關于火電機組低負荷磨組運行方式及控制優(yōu)化的探討

葉飛 朱逸夫 戴睿杰 侯星熠 楊坤

摘? 要：在火電廠運行中，火電機組低負荷運行期間，若能加強磨煤機協(xié)調控制，可增加機組運行穩(wěn)定性，故而需重視低負荷磨組運行方式優(yōu)化效果。在此之上，該文簡要分析了火電機組低負荷運行影響，經由調整磨煤機數(shù)量、優(yōu)化磨煤機參數(shù)策略，改進火電機組低負荷磨組運行方式，并通過調節(jié)控制系統(tǒng)性能、注重輔機跳閘控制、積極開展跳閘試驗等路徑，為火電機組良性運作給予保障。

關鍵詞：火電機組? ?低負荷? ?磨煤機? ?制粉系統(tǒng)

中圖分類號：TM621? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）07（c）-0039-03

Abstract： During the operation of the thermal power plant， during the low-load operation of the thermal power unit， if the coordinated control of the coal mill can be strengthened， the operation stability can be increased， so more attention should be paid to the optimized operation mode of the low-load grinding unit.Above this， this paper briefly analyzes the impact of low load operation of thermal power units， improves the operation mode of coal mills， optimizes the parameters of coal mills， improves the operation mode of the control system， pays attention to the trip control of auxiliary machines， and actively guarantees the benign operation of thermal power units.

Key Words： Thermal power unit; Low-load; Coal mill; Powder making system

火電機組在其低負荷運行方式下，易影響火力發(fā)電系統(tǒng)安全性及其靈活性。在國家號召下，需針對火電機組低負荷磨組運行方式實施改造，由此確保低負荷運行中能夠維護火電機組穩(wěn)定狀態(tài)，為后續(xù)磨煤機正常運行奠定基礎。對此，應圍繞火電機組低負荷運行中磨煤機需求，編制機組控制方案，消除跳閘影響。

1? 火電機組低負荷運行影響

1.1 熱耗高

火電機組運行中，在其負荷量達到500 MW時，基本上能夠維持正常的熱耗狀態(tài)。然而，在低負荷運行中，熱耗率將有所提高，且呈現(xiàn)正相關關系，尤其在日益降低的情況下，火電機組產生的發(fā)電量顯然無法符合實際開發(fā)要求，而且其間也會導致給水泵、引風機等輔機出現(xiàn)難以調節(jié)的運行負擔。因此，低負荷運行易產生高熱耗后果。

1.2 耗電多

火電機組在其運行中，若處于低負荷運行狀態(tài)，此時鍋爐以及配套設施所消耗的電能也會隨之升高。特別是感應式電動機，將在低負荷運行方式下加大電路損耗量。此時只能通過節(jié)能設計予以調節(jié)。

1.3 不穩(wěn)定

火電機組若能保持正常的運行負荷，其穩(wěn)定性良好，而在其進入低負荷運行方式中，此時的鍋爐與磨煤機等發(fā)電設施都會受到低負荷的影響，無法保持穩(wěn)定運行的狀態(tài)，其消耗的成本也會有所增加。一般在火電機組中，進入低負荷運行狀態(tài)后，對應的設施、輔機運行效率也會減小1.31%，磨煤機消耗能量會上升10.5 g/kW h。所以，需針對火電機組低負荷磨組運行方式做出相應優(yōu)化，使之保持穩(wěn)定運行狀態(tài)，由此提高火力發(fā)電率。

2? 火電機組低負荷磨組運行方式改進策略

2.1 調整磨煤機數(shù)量

針對火電機組低負荷運行中出現(xiàn)的種種問題，需從磨煤機數(shù)量上予以應對。磨煤機是火力發(fā)電中的重要設施，經過磨煤機運行后，能夠提供充足燃料。對于制粉系統(tǒng)跳閘事件，它會在其跳閘后破壞原定機組參數(shù)，實驗結果如表1所示，導致磨煤機燃料需求量有所增加。此時，若能保證磨煤機數(shù)量充足，盡管部分磨煤機中的制粉系統(tǒng)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，其余磨煤機也能保持正常的燃煤供應量，由此確保低負荷運行下的火電機組，能夠維持原有運行狀態(tài)。因此，需加強制粉系統(tǒng)的穩(wěn)定設計，新增磨煤機，以便火電機組擁有穩(wěn)定的燃煤供應條件。

由表1所示，在一臺磨煤機條件下，火電機組若處于500 MW低負荷運行狀態(tài)下，在制粉系統(tǒng)跳閘后，負荷量將增加，主汽溫與主汽壓的下降，而且還將提升給煤量，造成爐膛壓力出現(xiàn)變化。所以，需采用3臺磨煤機，維護火電機組低負荷運行穩(wěn)定性與靈活性。隨著火電機組負荷量的下降，其主汽溫將從601 ℃增加到603 ℃，主汽壓有所降低。

2.2 優(yōu)化磨煤機參數(shù)

