超超临界1000MW机组深度调峰风险分析及措施

马云飞

（华电莱州发电有限公司，山东 莱州 261441）

0 引言

近几年，随着我国现代电力行业的快速发展，促进了新能源产业的大力发展，高压设施的长距离、高容量的输电设备质量不断提升，但同时，日常工作中火电机组峰谷的负荷差不断增加，机组调峰任务越来越重。在日常的负荷调整中，超超临界1000MW火电机组作为电网调峰的主力调查考核次数和时间都在逐渐增加，并要求机组具备AGC深度调峰的能力。因此，企业管理层和相关工作人员需要充分了解火电机组的运行情况和具体风险，根据风险问题进行针对性且有效的解决，进一步满足供电需求。

1 超超临界1000MW机组深度调峰的前期工作

在对火电机组进行深度调峰工作之前，相关技术人员首先需要详细分析调峰过程中的不确定因素，准确掌握调峰技术的要点和难点，并制定出缜密且具有针对性的调峰方案，科学地规划各火电机组的实际调峰值，进一步提高火电机组的运行效率。通常情况下，相关工作人员对大型火电机组实施的深度调峰时主要两种方案，一是逐渐降低锅炉热负荷，二是保持锅炉最低稳定燃烧负荷，就目前的情况来看，逐渐降低锅炉热负荷的方法主要是将火电机组由干态转为湿态的运行，不断增加机组运行过程中的蒸汽量和水流量，进而满足机组供电负荷的具体需求；保持锅炉最低稳定燃烧负荷的方案主要是通过减少流经汽轮机的蒸汽来进行，该方案比较适用于短暂调峰工作中[1]。

2 深度调峰的风险分析

2.1 锅炉低负荷燃烧不断恶化

随着火电机组的负荷不断降低，锅炉内热负荷也在不断下降，从而导致煤粉燃烧的条件不断降低，而且也在很大程度上影响了锅炉燃烧的稳定性，大大降低了其抗扰能力，导致经常出现给煤机断煤或者磨煤设备跳闸等异常现象，严重影响了锅炉燃烧效率，甚至会引起锅炉自动灭火问题，造成严重的生产故障和经济损失。

2.2 燃烧组织受到限制

在供电生产过程中，单台磨煤机最低出力的因素往往会使燃烧组织受到限制，当燃烧负荷降到400MW时，运行人员只需要保留三台磨煤机即可，根据具体需求，不能出现四台以上的磨煤机同时运行的现象。而且，在生产过程中一旦出现给煤机断煤等异常情况，锅炉燃烧的扰动能力会有所增加，进而导致燃烧恶化和锅炉内灭火等问题的发生，影响了深度调峰工作的进行。

2.3 空预器出现堵塞和低温腐蚀

当火电机组的负荷降至到400MW时，SCR装置入口的烟气温度会有所降低，这时的催化剂反应活性会不断下降。而为了达到机组超净排放对脱硝的具体要求，相关工作人员往往会增大喷氨量，氨气逃逸率会不断增加，而且，烟气中的部分气体经过一定的化学反应会产生硫酸氢铵[2]。另外，当火电机组内达到一定温度时，硫酸氢铵的高粘性就会有所增加，待冷凝之后，硫酸氢铵不仅会附着在空预器换热零件的表面，而且会黏住烟气中大量的飞灰颗粒，从而导致元件通道被堵塞，缩小了空预器内的流通面积，并在一定程度上增加了空预器的阻力，使空预器出现比较严重的堵塞。

2.4 分离器进口管道温差变大

当火力机组处于低负荷状态下时，工质的压力逐渐减小，水冷壁的质量流速不断降低，进而影响到水冷壁水动力稳定性，并大大降低了传热的效果，出现热偏差不断增大的现象，进而造成水冷壁壁温差逐渐增加，而当分离器进口处的温度接近保护值时，就会威胁到火电机组的正常运行，进而阻碍机组深度调峰的有效进行。

2.5 省煤器汽化问题

相关工作人员通常会改变技术来合理的增加#1等的高加并不断提高省煤器进口的给水温度。而当给水温度达到省煤器进水压力下的饱和状态时，省煤器内就会出现工质汽化等问题，并会严重损坏道省煤器金属的受热面。

2.6 给水流量波动问题

当机组负荷处于低负荷状态时，原有的机组五抽已经无法满足小机的供汽需求，这时就需要相关工作人员将小机的气源切至备用高压汽源再进行供汽工作，但在实际工作过程中，五抽和备用高压汽源压力之间会出现比较大温差和压差，如果相关操作人员不按照规定和要求进行操作，就会影响到小型机组的正常运行，进而导致生产过程中的水流量不正常[3]。

