650MW超臨界機組劣質煤摻燒期間深度調峰操作優化①

申磊

摘? ?要：華潤電力（常熟）有限公司積極響應江蘇省電調〔2017〕198號文“江蘇電力調度控制中心關于印發《江蘇電網統調發電機組深度調峰技術規范（試行）》的通知”要求，先后于2018年8月和2019年1月先后完成3臺機組40%負荷深度調峰的認證試驗。原操作方案中深度調峰期間使用兩套制粉系統，隨著煤炭市場變化，鍋爐摻燒低熱值煤種比例提高，入爐煤熱值降低，兩套制粉系統已無法滿足深度調峰要求，為此探求低熱值煤種摻燒期間三套制粉系統進行深調的操作方法，以滿足電網要求。

關鍵詞：深度調峰? 兩套制粉系統? 劣質煤摻燒? 操作方式優化

中圖分類號：TM62? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）05（b）-0094-02

1? 概述

華潤電力（常熟）有限公司鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限責任公司制造，主蒸汽、再熱蒸汽溫度為543/569℃（2015年—2017年，升級改造為571/569℃），鍋爐為一次中間再熱，超臨界壓力變壓運行帶內置式再循環泵啟動系統的本生直流鍋爐，單爐膛、平衡通風、固態排渣、全鋼架、全懸吊結構、π形布置。鍋爐島露天布置，鍋爐燃用神府東勝煤、混煤及大同煤。32只低NOx旋流燃燒器采用前后墻布置，對沖燃燒。鍋爐制粉系統為雙進雙出鋼球磨（4臺）正壓直吹式系統。每臺磨煤機供布置于前、后墻同一層的低氮燃燒器，其中最下層燃燒器為微油點火燃燒器。

2? 深度調峰期間原操作方式

磨煤機運行方式的選擇理論上應從減小分離器進口管道溫度偏差角度考慮，據運行試驗和實踐表明，超超臨界鍋爐在低負荷，采用底層磨運行方式時，由于水冷壁輻射吸熱量相對增加，中間點溫度提前;而采用上層磨運行方式時，爐膛火焰中心上移，水冷壁輻射吸熱量相對減少，工質焓值和過熱度都較低，水冷壁的工質水動力特性相對較好保證了機組在低負荷時的安全性[1]。

因我廠微油槍布置在A層，大油槍布置于B層，C、D層油槍不具備備用穩燃條件，因此深度調峰期間使用A、B磨的組合方式，低負荷期間降低分離器出口過熱度、降低蒸汽溫度運行，鍋爐給水量及給水溫度相對較高，通過運行參數看，水冷壁溫度穩定，運行在330℃～350℃區間，分離器出口溫度偏差4℃以下，基本判斷水動力工況較好，此種磨煤機的組合方式符合深度調峰期間低負荷運行要求。

實際操作中的具體步驟為：結合機組深度調峰競價平臺，按電網需求提前進行調峰報價，試驗前一天調整加倉：A、B磨煤機加收到基熱值不低于5000kCal/kg，收到基揮發份不低于25%的煤種。以滿足兩臺磨煤機運行滿足深度調峰需求。優先停運磨煤機D，接調度令機組開始進行深度調峰降負荷操作，機組開始計時降低負荷，操作過程中，負荷降至350MW時，停運C磨，使用A、B兩套制粉系統在規定時間內降負荷至目標值。深度調峰結束，在規定時間內升負荷至325MW，升負荷過程中啟動磨煤機C。

3? 深度調峰期間原操作方式分析

臨時調用情況：如電網需求臨時進行深度調峰調用，此時的入爐煤熱值相對較低，無法滿足兩套制粉系統接帶40%的能力，此時進行煤種更換，因原煤倉存煤，加倉的高熱值煤需9～10h才能使用，不能滿足深度調峰期間的熱值需求。

煤場無合適煤種的情況：運行中可能遇到煤場庫存和來煤結構不合理的情況，入爐煤參數不合適，無滿足深度調峰的煤種需求，影響兩套制粉系統進行深度調峰操作[2]。

磨煤機方式不合適的情況：調度下令進行深度調峰時，可能會出現A、C、D或B、C、D磨的組合方式，不能滿足低負荷A、B磨的要求組合方式，此時應在調峰前啟動A磨或B磨，待磨煤機啟動正常且運行穩定后再停運上層磨，進行深度調峰操作。如調度下令時A磨或B磨處于不備用狀態，無法滿足期間下兩臺磨的組合方式，此時無法進行機組的深度調峰操作。