在火電機組低負荷運行中，還可通過布置3臺磨煤機，加強整體運行穩(wěn)定性。首先，在磨煤機給煤量上參數(shù)的調節(jié)，可適當進行上調，以9 500 t/24 h為主;其次，功率需將其設定為2 304 kW左右，與以往功率比較，對應的功率也將有所增加;最后，磨煤機中的送風機以及引風機電流需要予以上調。至于一次風機電流需在原有基礎上有所下降，保證調整后的磨煤機擁有優(yōu)良性能，能夠為火電機組低負荷磨組運行方式的過渡帶來安全保障。只有磨煤機能夠保持良好狀態(tài)，才能實現(xiàn)火電機組的平穩(wěn)運行[1]。

3? 火電機組低負荷磨組運動方式的控制優(yōu)化路徑

3.1 調節(jié)控制系統(tǒng)性能

火電機組低負荷運行還需要加強控制系統(tǒng)的優(yōu)化，一是能切實預防磨煤機制粉系統(tǒng)故障問題;二是能強化火電機組運行安全性，促使火電鍋爐能夠始終實現(xiàn)燃煤的持久燃燒。其中針對投料功能的有效控制，由于在火電機組運行中選用3臺磨煤機后，應當根據(jù)磨煤機給煤量的設定，對其燃料的投放功能予以控制。相關人員需先行判斷運行中的兩臺磨煤機的給煤量極限值，而后與故障前系統(tǒng)的實際投放能力進行比較，分為兩種情況對其進行差異化控制設計，第一，在磨煤機制粉系統(tǒng)尚未出現(xiàn)跳閘等故障前它的出力值偏大，此時優(yōu)選手動控制模式，并按照具體的最大給煤量設定磨煤機參數(shù);第二，無故障前系統(tǒng)出力值較小，此時也需將控制模式由主控調整為手動模式，至于磨煤機的給煤量需要進行上調，對于制粉系統(tǒng)出力值可不予更改[2]。

3.2 注重輔機跳閘控制

在采用控制技術時，需按照分類控制的方式，對火電機組低負荷運行下的磨煤機等輔機予以控制，這是源于在同一種控制方法下，很容易在解決跳閘問題的前提下，造成磨煤機參數(shù)出現(xiàn)波動，此時反而會破壞原有系統(tǒng)的穩(wěn)定運行狀態(tài)。所以，在火電機組中，需從風機、制粉系統(tǒng)、給水泵輔機中提出對應的控制優(yōu)化策略。其中在風機控制上，對于跳閘控制事項的調整，需進一步規(guī)范控制流程。在控制系統(tǒng)運行中，在低負荷運行下，風機出現(xiàn)跳閘，此時需判斷側風機的出力是否有所增加，在增加條件下，可對其進行超馳控制，之后針對磨煤機參數(shù)進行調節(jié)。直到側風機的風力保持穩(wěn)定，此時將進入到汽機跟隨模式，始終保證鍋爐風機出力值的恒定，最終也能保持汽輪機壓力的平穩(wěn)[3-4]。

3.3 積極開展跳閘試驗

為了進一步驗證火電機組在低負荷運行中，磨煤機控制系統(tǒng)的優(yōu)化效果，還應當積極開展跳閘試驗，從試驗結果中分析當前控制系統(tǒng)在實際應用中，是否能夠為磨煤機的穩(wěn)定運行帶來保障。首先，相關人員需先行關閉火電機組中的某一臺磨煤機，在其關閉后能夠產生與跳閘現(xiàn)象相同的效果。其次，在跳閘情況下，火電鍋爐將啟動手動控制模式，此時假設磨煤機的給煤量為396 t/h。與其余正在運行中的磨煤機出力最大值進行比對，即未達到預定給煤量，故而將保持磨煤機最大出力，并且需對其給煤量進行上調[5-6]。至于制粉系統(tǒng)的出力可保持原有參數(shù)，維持給水泵等輔機設施功能的正常運行。最后，需對整個跳閘過程中低負荷運行工況中磨煤機參數(shù)進行測定記錄。由此可發(fā)現(xiàn)：其中機組負荷量基本上可以保持500 MW低負荷運行，甚至從某次低負荷試驗中發(fā)現(xiàn)，在其負荷量達到30%時依舊能夠正常運行。主汽壓力則為15.67 MPa，主汽溫在601 ℃穩(wěn)定值變化中。對于其他參數(shù)驗證后都證實能夠保持平穩(wěn)變化。

4? 結語

綜上所述，火電機組在其低負荷磨組運行方式控制中，需采用3臺磨煤機運行方式，確保火電機組鍋爐能夠保持持久燃料供應狀態(tài)，并調整磨煤機具體參數(shù)，從控制系統(tǒng)性能、輔機跳閘控制、跳閘試驗等方面著手，保證火電機組低負荷運行方式，切實得到有效保護與合理控制，提升低負荷運行可靠性。

參考文獻

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