3 深度调峰的具体措施

3.1 提高锅炉低负荷的燃烧能力

（1）为了更好地进行深度调峰工作，相关工作人员首先需要根据具体需求不断优化制粉系统的运行方式，使制粉系统的运行效率得到不断提高。在实际生产工作中，制粉系统运行方式会影响到锅炉在低负荷状态下的稳燃能力，与煤粉的分散燃烧相比，煤粉集中燃烧的稳定性更加突出，而且热负荷会更加集中。因此，在对火电机组进行深度调峰时，相关人员需要将其调至400MW左右，并保持中间层CDE磨煤机的正常运行，减少制粉系统隔层运行等现象的发生。

（2）在进行深度调峰的过程中，相关操作人员必须严格控制进入磨煤机的一次风量，并对其进行适当的调整，同时需要加强对磨煤机内风与煤比例的控制，避免出现因风量过大而出现脱火的问题。另外，相关人员在调整磨煤机时根据具体要求加强对一次风母管压力的控制和调整，将其控制在8kPa以上，避免出现堆积煤粉过多而造成管道堵塞的现象。

（3）相关操作人员需要严格按照规定和要求来适当调整煤粉的细度，煤粉气流着火温度会随着煤粉细度的变化而变化，由于煤粉不具备加强的热阻力，非常容易燃烧，所以，浓度相同的煤粉燃烧反应不同，细度越低的煤粉燃烧反应的表面积越大。因此，在实际生产工作中，相关工作人员不仅需要保证磨煤机无振动，而且需要采取有效措施来不断提高磨煤机的转速，进而有效地降低煤粉的细度。

（4）在锅炉运行的过程中，炉内的氧量变化会对高炉低负荷状态下稳燃的能力带来一定影响，因此，操作人员需要在保证可燃物能够完全被燃烧的前提下适当减少氧量的运行。实践表明，当火电机组降至400MW时，锅炉内总风量的最佳范围是在1400～1500t/h。

（5）当四角切圆燃烧锅炉处于低负荷状态时，工作人员需要适当降低煤粉的着火热，并调小周界风开度。一般来说，运行磨周界的风开度需要关至三分之一左右，而对于未运行制粉系统的二次风开度，工作人员则需要关至5%及以下，并将二次风压力和锅炉内差压范围控制在300pa左右，同时需要根据实际情况和具体需求对二次风压力和锅炉内差压进行适当的调整[4]。

3.2 加强对空预器堵塞和低温腐蚀的预防

通过对技术进行合理的优化和改变，相关操作人员可以有效地增加#1等的高加，大大提高了低负荷时的给水温度，进一步增强了低负荷时SCR催化剂的活性，充分发挥出了催化剂的功能。其次，在调整喷氨调节阀过程中，操作人员不仅需要采取有效措施提高低负荷时烟囱入口处脱硝效率，降低烟尘排放浓度，而且需要严格控制喷氨量，不能长时间维持最大耗氨量的运行状态。

3.3 缩小分离器进口管道温度的偏差

实践表明，超超临界1000MW机组锅炉在低负荷状态下并采用底层磨运方式时，水冷壁辐射所吸收的热量会有所增加，所以，机组内中间点的温度不得不提前，这就在一定程度上提升了分配集箱进口管道的温度，越来越接近保护跳闸的温度标准。而通过有效的应用上层磨运方式，不仅可以有效地减少水冷壁辐射所吸收的热量，更好地保持水冷壁的工质水动力特性，而且可以降低分配集箱进口管道的温度偏差，使温度偏差与保护温度之间保持一定距离，充分保障了火电机组在低负荷状态下运行的安全性和稳定性。

（1）保持给水流的稳定。通常情况下，操作人员需要在机组负荷高的状态下进行小机切气源工作，首先，相关人员需要进行充分暖管，就地采取间断开启的方式来进行汽源切换工作，加强对小机进汽调阀的关注，并对其进行及时的调整，从而确保小机转速和流量的稳定性，避免出现在调整切换过中因小机出力不足或者不出力而导致水流量低的现象[5]。

（2）加强对环保参数的控制。在对火电机组进行深度调峰的过程中，相关人员首先需要相关环保部门报备，避免因为负荷低或者某种问题而导致烟囱入口处SO2含量过高从而影响环保考核结果的问题发生。其次，在保证汽轮应力达标的前提下，相关操作人员需要适当提高主热气和再热气，对锅炉内火焰中心的位置高度进行适当的调整。同时，相关人员需要实时监测烟温变化情况，确保烟囱入口处排放的NO浓度符合要求。

4 结语

总而言之，电网负荷结构在不断变化，需要相关人员对火电发电机组进行多次的深度调峰，并达到AGC深度的调峰能力。对此，相关技术人员首先需要充分了解并准确把握超超临界1000MW机组在深度调峰过程中存在的风险，并制定出针对性的控制策略，进一步降低深度调峰可能带来的安全隐患问题，同时需要做好深度调峰前的准备工作，充分保障火电机组运行的安全性和稳定性，充分发挥火电机组的作用，使企业在激烈的竞争中站稳脚跟，进而促进我国相关行业的可持续发展。