機組低負荷下解列加熱器對鍋爐燃煤量的影響

李嘉華，石 宇，侯艷峰

（華北電力大學能源動力與機械工程學院，河北保定071003）

機組低負荷下解列加熱器對鍋爐燃煤量的影響

李嘉華，石 宇，侯艷峰

（華北電力大學能源動力與機械工程學院，河北保定071003）

隨著國內發電量的快速增長，火電機組常被要求在低負荷下運行。此時，鍋爐需加入易燃燃料進行助燃，造成燃料成本升高。因此，采取相應措施，確保鍋爐的穩定燃燒變得尤為重要。分析了機組熱力系統在相同負荷下，研究了解列加熱器后，對機組鍋爐燃煤量的影響。通過解列不同的加熱器，為確保鍋爐的穩定運行提供參考。

：加熱器；解列；系統；低負荷；鍋爐；燃料；運行；成本

0 概 述

計至2014年，我國火電行業總裝機達到91569萬千瓦，占全部裝機容量的67.4%。發電量41731億千瓦時，同比下降0.7%，但占比仍高達75.2%。火電機組仍然是我國發電的主力機組。但火電設備平均利用小時數同比下降314h，為4706h，是1978年以來的最低水平。由于電能不能儲存，因此，發電量必須與用電量相匹配。白天用電負荷較大，機組負荷相應較高，而夜間用電負荷較低，中調會要求一些機組運行在很低的負荷下，甚至要求一些機組熱備用。機組在低負荷運行時，就需要投入大量易燃燃料（重油、柴油等）進行助燃，從而保證鍋爐穩定燃燒［1］，但是這些燃料價格相對于煤昂貴很多，長期使用必然使運行成本上升。鍋爐不投油穩定燃燒負荷約為50%，如果鍋爐長期在低負荷下運行，不僅會增加投油助燃的成本，而且使鍋爐穩定燃燒的狀態變差，降低機組運行的安全性。

根據有關文獻［2-4］的研究結果，很多是通過改變一二次風比例、改變燃燒器負荷分配、改變燃燒方式等方法，以保證鍋爐的穩燃狀態，而這些方法并不能真正增加鍋爐負荷。在以往的研究中，還沒有從機組熱力系統方面入手增加鍋爐燃煤量的研究。

在機組熱力系統內，加熱器是比較易于控制的設備，解列加熱器屬于機組常規操作。機組負荷較高時，使用加熱器可提高機組效率，減少煤耗率。解列加熱器將導致機組效率下降，增加煤耗率。然而在低負荷情況下，首要任務是保證鍋爐穩定燃燒，如果鍋爐滅火，那么機組經濟性就無從談起。因此，是否可通過解列加熱器，在機組負荷不變時，提升鍋爐的燃煤量，從而保證鍋爐在不投油的條件下穩定燃燒。已有的運行經驗表明，通過解列加熱器，提高鍋爐的燃煤量，對鍋爐的穩燃更有利。

1 研究內容

現以某型N300-16.67MPa/537℃/537℃水冷機組為研究對象，在不考慮定期排污、連續排污及其它小流量條件下，在低負荷（40%、50%）時，解列不同加熱器，分析了給水、主蒸汽、再熱蒸汽流量、焓值的變化情況，并計算鍋爐負荷及熱耗率的變化。為低負荷下解列加熱器，從而提高鍋爐燃煤量、保證鍋爐穩燃提供理論依據。

該機組熱力系統的布置，如圖1所示。

圖1機組熱力系統圖

該機組共有8段非調整抽汽。在圖1中，H1～H3為高壓加熱器，H4為除氧器，H5～H8為低壓加熱器。3臺高壓加熱器與4臺低壓加熱器均為串聯排列，疏水方式均為逐級自流，高加疏水流入除氧器，低加疏水流入凝汽器，3臺高加僅有一個大旁路；5號、6號低加每臺均有獨立旁路；7號、8號低加為組合式加熱器，位于凝汽器喉部，共用一個旁路［］。

在額定負荷下，未解列任何加熱器時，機組的運行參數，表1所示。

2 解列不同加熱器的計算及分析

計算前，假設了運行條件。

（1）在不同負荷下，各加熱器的端差不變，與設計值相同。

（2）在不同負荷下，當解列不同加熱器時，假設鍋爐效率不變，取當前負荷下機組未解列任何加熱器時的鍋爐效率。

表1額定負荷下機組主要參數

（3）燃煤量以標準煤進行計算，其低位發熱量為29271kJ/kg。

（4）不考慮投油，鍋爐放熱量全部由煤燃燒提供。

（5）經濟性計算時，不考慮因給煤量、給水流量變化而導致泵、風機耗功的變化。

2.1 不同負荷下的計算結果

當機組在50%負荷或40%負荷情況下，解列不同加熱器，該時機組運行的主要參數，如表2、表3所示。機組50%負荷時，鍋爐效率取90.003%，機組40%負荷時，鍋爐效率取89.504%［6］。

2.2 對比及分析

通過數據對比，可知解列加熱器后對機組運行的影響程度。

（1）解列加熱器后，機組發電熱耗率增加，燃煤量增加，效率降低。并且燃煤量增加程度與解列加熱器數量相關，解列加熱器數量越多，燃煤量越高。

（2）解列3臺高加后，給水流量減少，而再熱蒸汽量增加。解列任意低加后，給水流量和再熱蒸汽流量均略有增加。

3 對機組安全性的影響分析

機組低負荷時，當解列加熱器后，給水流量等均會發生相應變化，但均在額定負荷流量下，無設備超負荷運行的情況。但由于解列加熱器后，機組運行偏離了設計工況，需要對具體設備進行安全性評估。

