超超臨界1000MW機組深度調峰風險分析及措施

馬云飛

（華電萊州發電有限公司，山東 萊州 261441）

0 引言

近幾年，隨著我國現代電力行業的快速發展，促進了新能源產業的大力發展，高壓設施的長距離、高容量的輸電設備質量不斷提升，但同時，日常工作中火電機組峰谷的負荷差不斷增加，機組調峰任務越來越重。在日常的負荷調整中，超超臨界1000MW火電機組作為電網調峰的主力調查考核次數和時間都在逐漸增加，并要求機組具備AGC深度調峰的能力。因此，企業管理層和相關工作人員需要充分了解火電機組的運行情況和具體風險，根據風險問題進行針對性且有效的解決，進一步滿足供電需求。

1 超超臨界1000MW機組深度調峰的前期工作

在對火電機組進行深度調峰工作之前，相關技術人員首先需要詳細分析調峰過程中的不確定因素，準確掌握調峰技術的要點和難點，并制定出縝密且具有針對性的調峰方案，科學地規劃各火電機組的實際調峰值，進一步提高火電機組的運行效率。通常情況下，相關工作人員對大型火電機組實施的深度調峰時主要兩種方案，一是逐漸降低鍋爐熱負荷，二是保持鍋爐最低穩定燃燒負荷，就目前的情況來看，逐漸降低鍋爐熱負荷的方法主要是將火電機組由干態轉為濕態的運行，不斷增加機組運行過程中的蒸汽量和水流量，進而滿足機組供電負荷的具體需求；保持鍋爐最低穩定燃燒負荷的方案主要是通過減少流經汽輪機的蒸汽來進行，該方案比較適用于短暫調峰工作中[1]。

2 深度調峰的風險分析

2.1 鍋爐低負荷燃燒不斷惡化

隨著火電機組的負荷不斷降低，鍋爐內熱負荷也在不斷下降，從而導致煤粉燃燒的條件不斷降低，而且也在很大程度上影響了鍋爐燃燒的穩定性，大大降低了其抗擾能力，導致經常出現給煤機斷煤或者磨煤設備跳閘等異常現象，嚴重影響了鍋爐燃燒效率，甚至會引起鍋爐自動滅火問題，造成嚴重的生產故障和經濟損失。

2.2 燃燒組織受到限制

在供電生產過程中，單臺磨煤機最低出力的因素往往會使燃燒組織受到限制，當燃燒負荷降到400MW時，運行人員只需要保留三臺磨煤機即可，根據具體需求，不能出現四臺以上的磨煤機同時運行的現象。而且，在生產過程中一旦出現給煤機斷煤等異常情況，鍋爐燃燒的擾動能力會有所增加，進而導致燃燒惡化和鍋爐內滅火等問題的發生，影響了深度調峰工作的進行。

2.3 空預器出現堵塞和低溫腐蝕

當火電機組的負荷降至到400MW時，SCR裝置入口的煙氣溫度會有所降低，這時的催化劑反應活性會不斷下降。而為了達到機組超凈排放對脫硝的具體要求，相關工作人員往往會增大噴氨量，氨氣逃逸率會不斷增加，而且，煙氣中的部分氣體經過一定的化學反應會產生硫酸氫銨[2]。另外，當火電機組內達到一定溫度時，硫酸氫銨的高粘性就會有所增加，待冷凝之后，硫酸氫銨不僅會附著在空預器換熱零件的表面，而且會黏住煙氣中大量的飛灰顆粒，從而導致元件通道被堵塞，縮小了空預器內的流通面積，并在一定程度上增加了空預器的阻力，使空預器出現比較嚴重的堵塞。

2.4 分離器進口管道溫差變大

當火力機組處于低負荷狀態下時，工質的壓力逐漸減小，水冷壁的質量流速不斷降低，進而影響到水冷壁水動力穩定性，并大大降低了傳熱的效果，出現熱偏差不斷增大的現象，進而造成水冷壁壁溫差逐漸增加，而當分離器進口處的溫度接近保護值時，就會威脅到火電機組的正常運行，進而阻礙機組深度調峰的有效進行。

2.5 省煤器汽化問題

相關工作人員通常會改變技術來合理的增加#1等的高加并不斷提高省煤器進口的給水溫度。而當給水溫度達到省煤器進水壓力下的飽和狀態時，省煤器內就會出現工質汽化等問題，并會嚴重損壞道省煤器金屬的受熱面。

2.6 給水流量波動問題

當機組負荷處于低負荷狀態時，原有的機組五抽已經無法滿足小機的供汽需求，這時就需要相關工作人員將小機的氣源切至備用高壓汽源再進行供汽工作，但在實際工作過程中，五抽和備用高壓汽源壓力之間會出現比較大溫差和壓差，如果相關操作人員不按照規定和要求進行操作，就會影響到小型機組的正常運行，進而導致生產過程中的水流量不正常[3]。

