600MW机组深度调峰供电煤耗研究

摘要：随着装机容量的不断增加，电网负荷的峰谷差的也在不断增大，单靠水电、抽水蓄能发电、300MW机组等已不能满电网足调峰需求，600MW超临界机组也需要承担调峰任务，有时需要调峰至200MW。深度调峰时，机组偏离设计值较大，机组效率下降严重，为了解深度调峰下机组的经济指标，对600MW机组在深度调峰下进行了机、炉联合试验，得到机组实际的各项经济指标。

关键词：600MW机组；深度调峰；供电煤耗；最低稳燃负荷；装机容量 文献标识码：A

中图分类号：TM621 文章编号：1009-2374（2015）04-0129-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0345

1 概述

最近几年，河南省装机容量飞速增长。至2014年年底，河南省电网统调装机约6500万kW。同时，一批高参数大容量国产火电机组相继建成投产，目前，河南省已有20余台600MW级超临界火电机组，总容量超过1300万kW，在全省上网机组中占有很大比例。

据统计，2014年河南省火电机组负荷率平均不到70%，特别是在深夜电网负荷低谷时，机组有很大的调峰需求，单靠水电、抽水蓄能发电机组、300MW以下机组已不能满足电网调峰需求，因此，600MW超临界机组也需要承担调峰任务，有时需要调峰至200MW。由于在机组设计时，考虑的是设备处于基本负荷状态运行，机组效率最佳值也是基于此设计计算，但是深度调峰时设备工况、工质参数偏离设计值，负荷越低，偏离的程度越大，机组效率下降程度越严重。因此，发电企业十分关心机组在200～300MW深度调峰工况下的供电煤耗，在200～300MW负荷时机组参数偏离正常工况太多，根据正常工况推算出的煤耗必然会偏离实际煤耗，为此需要通过现场试验来确定。

2 深度调峰试验情况

2.1 机组概况

鹤壁丰鹤发电有限责任公司#1锅炉采用东方锅炉股份有限公司生产，型号DG-1900/27.02-Ⅱ4的单炉膛、一次再热、固态排渣、全悬吊结构Π型超临界参数变压直流炉。锅炉采用前后墙对冲燃烧方式，前后墙各布置三层，共24只低NOx旋流煤粉燃烧器。制粉系统采用正压直吹式系统，由两台一次风机（动叶可调轴流式）提供介质流动动力，磨煤机采用北京电力设备总厂的ZGM113G型中速辊式磨煤机，采用动静组合分离器，液压加载磨辊，另配有两台密封风机为系统提供密封风。风烟系统配有两台动叶调节轴流式送风机、两台静叶调节轴流式引风机。空气预热器为三分仓回转式空气预

热器。

汽轮机为东方电气集团东方汽轮机厂制造，型号N600-24.2/566/566，是超临界、单轴、一次中间再热、三缸四排汽、凝汽式汽轮机。高、中压缸采用分缸结构，低压缸为对称分流式。机组热力系统采用单元制方式，共设有八段抽汽分别供给三台高压加热器、一台除氧器和四台低压加热器。

2.2 煤耗试验

本次试验中，机组进行隔离后呈单元制状况运行，发电机功率、高厂变功率、高公变功率用现场功率计测量。由试验测得的各项功率以及锅炉、汽轮机性能试验结果，计算煤耗如表1所示。