3.1 鍋爐

高加解列后，給水溫度會驟然下降約85℃（50%負荷時），急劇的溫度變化會使省煤器、汽包等金屬部件承受很大熱應力。加熱器解列后，燃煤量增加，輸入鍋爐熱量增加，短時間內，易導致過熱器或再熱器超溫。

表2機組在50%負荷下的運行參數

表3機組40%負荷下的運行參數

3.2 汽機側

加熱器解列后，原先進入加熱器的蒸汽突然流經汽輪機通流部分，汽輪機功率會在短時間內快速上升。加熱器解列后，還有可能導致汽輪機振動大，嚴重時會導致汽輪機進水［7］。

3.3 輔機

加熱器解列后，解列的加熱器疏水停止，短時間內可能導致除氧器、凝汽器熱井水位有很大波動，嚴重時甚至發生給水中斷事故［7］。

對于解列的加熱器而言，突然解列還會對加熱器的金屬部件產生熱沖擊，產生很大的熱應力，嚴重時導致設備損壞。

3 結 語

（1）低負荷時，解列加熱器會使鍋爐燃煤量增加，對鍋爐穩燃有利。解列加熱器越多，燃煤量增加越多，但機組效率下降也越多。

（2）加熱器解列后，機組會在短時間內，從當前狀態到達新平衡狀態，在此期間，應密切關注機組運行參數的變化。 （3）對于加熱器的啟停，應嚴格遵守溫升率及溫降率的要求［8］，防止因操作失誤導致設備損壞。

（4）加熱器解列造成鍋爐燃煤量增加，雖然是以降低發電效率為代價，但在低負荷下機組的安全運行應放在更重要的位置，此時應當權衡利弊，使用最適合各機組的運行方式。

（5）解列加熱器的方式，應與其它保證鍋爐穩燃方式配合使用，從而發揮最好效果。

（6）對于不同參數機組，解列不同加熱器會有不同效果。在解列前，應進行充分的計算與分析。

（7）在較高負荷時，燃用劣質煤種將導致鍋爐滅火的可能性升高。為保證鍋爐穩燃，也可考慮采用解列加熱器的方式。

［1］王珍貴.煤粉鍋爐最低無油穩燃負荷高的原因及對策［J］.節能現了增壓風機跳閘快速降負荷功能，保證了機組運行的可靠性。由于引風機存在失速現象，且2臺送風機出力偏大，重新啟動增壓風機前，需要停運一側引、送風機，待增壓風機啟動后，再恢復該側引、送風機運行。另外，若存在增壓風機轉動部件故障，導致增壓風機RB，需立即停機，否則會導致轉動部件的進一步損壞。

參考文獻：

［1］莊滬豐，楊晨.135MW機組無增壓風機濕法煙氣脫硫技術［J］.熱力發電，2004（10）：53.

［2］馬曉瓏，李桓.濕法脫硫發電機組取消旁路煙道的技術研究［J］.能源與環境，2011（2）：88.與環保，2006（9）：45-47.

［2］馬曉茜，尤少春，錢壬章.調峰低負荷運行時鍋爐穩燃的保障［J］.江西電力，1995（2）：23-25.

［3］李小文.四角切圓燃燒煤粉爐低負荷無油穩燃技術［J］.華中電力，2000，13（5）：40-42.

［4］郭廣領，王炳東，劉先航.強化鍋爐低負荷穩燃的措施［J］.發電設備，2003（5）：37-39.

［5］劉蒙，馬輝煌，劉化勇.電廠低壓加熱器疏水改造方案分析與探討［J］.科技創新導報，2010（17）：63.

［6］高建軍.1025t/h鍋爐性能試驗研究［D］.保定，華北電力大學，2007.

［7］邢希東.高壓加熱器解列對機組安全及經濟性的影響［J］.熱力透平，2010，39（2）：144-146.

［8］鄭體寬，楊晨.熱力發電廠（第二版）［M］.北京：中國電力出版社，2008.

簡訊

韓國新古里核電站3號機組開始裝料

據世界核學會報道，韓國新古里核電站3號機組反應堆開始裝載核燃料。該機組是韓國首座APR-1400反應堆，預計在2016年中期進入商業運行。

核安全與保安委員會已為機組頒發了運行許可證，現已開始向反應堆裝載241根燃料組件，燃料裝載完成后將進行測試。這些測試包括機組逐步增加到滿功率運行時的性能檢查，還將進行熱功能測試，以確保反應堆一回路以正常溫度和壓力進行運行。后續測試將檢查機組在各種非正常運行條件下的性能。預計約數月后將完成所有測試，隨后機組將進入商業運行。

摘自上海電氣電站設備有限公司電站輔機廠技術部《信息簡訊》第205期

InfluenceofHeatersStep-outontheCoalQualityofBoilerunderLowLoad

LIJia-hua，SHIYu，HOUYan-feng
（SchoolofEnergyandPowerEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，Heibei，China）

Thethermalpowerunitsusuallyhadtooperateunderlowloadforthechangesofsupplyanddemandinthe domesticelectricitymarket.Inthissituation，somecombustiblefuelhadtobeusedtokeepsteadycombustionof boiler，resultinginhigherfuelcostsandanincreasedMFTlikelihood.Thispagestartedfromthermalsystem，searchingtheinfluenceofheatersstep-outonthecoalqualityofboilerunderlowload，providingthereferenceof ensuringsteadycombustionofboilerbysteppingoutdifferentheatersunderlowload.

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TK264.9

A

1672-0210(2015)04-0008-03

2015-07-23

李嘉華（1992-），男，碩士研究生，主要從事熱力發電廠節能技術的研究。