3 深度調峰的具體措施

3.1 提高鍋爐低負荷的燃燒能力

（1）為了更好地進行深度調峰工作，相關工作人員首先需要根據具體需求不斷優化制粉系統的運行方式，使制粉系統的運行效率得到不斷提高。在實際生產工作中，制粉系統運行方式會影響到鍋爐在低負荷狀態下的穩燃能力，與煤粉的分散燃燒相比，煤粉集中燃燒的穩定性更加突出，而且熱負荷會更加集中。因此，在對火電機組進行深度調峰時，相關人員需要將其調至400MW左右，并保持中間層CDE磨煤機的正常運行，減少制粉系統隔層運行等現象的發生。

（2）在進行深度調峰的過程中，相關操作人員必須嚴格控制進入磨煤機的一次風量，并對其進行適當的調整，同時需要加強對磨煤機內風與煤比例的控制，避免出現因風量過大而出現脫火的問題。另外，相關人員在調整磨煤機時根據具體要求加強對一次風母管壓力的控制和調整，將其控制在8kPa以上，避免出現堆積煤粉過多而造成管道堵塞的現象。

（3）相關操作人員需要嚴格按照規定和要求來適當調整煤粉的細度，煤粉氣流著火溫度會隨著煤粉細度的變化而變化，由于煤粉不具備加強的熱阻力，非常容易燃燒，所以，濃度相同的煤粉燃燒反應不同，細度越低的煤粉燃燒反應的表面積越大。因此，在實際生產工作中，相關工作人員不僅需要保證磨煤機無振動，而且需要采取有效措施來不斷提高磨煤機的轉速，進而有效地降低煤粉的細度。

（4）在鍋爐運行的過程中，爐內的氧量變化會對高爐低負荷狀態下穩燃的能力帶來一定影響，因此，操作人員需要在保證可燃物能夠完全被燃燒的前提下適當減少氧量的運行。實踐表明，當火電機組降至400MW時，鍋爐內總風量的最佳范圍是在1400～1500t/h。

（5）當四角切圓燃燒鍋爐處于低負荷狀態時，工作人員需要適當降低煤粉的著火熱，并調小周界風開度。一般來說，運行磨周界的風開度需要關至三分之一左右，而對于未運行制粉系統的二次風開度，工作人員則需要關至5%及以下，并將二次風壓力和鍋爐內差壓范圍控制在300pa左右，同時需要根據實際情況和具體需求對二次風壓力和鍋爐內差壓進行適當的調整[4]。

3.2 加強對空預器堵塞和低溫腐蝕的預防

通過對技術進行合理的優化和改變，相關操作人員可以有效地增加#1等的高加，大大提高了低負荷時的給水溫度，進一步增強了低負荷時SCR催化劑的活性，充分發揮出了催化劑的功能。其次，在調整噴氨調節閥過程中，操作人員不僅需要采取有效措施提高低負荷時煙囪入口處脫硝效率，降低煙塵排放濃度，而且需要嚴格控制噴氨量，不能長時間維持最大耗氨量的運行狀態。

3.3 縮小分離器進口管道溫度的偏差

實踐表明，超超臨界1000MW機組鍋爐在低負荷狀態下并采用底層磨運方式時，水冷壁輻射所吸收的熱量會有所增加，所以，機組內中間點的溫度不得不提前，這就在一定程度上提升了分配集箱進口管道的溫度，越來越接近保護跳閘的溫度標準。而通過有效的應用上層磨運方式，不僅可以有效地減少水冷壁輻射所吸收的熱量，更好地保持水冷壁的工質水動力特性，而且可以降低分配集箱進口管道的溫度偏差，使溫度偏差與保護溫度之間保持一定距離，充分保障了火電機組在低負荷狀態下運行的安全性和穩定性。

（1）保持給水流的穩定。通常情況下，操作人員需要在機組負荷高的狀態下進行小機切氣源工作，首先，相關人員需要進行充分暖管，就地采取間斷開啟的方式來進行汽源切換工作，加強對小機進汽調閥的關注，并對其進行及時的調整，從而確保小機轉速和流量的穩定性，避免出現在調整切換過中因小機出力不足或者不出力而導致水流量低的現象[5]。

（2）加強對環保參數的控制。在對火電機組進行深度調峰的過程中，相關人員首先需要相關環保部門報備，避免因為負荷低或者某種問題而導致煙囪入口處SO2含量過高從而影響環保考核結果的問題發生。其次，在保證汽輪應力達標的前提下，相關操作人員需要適當提高主熱氣和再熱氣，對鍋爐內火焰中心的位置高度進行適當的調整。同時，相關人員需要實時監測煙溫變化情況，確保煙囪入口處排放的NO濃度符合要求。

4 結語

總而言之，電網負荷結構在不斷變化，需要相關人員對火電發電機組進行多次的深度調峰，并達到AGC深度的調峰能力。對此，相關技術人員首先需要充分了解并準確把握超超臨界1000MW機組在深度調峰過程中存在的風險，并制定出針對性的控制策略，進一步降低深度調峰可能帶來的安全隱患問題，同時需要做好深度調峰前的準備工作，充分保障火電機組運行的安全性和穩定性，充分發揮火電機組的作用，使企業在激烈的競爭中站穩腳跟，進而促進我國相關行業的可持續發展。