300MW級火電機組深度調峰安全經濟運行措施

劉謝

（貴州西電電力股份有限公司黔北發電廠，貴州 金沙 551800）

隨著電網容量不斷增加，尤其是豐水期，水電蓄能較大情況下，300MW級火力發電機組將成為電網深度調峰主力機組，目前國內300MW級火力發電機組設計最低穩燃負荷基本為40%額定負荷，從2018年調峰情況來看，所有火力發電廠深度調峰期間有的機組全停，最多的也只能運行一臺機組，且單機運行負荷最低降到17%額定負荷，面對燃煤煤質偏離設計較大情況，同時機組調峰深度遠低于40%額定負荷，給機組安全穩定運行帶來了許多安全隱患。

1 安全性影響分析

火力發電機組調峰深度過大，特別是全廠只有一臺機組單機運行時，機組一旦發生故障，處理不當就會造成全廠停電，擴大事故，造成不良影響；其次深度調峰，機組燃燒事故或其它安全事故發生的幾率增大，稍有調整不當，就可能造成鍋爐滅火，進而派生其它事故。

（1）燃煤煤質較差，鍋爐燃燒不穩，易引起鍋爐滅火事故。煤質過好，將會造成汽溫汽壓降低困難，引起機組降低負荷調峰，不能滿足電網需要。停運火嘴過多，將會引起燃燒不穩，鍋爐滅火。投油穩燃，將會引起極大經濟損失。

（2）負荷過低時，四段抽汽到小汽輪機進汽壓力低，即使小機調門全部開完，仍不能滿足給水流量調節，引起汽包水位事故。

（3）汽輪機軸封系統不能滿足自密封，同時又沒有備用汽源供汽輪機軸封汽，只能采用本機再熱冷段供汽，壓力過低不能滿足軸封供汽需求時，容易引起軸封進冷氣，引起機組振動事故。

（4）全廠單機運行時，發生鍋爐滅火處理不當引起機組跳閘或停機時，如果備用廠用電源切換不正常，將會造成全廠停電事故。

（5）操作汽輪機旁路系統，可能會引起旁路管道振動，引起管道支吊架及管道損壞，引起停機事故。

（6）高低加疏水不能逐級自流，水位異常將會引起高加組汽水側解列，低加汽側解列。

2 經濟性影響分析

（1）運行電動給水泵向鍋爐供水，將會引起廠用電率大幅升高，機組經濟性大幅度降低，運行電泵電流250A，電機功率2598kW，運行7h多消耗廠用電量18186kW·h，按照上網電價0.35元/kW·h計算，增加成本：0.35×18186=6365.1元。

（2）單機日調峰至100MW以下，鍋爐維持燃燒不變，汽機高加停運，再用低旁開度控制調整負荷，調峰運行時間7小時，深度調峰最低負荷55MW，平均63MW，鍋爐燃料應發電量為：100×7=70萬kW·h，實際所發電量：63MW×7=44.1萬kW·h；少發電量：70-44.1=25.9萬kW·h。按供電標煤耗350g/kW·h計算，標煤單價按照500元/t計算，增加成本：25.90×350×10000÷1000000×500=4.53萬元。

（3）單機日調峰至100MW以下，若機組利用投油穩燃的方式，降低燃料，增加油槍，按四支油槍穩燃計算，每支500kg/h，四支2.0t/h。日夜間調峰時間仍然按7h，穩燃需要用油14t，燃油按目前市場價8000元/t計算，增加發電成本：11.2萬元。

（4）通過上述分析計算比較，機組采用汽泵運行供水，開啟低旁調節控制負荷和燃燒，不投油槍穩燃，機組經濟性明顯要好。

3 運行控制措施

（1）全廠單機運行需要深度調峰時，有預見性的調峰應盡可能提前協調好，根據鍋爐帶負荷能力與燃用煤質情況，對鍋爐煤倉上煤質較合適的燃煤，保證了低負荷時燃燒的穩定性，輔汽聯箱由本機再熱冷段供汽，控制壓力在0.8MPa左右。

（2）全廠有兩臺及以上機組運行，需要深度調峰到單機100MW以下時，協調調度，確保一臺機組盡量帶120MW以上負荷，不停運高加汽側及不開旁路運行，由該機組帶輔助蒸汽運行，其它機組參與負荷低于100MW以下調峰，滿足本廠總調峰負荷需求。

（3）全廠單機運行深度調峰，為了避免機組低負荷垮焦，降負荷過程保持爐膛溫度的均勻性和火焰的充滿度很重要，因此，采用維持4臺磨機運行的方式調峰，目的就是保證低負荷燃燒器的相對集中運行而不出現分散，使燃燒器周圍煙溫均勻，燃燒穩定。

（4）單機負荷如只需降到120MW，只需要開啟汽泵再循環門30%左右利于鍋爐調水位即可，負荷如需降到120～100MW之間，還需停運高加組汽側，關閉門桿漏汽到三抽和軸封漏汽到四抽隔離門，開啟門桿漏汽到四抽隔離門。

