600MW機組深度調峰供電煤耗研究

摘要：隨著裝機容量的不斷增加，電網負荷的峰谷差的也在不斷增大，單靠水電、抽水蓄能發電、300MW機組等已不能滿電網足調峰需求，600MW超臨界機組也需要承擔調峰任務，有時需要調峰至200MW。深度調峰時，機組偏離設計值較大，機組效率下降嚴重，為了解深度調峰下機組的經濟指標，對600MW機組在深度調峰下進行了機、爐聯合試驗，得到機組實際的各項經濟指標。

關鍵詞：600MW機組；深度調峰；供電煤耗；最低穩燃負荷；裝機容量 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM621 文章編號：1009-2374（2015）04-0129-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0345

1 概述

最近幾年，河南省裝機容量飛速增長。至2014年年底，河南省電網統調裝機約6500萬kW。同時，一批高參數大容量國產火電機組相繼建成投產，目前，河南省已有20余臺600MW級超臨界火電機組，總容量超過1300萬kW，在全省上網機組中占有很大比例。

據統計，2014年河南省火電機組負荷率平均不到70%，特別是在深夜電網負荷低谷時，機組有很大的調峰需求，單靠水電、抽水蓄能發電機組、300MW以下機組已不能滿足電網調峰需求，因此，600MW超臨界機組也需要承擔調峰任務，有時需要調峰至200MW。由于在機組設計時，考慮的是設備處于基本負荷狀態運行，機組效率最佳值也是基于此設計計算，但是深度調峰時設備工況、工質參數偏離設計值，負荷越低，偏離的程度越大，機組效率下降程度越嚴重。因此，發電企業十分關心機組在200～300MW深度調峰工況下的供電煤耗，在200～300MW負荷時機組參數偏離正常工況太多，根據正常工況推算出的煤耗必然會偏離實際煤耗，為此需要通過現場試驗來確定。

2 深度調峰試驗情況

2.1 機組概況

鶴壁豐鶴發電有限責任公司#1鍋爐采用東方鍋爐股份有限公司生產，型號DG-1900/27.02-Ⅱ4的單爐膛、一次再熱、固態排渣、全懸吊結構Π型超臨界參數變壓直流爐。鍋爐采用前后墻對沖燃燒方式，前后墻各布置三層，共24只低NOx旋流煤粉燃燒器。制粉系統采用正壓直吹式系統，由兩臺一次風機（動葉可調軸流式）提供介質流動動力，磨煤機采用北京電力設備總廠的ZGM113G型中速輥式磨煤機，采用動靜組合分離器，液壓加載磨輥，另配有兩臺密封風機為系統提供密封風。風煙系統配有兩臺動葉調節軸流式送風機、兩臺靜葉調節軸流式引風機。空氣預熱器為三分倉回轉式空氣預

熱器。

汽輪機為東方電氣集團東方汽輪機廠制造，型號N600-24.2/566/566，是超臨界、單軸、一次中間再熱、三缸四排汽、凝汽式汽輪機。高、中壓缸采用分缸結構，低壓缸為對稱分流式。機組熱力系統采用單元制方式，共設有八段抽汽分別供給三臺高壓加熱器、一臺除氧器和四臺低壓加熱器。

2.2 煤耗試驗

本次試驗中，機組進行隔離后呈單元制狀況運行，發電機功率、高廠變功率、高公變功率用現場功率計測量。由試驗測得的各項功率以及鍋爐、汽輪機性能試驗結果，計算煤耗如表1所示。

