定压力为17. 2 MPa.过热蒸汽

温度为541 °C 。机组分布式控制系统(DCS)为美

国美卓自动化公司(Metso)的Maxdna 分散控制系 统,2台机组在2014年分别进行低氮燃烧器改造、 低温省煤器改造、脱硫增容改造、湿式电除尘改

收稿日期：2018-01-03；修回日期:2018-02-01

作者简介：王立(1981-),男.高级工程师，主要从事电力热工有动化技术研究T.作。

E-mail ： livaniho@ 163. com

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造等。

锅炉原设计燃用晋北烟煤，目前较为稳定的

锅炉燃煤以神华煤、准格尔煤掺烧为主，掺配比 例为，"（神华煤）:,"（准格尔煤）=7 : 3,采用炉 外掺配，其元素分析见表lo

表1

煤种的元素分析

%

项目

设计煤种

神华煤

准格尔煤

掺配煤种

w(C)

5& 56

63. 4459. 4660. 063( H) 3. 36 4. 03 3. 54 3. 31w(O)7. 289. 99

9. 20

9. 10w( N)

0. 790. 82 1. 030. 76w(S)

0. 36

0. 32

0. 59

0. 39

2试验方案

设计燃煤机组深度调峰试验流程见图lo

图1深度调峰系列试验流程图

试验分为两个阶段：第一阶段完成深度调峰 低限负荷稳燃试验、低负荷段排烟温度测试等试 验，依据试验数据限定机组负荷低限，并报备电

网作为运营机组深度调峰负荷范围幅值设定的 依据；第二阶段完成深度调峰负荷段内的自动发 电控制（AGC ）和一次调频功能优化.确定深度调 峰负荷段机组负荷变化率，最后完成机组正常负

荷调度扩展，实现深度调峰功能。2. 1调峰负荷低限深度测试

试验前检查油枪及投入条件，退出选择性催 化还原（SCR ）脱硝系统入口烟温保护，监测CO 质量浓度、SCR 脱硝系统入口 N （）x 质量浓度、排

烟温度、磨煤机出口粉管煤粉细度等重要参数。 试验在50%额定负荷段以下展开。

适当增大燃烧器摆角，以保证主蒸汽（简称

主汽）温度达到或接近设计值；试验过程中保持

中层磨煤机组运行，视情况切换至上层磨煤机组 以提高火焰中心和炉膛出口温度。

在不投入微油或大油等油枪的稳燃工况下，

确保拟定锅炉负荷燃烧稳定，负压波动正常，火检

无闪烁，锅炉三大风机和中上层磨煤机均运行稳 定，参数正常，满足稳燃要求。各金属受热面壁温

正常，减温水量足够，不存在超温现象。175 MW 负荷时主汽温度、再热蒸汽（简称再热汽）温度分别

为543 °C.542 °C,均能达到设计值；140 MW 负荷 时主汽温度、再热汽温度分别为543 °C,534 °C ，再 热汽温度偏低;若主汽流量测量和给水流量测量不

存在明显非线性偏差，给水自动控制尽量保持在三 冲量控制，风烟系统制粉系统保持调节稳定，在保

证安全裕度的同时适当放开燃料低限和风量限制。 记录低负荷区间主要辅机状态、燃料低限，评估机

组的安全性，为机组控制参数调整备用。

2.2低负荷段排烟温度测试

稳定拟定的目标负荷（140 MW ）30 min,使用 网格法在SCR 脱硝系统入口进行烟气温度的测

量，并和DCS 显示温度进行对比（见表2和表

3）図。由表2和表3可知：A 侧、B 侧SCR 脱硝系

统入口烟温总体上均呈现出从前墙到后墙不断降

低，从两侧向中间不断升高的规律;SCR 脱硝系统 入口烟温在不同负荷工况下的最高点和最低点位

置基本不变，且烟温偏差随负荷下降；在拟定的目

标140 MW 负荷下，A 侧有3个点温度低于295

°C,B 侧有4个点温度低于295 °C,但每侧的平均

温度均高于295 °C,不影响SCR 脱硝系统的正常 投运。

表2 A 侧SCR 脱硝系统入口烟温实测分布（A 侧向B 侧均分4点）

°C

取样位置

测孔分布（A 侧均分8点取样位置）

A1

A2

A3

A4

A5

A6A7

A81319. 9315. 1302. 3306. 3309. 1301.2304. 6301. 62317. 9310. 9

303. 2

301. 3304.329& 4

302. 1

301. 6

3306. 7302.5303.0302. 9

301. 2

300. 3295.4290.14

301. 7

297. 6297.8

303. 1301. 9

303. 2

293. 8

290.

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