表1 煤耗率计算结果汇总表

项目 单位 300MW 250MW 200MW

试验热耗率 kJ/kWh 8154.31 8413.31 8682.09

修正后热耗率 kcal/kWh 8239.84 8523.36 8803.72

发电机出口功率 MW 300.75 249.98 198.49

修正后发电机功率 MW 297.63 246.77 195.77

磨煤机台数 台 4 4 3

电动给水泵电流 A 0 271.8 257.2

高公变功率 MW 5.55 5.55 4.73

高厂变功率 MW 11.46 13.34 12.28

厂用电率 % 5.66 7.55 8.57

管道效率 % 99.00 99.00 99.00

锅炉效率 % 90.60 90.77 90.46

修正后锅炉效率 % 90.68 90.87 90.57

试验机组发电煤耗率 g/kWh 310.20 319.45 330.79

试验机组供电煤耗率 g/kWh 328.79 345.55 361.78

修正后机组发电煤耗率 g/kWh 313.17 323.27 335.01

修正后机组供电煤耗率 g/kWh 331.95 349.69 366.40

煤耗计算不考虑辅助蒸汽用量、补水率、煤质、气温等因素，反映的是机组试验工况期间煤耗，不代表机组正常运行状态下的情况。

2.2.1 从试验结果看，深度调峰工况下，由于锅炉效率变化不大，影响煤耗的主要是机组热耗率和厂用电率。

2.2.2 经计算可知，在250MW、200MW工况时，由于启动了电泵，厂用电率分别增加0.75%、0.95%，供电煤耗相应增加2.78g/kWh、3.72g/kWh。

2.2.3 深度调峰运行工况与正常运行工况比较。机组在2014年1月进行了滑压优化运行试验，测试了机组运行的各经济参数，确定各负荷工况最佳滑压参数及最低热耗率，表2列出了2014年1月机组滑压优化运行及深度调峰试验下的热耗率、功率数据，根据表中数据绘制深度调峰与正常工况热耗率对比图1。

表2 热耗、功率结果汇总表

2014年1月滑压试验数据 深度调峰试验数据

600MW 500MW 420MW 360MW 300MW 300MW 250MW 200MW

试验

热耗 7580.84 7652.15 7785.46 7867.16 8116.59 8154.31 8413.31 8682.09

试验

功率 600.94 500.14 419.50 356.77 300.16 300.75 249.98 198.49

修正后热耗 7670.12 7733.13 7903.14 7976.22 8232.42 8239.84 8523.36 8803.72

修正后

功率 591.42 493.93 410.42 347.79 292.73 297.63 246.77 195.77

图1 深度调峰与正常工况热耗率对比

图1中，曲线为滑压优化后，正常工况下功率—热耗率曲线，300MW负荷以下为曲线前推所到。黑色曲线为深度调峰工况下功率—热耗率曲线。由图1可以看出，300MW负荷下深度调峰工况实际热耗率高于理论热耗率，其原因主要有：（1）深度调峰工况下汽泵再循环开启；（2）深度调峰工况下，为保证轴封供汽压力，辅汽联箱汽源由四段抽汽单一汽源改为冷再、四抽联合供汽；（3）机组工况严重偏离设计值，如主、再热压力降至10.094MPa、1.415MPa，主、再热温度降低到559.9℃、529.5℃，同时，汽机的喷嘴节流损失，使得高缸内效率降低很多。

3 结语

通过深度调峰工况下试验，确定了机组的经济技术指标，为了解600MW超临界火电机组深度调峰下的经济性提供科学依据。让发电企业了解在200～300MW深度调峰工况下的机组的供电煤耗情况，在确保机组安全可靠及经济性的基础上，扩大机组负荷调节范围，满足电网调峰需要。

参考文献

[1] 王海宁.大型燃煤机组深度调峰运行经济性安全性分析及负荷优化分配[D].华北电力大学，2001.

[2] 鹤壁丰鹤发电有限责任公司#1锅炉热效率试验报告[R].河南恩湃高科集团有限公司，2014.

[3] 鹤壁丰鹤发电有限责任公司#1汽轮机性能试验报告[R].河南恩湃高科集团有限公司，2014.

[4] 鹤壁丰鹤发电有限责任公司#1汽轮机大修后热力试验及滑压优化运行试验报告[R].河南恩湃高科集团有限公司，2014.

作者简介：张军科（1980-），男，河南济源人，供职于大唐华中电力试验研究所，工程硕士，研究方向：汽轮机。

（责任编辑：陈 倩）