1000WM二次再热机组深度调峰控制与策略

摘 要：根据火电厂不投油最低稳燃负荷试验对泰州电厂二次再热火力发电机组深度调峰技术进行了研究，剖析了影响二次再热火电机组深度调峰的主要因素以及机组在低负荷运行时容易出现的问题，通过锅炉低负荷稳燃、环保指标优化控制、汽轮机裕度、轴封控制等手段，保證了深度调峰过程中机组的安全、环保、经济运行。

关键词：超超临界;二次再热;深度调峰;汽轮机裕度;轴封;低负荷稳燃

引言

随着电力系统迅速发展，电网结构的变化，电网峰谷差愈来愈大，电网调峰压力加剧。随着电改的不断推进，并且为适应电量变化，大型火电机组深度调峰势在必行。

机组概况：泰州电厂#4机组锅炉选用超超临界、中间二次再热、变压运行直流炉，型号为SG-2710/33.03-M7050。汽轮机选用超超临界二次再热凝汽式、单轴、五缸四排汽汽轮机，型号为N1000-31/600/610/610。泰州电厂锅炉以神华煤为设计煤种、以同忻煤和兖州煤为校核煤种进行设计和校核。

一.试验准备阶段

（一）煤种选择

煤种整体选用低硫煤，目的是减少高粘度物质硫酸氢铵的生成，防止空预器及脱硝系统催化剂局部堵塞[1-2]。煤种的平均热值接近设计煤种，便于低负荷时锅炉燃烧稳定。

（二）深度调峰前的相关操作

进行等离子试拉弧，B/C/D层油枪试点，便于在机组低负荷燃烧不稳时投油稳燃。锅炉对相关受热面吹灰，防止低负荷时掉大焦块而使炉膛灭火。高、低加危急疏水调阀的活动性试验合格，检查各重要设备稳定可靠，没有影响深度调峰的缺陷。

二.低负荷稳燃

（一）风压控制

深度调峰时，要维持锅炉燃烧工况，风压是其中比较关键的因素。煤层油层二次风门具有增加启旋的作用，在控制二次风压时，适当收小B/C/D磨油层、煤层风门进行憋压控制，关小之后可使火焰更加集中，贴壁情况减少。在低负荷时控制二次风母管压力在0.5～0.8kpa，维持二次风压的稳定，防止出现风压低导致风量晃动而使锅炉MFT。

（二）制粉系统调整

在深度调峰阶段，维持B/C/D磨煤机运行，控制磨煤机风量，风量过大易吹灭火焰，过小则导致出粉不畅，影响燃烧，维持风量在130～140t/h较为合适。根据相应煤种设定合理的分离器转速（520rpm～600rpm）和加载压力，保证炉膛火焰充满度，使燃烧稳定。禁止进行制粉系统切换和锅炉吹灰等对燃烧的稳定性有较大影响的工作。在排烟温度加送风机进风温度<135℃时开启送风再循环，防止空预器冷端腐蚀。

（三）给水系统侧调节

机组负荷500WM以下减负荷过程中，控制给水流量稳定、水煤比正常，保持两台给水泵转速3180rpm。通过手动方式开启给水泵再循环调阀，以免在自动方式下再循环阀晃动过大，出现汽泵给水不稳定、流量波动、抢水等事故的发生。同时保正A/B汽泵进口流量不低于600t/h，维持给水泵转速对应的最小流量，防止发生汽蚀现象。流量降低后，A/B小机的排汽温度进行重点关注，温度升高后及时开启小机排汽减温水。负荷400WM时，五抽至给水泵的压力为0.44Mpa，小机A/B低压调阀的开度为30%/39%，A/B汽泵运行情况正常，确认抽汽满足汽泵的要求。

（四）环保参数优化

泰州电厂#4机组脱硝入口烟气温度控制范围为303℃至420℃，随着深度调峰的进行，炉膛烟气温度会逐步降低。400WM时维持B/C/D三台磨煤机运行，能够有效控制NOx。根据相