操作量大：接調度令進行深度調峰時，機組為至少三套制粉系統運行，接令至機組負荷至40%額定負荷需要在1～1.5h的預定時間內完成，降低機組負荷過程的同時，需吹空停運一臺磨煤機，由于我廠雙進雙出鋼球磨正常運行期間筒體存放量18～20t，而且為了磨煤機吹空停運期間的防爆要求，需進行磨煤機入口風溫滑溫，從開始操作至磨煤機停運，耗時約40min，同樣機組深度調峰結束，需在1h內負荷升至50%額定負荷，在升負荷期間需耗時15min啟動磨煤機，即升降負荷操作和啟停磨煤機同時操作，增加了操作量及操作難度。

系統運行方式薄弱：深度調峰期間使用兩套制粉系統，期間如制粉系統或燃燒系統有異常情況，如給煤機斷煤，則直接影響鍋爐燃燒系統正常運行，對機組安全穩定不利，增加了深度調峰期間的風險。

4? 深度調峰期間操作方式優化

接調度深度調峰令后，視機組當前入爐煤熱值情況決定調峰期間制粉系統的運行方式，按照我廠經驗數據，入爐煤熱值達4650kca/kg，兩套制粉系統可滿足機組40%額定負荷（260MW）的要求，則使用兩套制粉系統進行機組深度調峰操作。如入爐煤熱值低于4650kca/kg，則使用三套制粉系統進行機組深度調峰操作，操作過程中，使用三臺磨煤機進行降負荷操作，逐步降低一次風壓力及關小磨煤機負荷風擋板，操作過程中，保持運行磨煤機出力由下層至上層逐步降低，保證鍋爐穩燃效果。

隨著磨煤機負荷降低，磨煤機給煤量逐步降低，但磨煤機總風量控制不低于90T/H的下限值，會出現磨煤機對應的粉管及燃燒器風煤比提高，煤粉濃度下降，對燃燒器的著火及穩燃產生不利影響。實際操作中，關注燃燒器煤火檢信號穩定，同時根據同臺磨對應兩個原煤倉煤種熱值不同，設置給煤機煤量偏置，增加同臺磨煤機低熱值煤種的摻燒比例，增加低負荷期間的入爐煤量及燃燒器的煤粉濃度，達到穩定燃燒的目的。

如出現磨煤機出力無法繼續降低情況，則采用退出上層部分燃燒器的操作方式，退出對應的PC管運行，本臺磨煤機按照退出1根PC管入磨風量降低10T/H的控制策略，以實現增加其他運行燃燒器煤粉濃度的目的[3]。

操作方式優化后，深度調峰方式相對靈活。不需要調峰前臨時更換入爐煤種，根據實際入爐煤種制定磨煤機運行方式。操作過程中不必進行磨煤機啟停操作，只需要按照增減負荷的操作方式即可，大大減少運行操作量。低負荷期間燃燒系統抗干擾能力增強，出現給煤機斷煤或制粉系統異常情況下，可進行輔助調整的磨煤機數量增加，利用機組安全運行。另外低熱值煤摻燒期間使用三臺磨煤機進行深度調峰操作，磨煤機組合方式較為靈活，原來的AB磨的組合方式可調整為ABC、ABD、ACD的組合方式，受當前工況下制粉系統運行方式的影響較小。

5? 結語

深度調峰期間制粉系統操作方式的優化，對比以往方式更加靈活、操作量降低、系統運行穩定性增加。針對目前低熱值煤種摻燒及深度調峰需求量增加的現狀，對于生產現場的操作是有利的。

參考文獻

[1] 張廣才，周科，柳宏剛，等.某超臨界600MW機組直流鍋爐深度調峰實踐[J].熱力發電，2018，47（5）：89-94.

[2] 雷霖，焦慶豐，張棟梁.煤質對超臨界600MW機組調峰特性影響的試驗研究[J].熱力發電， 2013，42（8）：55-58.

[3] 魏小林，徐通模，惠世恩.煤粉濃度對于濃度燃燒器設計的影響[J].中國電力，1999，32（8）：1-3.