表1 煤耗率計算結果匯總表

項目 單位 300MW 250MW 200MW

試驗熱耗率 kJ/kWh 8154.31 8413.31 8682.09

修正后熱耗率 kcal/kWh 8239.84 8523.36 8803.72

發電機出口功率 MW 300.75 249.98 198.49

修正后發電機功率 MW 297.63 246.77 195.77

磨煤機臺數 臺 4 4 3

電動給水泵電流 A 0 271.8 257.2

高公變功率 MW 5.55 5.55 4.73

高廠變功率 MW 11.46 13.34 12.28

廠用電率 % 5.66 7.55 8.57

管道效率 % 99.00 99.00 99.00

鍋爐效率 % 90.60 90.77 90.46

修正后鍋爐效率 % 90.68 90.87 90.57

試驗機組發電煤耗率 g/kWh 310.20 319.45 330.79

試驗機組供電煤耗率 g/kWh 328.79 345.55 361.78

修正后機組發電煤耗率 g/kWh 313.17 323.27 335.01

修正后機組供電煤耗率 g/kWh 331.95 349.69 366.40

煤耗計算不考慮輔助蒸汽用量、補水率、煤質、氣溫等因素，反映的是機組試驗工況期間煤耗，不代表機組正常運行狀態下的情況。

2.2.1 從試驗結果看，深度調峰工況下，由于鍋爐效率變化不大，影響煤耗的主要是機組熱耗率和廠用電率。

2.2.2 經計算可知，在250MW、200MW工況時，由于啟動了電泵，廠用電率分別增加0.75%、0.95%，供電煤耗相應增加2.78g/kWh、3.72g/kWh。

2.2.3 深度調峰運行工況與正常運行工況比較。機組在2014年1月進行了滑壓優化運行試驗，測試了機組運行的各經濟參數，確定各負荷工況最佳滑壓參數及最低熱耗率，表2列出了2014年1月機組滑壓優化運行及深度調峰試驗下的熱耗率、功率數據，根據表中數據繪制深度調峰與正常工況熱耗率對比圖1。

表2 熱耗、功率結果匯總表

2014年1月滑壓試驗數據 深度調峰試驗數據

600MW 500MW 420MW 360MW 300MW 300MW 250MW 200MW

試驗

熱耗 7580.84 7652.15 7785.46 7867.16 8116.59 8154.31 8413.31 8682.09

試驗

功率 600.94 500.14 419.50 356.77 300.16 300.75 249.98 198.49

修正后熱耗 7670.12 7733.13 7903.14 7976.22 8232.42 8239.84 8523.36 8803.72

修正后

功率 591.42 493.93 410.42 347.79 292.73 297.63 246.77 195.77

圖1 深度調峰與正常工況熱耗率對比

圖1中，曲線為滑壓優化后，正常工況下功率—熱耗率曲線，300MW負荷以下為曲線前推所到。黑色曲線為深度調峰工況下功率—熱耗率曲線。由圖1可以看出，300MW負荷下深度調峰工況實際熱耗率高于理論熱耗率，其原因主要有：（1）深度調峰工況下汽泵再循環開啟；（2）深度調峰工況下，為保證軸封供汽壓力，輔汽聯箱汽源由四段抽汽單一汽源改為冷再、四抽聯合供汽；（3）機組工況嚴重偏離設計值，如主、再熱壓力降至10.094MPa、1.415MPa，主、再熱溫度降低到559.9℃、529.5℃，同時，汽機的噴嘴節流損失，使得高缸內效率降低很多。

3 結語

通過深度調峰工況下試驗，確定了機組的經濟技術指標，為了解600MW超臨界火電機組深度調峰下的經濟性提供科學依據。讓發電企業了解在200～300MW深度調峰工況下的機組的供電煤耗情況，在確保機組安全可靠及經濟性的基礎上，擴大機組負荷調節范圍，滿足電網調峰需要。

參考文獻

[1] 王海寧.大型燃煤機組深度調峰運行經濟性安全性分析及負荷優化分配[D].華北電力大學，2001.

[2] 鶴壁豐鶴發電有限責任公司#1鍋爐熱效率試驗報告[R].河南恩湃高科集團有限公司，2014.

[3] 鶴壁豐鶴發電有限責任公司#1汽輪機性能試驗報告[R].河南恩湃高科集團有限公司，2014.

[4] 鶴壁豐鶴發電有限責任公司#1汽輪機大修后熱力試驗及滑壓優化運行試驗報告[R].河南恩湃高科集團有限公司，2014.

作者簡介：張軍科（1980-），男，河南濟源人，供職于大唐華中電力試驗研究所，工程碩士，研究方向：汽輪機。

（責任編輯：陳 倩）