660 MW超超臨界單元機組低負荷深度調峰期間節能運行管理策略

王偉霖

(中煤宣城發電有限公司，安徽 宣城 242074)

0 引言

我國在未來很長一段時間能源供給還會依靠火電機組。因此應探索調節鍋爐、汽輪機及其輔機的節能運行方式，對影響單元機組低負荷運行期間多重因素進行分析，找到火電調峰機組節能及運行管理的關鍵點，減少機組深調期間能耗，實施低碳生產，對環境的可持續發展作出貢獻。

1 低負荷運行時超超臨界機組節能運行管理中存在的問題

隨著新能源產業的迅速發展以及電力現貨市場的逐步完善，火電低負荷深度調峰頻次逐步加大，節能管理就顯得更有必要，爐側體現在以下幾個方面：①低負荷運行時考慮機組安全運行等因素，保持4臺制粉系統連續運行(共配置6臺)導致廠用電率增加。②機組自動控制系統的運行調整水平有限，過分依賴運行人員技術水平，當出現調整不及時時會出現能耗增加的問題。③長期低負荷運行導致爐膛結焦、結渣，降低爐內傳熱效率，促使排煙損失有所增加，熱效率較低。

機側需要強化節能運行管理體現在以下幾個方面：①低負荷運行主再熱汽溫、氣壓降低，導致初參數降低，引起機組熱耗率增加。②低負荷深調運行中節流損失增加。③低負荷運行中機側輔機運行方式若未能及時改變，也將導致廠用電率增加，影響機組的節能運行。

2 單元機組深調期間超超臨界機組節能運行管理措施

2.1 優化管理方式

1)當班值長積極聯系調度了解機組負荷率，雙機運行期間盡量保持廠級AGC投入，并合理分配機組負荷，盡量減少需要增啟設備的運行時長，節約廠用電，制定雙機運行時的負荷節能調度分配方案。通過負荷合理分配調整，降低磨煤機、循泵運行、漿液循環泵的運行數量，將節能管控側重于廠用電率、制粉系統耗電率、脫硫耗電率。

2)深調前優化加倉方案。加強入爐煤質化驗監督工作，值際間加強協調，深調開始前選取熱值高、含水量低的煤種加倉。煤的含水量過大，不但會降低爐膛內部平均溫度，從而降低有效熱的利用，而且還會增加排煙熱損失。對于較潮濕的火車來煤，不建議進行直接加倉，應在干煤棚存放至含水較低時再調整加倉。

3)加強深調期間運行值指標獎勵，提高運行人員的主觀能動性。設置專項機組深度調峰小指標加分獎勵。機組進行深度調峰期間，當班小指標參與當月考評，并進行額外月度小指標加分獎勵。

機組進行深度調峰期間，平均負荷率和時間統計由調度電腦臺調峰輔助服務系統統計，并由當班值長在工作記錄中公布統計調峰期間的平均負荷率和調峰時間，部門制定計算方式進行獎勵。

4)采用增設站內光、電等新能源設備與火電機組搭配配置的方式降低廠用電率。

2.2 優化鍋爐運行方式

1)深調期間減少磨煤機等輔機的運行臺數。根據低負荷深調的預計時間，提前做好加倉工作，保證低負荷深調期間燃用高熱值煤種，同時在保證安全的前提下及時減少磨煤機等輔機的運行臺數，如配置6臺制粉系統在深度調峰期間僅維持停運3臺運行，大大降低制粉系統電耗率，從而降低廠用電率。經計算低負荷3臺磨煤機運行，每小時可節省廠用電335 kW·h。

2)低負荷期間控制主汽壓力在滑壓曲線附近運行。根據試驗測得：主汽壓力每下降1 MPa影響煤耗升高約1.8 g/(kW·h)。機組處于滑壓運行方式下調整主汽壓力時主汽壓力偏置設定值不可過大，應為-1～+0.5 MPa，主汽壓過低影響機組效率。

3)充分利用“深控系統”等人工智能技術參與機組深調，優化汽溫調節方式，控制爐側主、再熱器出口平均汽溫不低于使用設計值，如中煤宣城發電有限公司660 MW單元機組主/再熱汽溫設定值為595℃或593℃。根據試驗測出：汽溫每下降10℃影響煤耗升高約1 g/(kW·h)。

4)控制鍋爐事故減溫水使用量小于或等于1 t/h，同時利用機組檢修期間對煙氣擋板和減溫水調門進行專項檢查，更換損壞部件，保證設備嚴密性。實驗數據表明：再熱汽事故減溫水使用量每升高1 t，影響煤耗升高約0.03 g/(kW·h)。

5)深調期間根據加倉煤種的變化及時調整燃燒，適時調整爐膛的吹灰方式，在保證不結焦的前提下適當降低煙氣含氧量設定值，同時將磨煤機出口溫度控制在95℃左右，從而保證排煙溫度滿足要求。

6)低負荷運行時合理進行鍋爐配風。據西安熱工院的燃燒試驗結果表明：保證鍋爐在最優配風方式下運行，可提高鍋爐效率。低負荷時控制鍋爐氧量不大于6%，并根據風箱差壓、CO監測值及時調整送風量，控制鍋爐飛灰含碳量小于或等于1.35%。

7)使用脫硫增效劑，在完成煙氣環保數據達標排放的同時減少漿液循環泵運行數量，據計算，減少1臺漿液循環泵，平均每小時節省廠用電約450 kW·h。

2.3 優化汽機運行方式

1)優化循環水泵運行方式。根據環境溫度、凝汽器真空及機組負荷的接帶情況，合理調整循泵運行方式。特別是在冬季環境穩定較低或者春秋季環境溫度變化較大時，根據計劃負荷曲線下行趨勢及時切換循泵至低速運行，節約廠用電。

2)通過技術改造設置高效真空泵組，在低負荷真空較好的情況下，及時將功率較大的傳統水環泵切換為能耗較低的高效真空泵組運行。

3)低負荷運行應加強對軸封供汽壓力的調整，保證低壓軸封處、小機軸封處不泄漏真空。但同時也應避免軸封供汽壓力過大，軸封漏汽增多，熱損失增大。

4)低負荷運行時加強對凝汽器真空的監視，如#5、#6低壓加熱器在機組高負荷時為正壓系統，低負荷深調期間轉為負壓系統，如本身有漏點，將影響機組真空，降低機組效率。

5)提高加熱器水位自動調節投入率，保證各加熱器在正常水位高度下運行，避免加熱器內部的水位過高，淹沒換熱銅管導致換熱面積減少，換熱效率降低。同時也避免了運行過程中發生加熱器解列影響給水溫度，進而影響機組煤耗。相關試驗表明：給水溫度每降低1℃，影響標準煤耗增加約0.7 g/(kW·h)。

3 結語

我國的電力工業經歷漫長的發展過程，已在裝機規模、技術水平及建設速度等各方面邁入世界第一梯隊[2]。在新一輪的節能減排中，電力企業要認真研究國家的相關政策，響應國家提出30·60的碳排放目標，推動產業高質量發展，化挑戰為機遇，落實節能減排工作要求，同時注重節能減排技術的應用，完善行業內減排指標管理體系，抓住機會重塑產業鏈結構，推動能源產業的全面節能化發展。在電力現貨市場逐漸完善的情況下，利用人工智能等新技術緩解火電生產調峰經濟性差的情況，逐步探索建立超超臨界單元機組低負荷深度調峰期間的節能運行管理策略，滿足經濟調度的要求。