应加仓煤种，尽量提高磨煤机出口温度，同时控制锅炉总风量和总煤量，防止因风量过大而使炉膛烟温过低，从而导致脱硝催化剂失效，影响环保指标。本次试验脱硝入口烟气温度最低至310℃，若烟温低于300℃时，及时停止减负荷。脱硝系统由于存在大延迟大惯性，PID控制回路很难解决这种系统，尤其是在负荷波动大的时候，喷氨调门往往大幅波动而出口NOx依然超标[5-6]，所以在深度调峰过程中要严格控制关注净烟气NOx参数不超限。负荷过低时，有可能发生原烟气NOx含量与净烟气NOx含量不相匹配，需及时进行表计校验。

三.汽轮机轴封控制

泰州电厂辅汽采用母管联络方式，每台机设有一个母管，4台机母管可互相联络供汽。由于在深度调峰时，汽机自密封已经不能完全满足轴封压力需求，需要辅汽进行轴封供汽。为防止轴封温度突降而使汽轮机进冷汽，提高辅汽温度成为一项重点任务，泰州电厂采取了以下措施来提高辅汽温度：在隔离#4机二次冷再至辅汽管路后，打开辅汽母管疏水阀、辅汽至主机轴封调节站前主、旁路节流孔板疏水阀;空预器连续吹灰汽源由一次冷再切至辅汽供汽;提高相邻#3机组辅汽母管温度;投运一组辅汽供轴封电加热器。在采取措施后，辅汽母管温度能够维持在285℃～290℃，汽封供汽阀后温度由290℃上涨至350℃，能够满足汽轮机轴封温度的要求。

在负荷由500WM向400WM减的过程中，由自密封供汽变为辅汽、漏气混合供汽，轴封压力也出现一定幅度波动。轴封溢流主、副阀调节特性较迟缓，在轴封压力大幅度波动时，将溢流副调手动缓慢关小，维持轴封压力3.5kpa稳定。

四.裕度控制策略

西门子汽轮机使用TSE裕度限制减负荷速率，保证汽轮机的安全。在深度调峰时，由于减负荷速度较快，当着重注意汽轮机裕度>10℃。当裕度<10℃时，要降低减负荷速度，当裕度<5℃时，则停止减负荷，维持机组负荷，待裕度回头后再继续降负荷[7-8]。本次深度调峰VHP CV裕度最低低至6.5。原因为4E磨停运后，主汽温下跌较快，顺势快速减负荷所致。超高调由30%关至24.7%，裕度较小。裕度较低后，采取适度加煤、稳定主参数、停止减负荷、使超高压调门开大等措施，使裕度回升，能够有效地控制裕度变化情况。

五.结语

本文通过对泰州电厂#4机组深度调峰试验危险点的分析，结合二次再热机组实际运行中遇到的问题，成功实现了机组在低负荷400WM时的稳定燃烧，同时确保氮氧化物排放达到要求。在机组快速减负荷的过程中有效的控制了汽轮机裕度，通过一些可行方法维持了汽轮机轴封压力和温度，保证了汽轮机安全有效的运行。节假日期间的负荷特性和日电量曲线变化幅度较大，大型机组调峰将趋于常态化，泰州电厂将在现有的成果上向更低的负荷进行探索。

参考文献：

[1] 周爱奕，吴利霞，盛重义，等.低温SCR烟气脱硝技术研究进展[J].电力科技与环保，2014， 30（2）：13-16.

[2]马双忱，金鑫，孙云雪，等.SCR烟气脱硝过程硫酸氢铵的生成机理与控制[J].热力发电，2010，（8）：12-17.

[3] 蒋亚彬，董月红，薛洋企，等.低温SCR催化剂脱硝效率分析[J].电力科技与环保，2014，30（2）：17-19.

[4] 王磊，李海军，陈兰鹏.1000 MW机组SCR脱硝系统运行中的问题及措施[J].电力科技与环保，2015，（2）：47-48.

[5]梅天华，甘德强，谢俊.燃煤发电机组调停调峰成本的公平分摊[J].电力自动化设备，2016，36（12）：69-74.

[6] 艾邓鑫，王森，赵越.深度调峰对新能源电力资源并网运行的影响和研究[J].能源与环境，2017，（5）.

作者简介;

李泽亮（1989-），男，江苏人，本科，技师，从事火力发电厂集控运行工作。