燃煤机组深度调峰技术的运用探讨

钱谷峰

（江苏国信靖江发电有限公司，江苏 靖江 214500）

受到煤质以及设备的影响，当前，我国的火电机组调峰能力在纯凝工况的条件下只能达到40%～50%的额定容量，在供热工况下约为30%，该水平与德国火电机组70%的调峰能力存在显著的差距。同时，在燃气机组装机容量和抽水蓄能发电机组占比较小的情况下，对火电机组进行灵活改造，加强调峰能力就十分必要。早在“十三五”规划里就要求对电力发展中的煤电灵活性进行改造，在提升燃煤机组深度调峰能力上包括提高锅炉低负荷稳燃能力、实现机组供热工况热电解耦、提高机组主辅机和环保装置在低负荷下的设备适应性，以下对相关内容进行分析。

1 关于深度调峰技术研究和解决的主要方面

1.1 燃烧稳定性

在锅炉的燃烧工况大大低于设计最低稳定负荷运行情况下，会导致炉膛的温度急剧下降，进而对煤粉的着火造成不利影响，比如，火焰的稳定性不足，容易出现熄火和炉膛灭火等问题，埋下诸多的安全隐患。

1.2 环保设备安全性

当燃煤机组处于低负荷运行状态时，环保设备中的SCR脱硝系统开始出现问题，导致这一问题出现的主要原因在于入口处的烟气温度不足，进而不能达到催化剂发生反应的温度需要，这一问题会造成氮氧化物的排放不达标。同时，在低负荷运行的状态下，会出现大量没有充分燃烧的煤炭，影响催化剂的作用，缩短催化剂的使用寿命。此外，处于低负荷下的烟气温度不足，SCR 脱硝系统的氨气会和硫氧化物反应生成硫酸氢铵，这种黏性的化学物质也容易造成催化剂孔隙的堵塞，影响催化剂反应能力。

1.3 辅机设备安全性

在燃煤发电机组中，如果长期处于低负荷的状态，可能会导致给水泵和风机偏离标准工况，对辅机系统的做功造成不利影响，比如，出现风机的失速、跳闸等问题。目前，解决这一问题主要是采取变频运行的方法。

1.4 供热工况热电解耦

当前，我国的大多数供热机组都采用了汽轮机中压缸排汽供热方式，不过，受到汽轮机低压缸最小冷流的影响，机组供热量达到一定水平的情况下，这时，机组的发电负荷不会低于某个限值，该模式就对供热机组在供热期的深度调峰能力产生影响，所以需要通过有效的措施干扰打破机组供热期的热耦合和电耦合关系。通过利用蒸汽蓄热技术、熔盐蓄热技术、固体材料蓄热技术，可以对这一问题进行解决。

2 对深度调峰技术的利用

2.1 主要设备和系统概况

（1）锅炉。在江苏国信靖江发电有限公司中，一期工程2×660MW 超超临界机组锅炉制造厂家为哈尔滨锅炉厂有限责任公司。超超临界变压运行直流锅炉式为П 型布置，该锅炉是全钢构架、全悬吊结构，其特点为一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣，使用的燃烧材料为燃用烟煤。锅炉采用改进型低NOx PM 主燃烧器和MACT 型低NOx 分级送风燃烧系统。

（2）汽轮机。一期工程的660MW 超超临界机组汽轮机生产厂家为上海汽轮机有限公司，具有一次中间再热、四缸四排汽、八级非调整回热抽汽的特点，其型式为超超临界，额定负荷660MW，最大连续出力694.795MW，阀门全开工况出力718.335MW。

（3）系统概况。机组控制为I/A series 分散控制系统，该系统生产厂家为上海福克斯波罗公司，系统设计包含DAS、FSSS、MCS、SCS 系统；汽机控制系统为高压透平油DEH 控制系统，生产厂家为上海汽轮机厂生产的DEH 系统；DEH 部分为西门子公司的SPPA-T3000 分散控制系统。

2.2 深度调峰机组需具备的技术条件

（1）深度调峰主要运行方式及控制。当机组退出AGC制方式后，负荷达到280MW。与此同时，烟囱入口脱硫浓度不得超出35mg/Nm3控制，技术人员要将机组对外供热调整至最大出力，其他相关要求包括SCR 入口喷氨气动阀挂禁操、汽机真空降至80 ～90kPa、深度调峰期间保证综合入炉煤热值控制4800 ～5200kcal/kg，挥发分不低于26%，水分不高于 16%。在进行深度调控的过程中需要根据操作票进行操作，其主要内容包括：启动燃油系统并检验AB 层油枪正常备用情况；机组负荷330MW 工况前准备；退出低低温省煤器运行，低低温省煤器走旁路；调整辅汽到轴封进汽旁路阀，轴封溢流阀开度至少20%；加强监视供热母管压力，调整背压机旁路，以此满足供热压力。此外，深度调峰期间如果是三台磨运行，需要运行人员重点加强监视各磨煤机参数，防止发生堵磨断煤现象，随时做好启备用磨及敲煤准备工作。

（2）深度调峰规则。有效满足电网深度调峰的需求深度，调峰机组每天调用顺序在原则上要根据日前预出清排序调用，与此同时，要求中标机组深调能力总和至少满足深度调控需要，并且单台机组的深度调峰调用时间至少为1h，两次深度调峰间隔至少2h，每天出清的计费周期为15min，调用价格按照被调用机组的申报价为准，如果电网安全需要，可以按需调用，按需调用机组按报价出清（设置报价上限），如果由于特殊原因不能按需调用机组，调度机构需要及时做好信息披露。

深度调峰交易计算基于实际调用各档有偿调峰电量和对应调用价格，满足被调用机组报价结算的情况有以下两个方面：一种是日前市场未中标，另一种是日内按需临时调用的深度调峰机组。为对市场交易行为进行有效规范，需要对深度调峰机组做曲线正偏差考核，免于考核的情况包括以下两个方面：一种是正偏差在允许偏差范围内，另一种是投AGC的机组。电力调峰辅助服务计量主要包括以下依据：调度指令、电能量采集系统的电量数据、智能电网调度控制系统采集的实时数据。

2.3 深度调峰期间的操作注意事项

第一，需要确认申请机组的时间和运行方式，告知相关人员做好准备工作，在深度调峰前的36h 要停止对锅炉进行蒸汽吹灰操作。

第二，在深度调峰前根据要求调整加仓，并且联系设备部门检查点火油枪，然后，进行油枪实投实验。

第三，在深度调峰的当天要把空预器吹灰方式改变为双循环连续模式，并且将SCR 入口喷氨气动阀挂禁操。

第四，深度调峰机组如果需要供热，则压力设定为0.8MPa，将供热蒸汽混合器出口温度调至250℃，深度调峰机组对外供热混合器压力调整门投自动，以此保证供热母管的温度压力流量平稳，避免供热参数出现大幅度波动的情况。

第五，原则上要求深度调峰期间不能进行重要设备定期切换工作，同时，要求值班人员对仪表加强分析，以此保证参数的安全性，如果机组发生故障或者主参数异常，对机组安全造成威胁，需要立即停止深度调峰方式。

最后，技术人员要保证锅炉降负荷分阶段进行。在每个操作环节都要求小心谨慎，对各种参数进行有效控制，并且要保证数据记录准确。

3 结语

综上所述，燃煤机组深度调峰运行是当前火电机组的必然选择，在利用该技术的过程中需要掌握主要设备和系统概况，做好相关试验，并且对深度调峰期间的操作注意事项加以关注，这样才能保证发电质量。