（5）單機負荷如需降到100～70MW之間，鍋爐燃燒調整降低負荷至90MW后應維持燃料穩定運行，保持送風量一定后不變，維持一次風母管壓力穩定，控制磨機磨內壓力，容量風門開度不變。系統需要增加負荷時，關小旁路，反之則開大旁路。鍋爐在維持燃料穩定的同時，注意控制主汽壓力的變化在合適的范圍內。有功負荷以汽機旁路開度為主要調節手段，鍋爐燃料為輔助調節。汽機的一臺小機用輔汽，另一臺小機汽泵退出供水打再循環，退出的汽泵要注意流量及轉速，必要時關閉出口門，防止反轉或悶泵損壞設備，同時適當開啟低旁。

（6）保證油槍可靠備用，在開始降負荷之前就要檢查好各油槍是否有堵塞，及時聯系檢修處理，降負荷過程中要加強燃燒情況的監視，燃燒不好時及時投油。

（7）當機組負荷降至90MW左右時基本就不再降低熱負荷了，要繼續降低機組負荷應采用開低旁、開吹灰器疏水、開連排等方式來調節，防止鍋爐熱負荷降得太低引起燃燒不好鍋爐熄火；負荷需降到70MW以下，如輔汽壓力過低，小機調門開完后不利于給水調整，可適當收關低旁提高輔汽壓力，若不行建議用電泵給鍋爐供水，退出汽泵打循環運行。

（8）當機組負荷較低時，由于風量較低，有可能使總風量低于20%，滿足不了爐膛點火要求，閉鎖投油槍，所以要注意監視風量的變化，必要時提前將點火允許上的風量條件進行強制。

（9）停運高加時操作要緩慢，汽機鍋爐要協調好，減小對鍋爐水位、汽溫的影響，控制給水溫度下降速率，防止高加解列及引起鍋爐滅火，停運前將高壓門桿漏汽由三抽調整到四抽，解除高加水位保護，停運后要定期對抽汽管道疏水，防止引起抽汽管道振動，高加汽側停運后要關閉3號高加正常疏水門。加強汽機本體各參數及停運抽汽管溫度監視。

（10）機組負荷降低后，進入汽機ⅠⅡ疏水擴容器的疏水門開啟以及低旁開啟時，凝結水壓力必須控制在1.5MPa以上，同時開啟對應減溫水門，確保減溫效果。

（11）在負荷降低后要注意輔汽聯箱壓力，軸封汽壓力的變化，軸封壓力不能低于0.06MPa，溫度不能低于170℃。當再熱器壓力不能維持輔汽聯箱壓力時要提前關閉軸封漏汽至四抽隔離門及輔汽至其它用戶隔離門，減少輔汽的用汽量。開低旁時要先微開暖管，然后緩慢逐漸開大，防止振動，注意用減溫水控制低旁后溫度在50～80℃之間，注意再熱器出口壓力及冷段壓力，控制輔汽壓力，如輔汽壓力低于0.5MPa，軸封壓力低于0.06MPa以下，無法調節時，可考慮適當開高旁提高冷段壓力。

（12）當負荷降至50MW時，再熱器壓力只有0.5MPa左右，此時輔汽壓力較低，要注意小機的運行情況，退出供水的小機由本機汽源帶動，小機進汽壓力低，在B小機調門開完時有可能造成小機MEH自動丟失，在升負荷起來前要及時投入自動，防止因小機調門全開，而進汽壓力升高后引起小機超速。同時B小機轉速低于2800r/min時注意小機振動及排汽溫度的監視，振動達到保護動作值及時打閘小機，小機低負荷運行時及時開啟排汽減溫水，防止小排汽溫度上漲。帶負荷運行供水的小機由輔汽帶動，要注意輔汽壓力降低后在汽包壓力較高時會造成出力不夠，所以在降負荷時不要把汽包壓力壓得過高（建議負荷降至120MW以下運行時主汽壓力維持在10MPa左右），應先把壓力降下來再降負荷，發現水位不能維持時及時啟動電泵補水，防止發生鍋爐水位低熄火。

（13）由于高旁后溫度不好控制調節，盡量不開高旁，如果高旁開啟后，為了防止高旁減溫水調整不當造成再熱冷段帶水，導致輔汽聯箱帶水后引起軸封汽帶水、小機汽源帶水的風險，在降負荷過程中如果鍋爐燃燒已經不能再減后，盡量采用操作低旁來調整負荷，但是操作低旁時要注意再熱汽壓，輔汽聯箱壓力，小機轉速的變化。如果輔汽聯箱壓力太低，不能滿足軸封汽供汽時，及時啟動電泵運行，減少輔汽的消耗量，電泵要認真檢查確保可靠備用。

4 結語

通過對300MW級火力發電機組深度調峰運行的分析和總結，機組安全穩定運行是首要任務，雖然開啟低壓旁路運行經濟性并不高，但在機組負荷降低到最低穩燃負荷后，采用旁路控制進行深度調峰，在成本消耗不會增加的情況下機組運行會更安全，有效避免機組深度調峰時的安全事故，又避免了全廠機組全停調峰，更避免了機組頻繁啟停調峰帶來的繁多操作，為火力發電廠安全穩定完成迎峰度夏特殊運行任務打下堅實基礎。