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1、1000MW 超超临界机组深度调峰优化调整 刘尧永摘要：随着火力发电厂利用小时数下调，大容量发电机组进行深度调峰时，存 在一定的安全风险，但通过一定的技术改造及优化运行操作调整，可以将风险降 至最低，确保机组安全稳定运行。文章以某火力发电厂 1000MW 超超临界机组为 探索对象，介绍深度调峰期间的运行经验。关键词：超超临界；深度调峰；锅炉稳燃；经济运行。1 设备概况某厂1000MW超超临界机组，锅炉型号：SG-3044/27.46-M53X,上海锅炉厂 制造，超超临界参数、直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态 排渣、全钢构架、全悬吊结构、四角切圆燃烧方式塔式锅炉，采用正压直吹式
2、制 粉系统，设6台中速磨煤机，正常5台磨煤机可满足额定负荷要求。2 深度调峰对机组安全的影响2.1 煤质特性的影响 火电厂深度调峰的最低负荷取决于锅炉最低稳燃负荷，锅炉厂给出的最低稳 燃负荷是由燃用设计煤种条件所确定，而实际情况下锅炉最低稳燃负荷受煤种变 动等多种因素制约。该厂燃用煤具有矿点多，煤质波动大等特点，煤质频繁变化 易引起设备故障或出力受限。低负荷时，锅炉运行的安全性和经济性将受影响， 甚至因燃烧异常出现锅炉灭火、设备故障等严重后果。经过多次煤质变化燃烧优化试验，并总结煤种掺配加仓的经验，采用燃料全 价值寻优系统，将入厂煤种、加仓煤质、燃烧反馈、优化调整形成整体，根据设 备的运行工况
3、，确定加仓方式，确保锅炉最佳的运行控制方式。另外，经过长时 间试验，确定上三层主力磨组采用中热值、高挥发分、低灰分、低硫分的煤种， 在炉侧投运广义回热系统后，提高冷热一、二次风温，提高燃烧稳定性。2.2 低负荷下的燃烧稳定性 锅炉燃烧稳定性是限制机组最低负荷的关键因素，因此深度调峰的主要矛盾 就是在低负荷时能够保持稳定燃烧，保证锅炉安全稳定。锅炉低负荷运行时，送 入炉内的燃料量减少，一、二次风量随之减少，热风温度也降低，这时炉内的含 氧量相对较多，汽化潜热增加，因而炉内的热负荷和炉膛温度偏低，燃烧稳定性 随负荷降低而变差。2.3 低负荷下的水动力工况深度调峰时，锅炉保持低负荷运行，火焰在炉膛内
4、的充满程度较高负荷时差 将导致炉膛热负荷不均匀，水冷壁各管路之间会出现汽水流量分配不均，热偏差 过大，导致较大的循环速度偏差，影响水动力工况的安全。2.4锅炉受热面壁温的影响 为保护锅炉各受热面，降低厚壁金属部件应力，防止金属疲劳影响设备寿命 甚至出现金属承压件破损爆裂，在锅炉 MFT 保护中有一条件，即分配集箱入口壁 温高限制。然而在调度深度调峰期间，负荷变化率设定为20MW/MIN,负荷快降 至 60%以下时，锅炉蓄热释放，此时炉膛输出功率对应的能量等于炉内燃烧产生 的热量加上释放出的蓄热，在机组协调控制方式下，燃料量减少的影响滞后于给 水量的减少，从而造成锅炉水煤比减小，中间点焓值上升，
5、过热度大幅升高，主 再热汽温升高，水冷壁后、分配集箱入口壁温升高，与壁温保护值偏差降低，存 在安全风险。3 机组经济环保能效的提高3.1 制粉系统运行方式优化三期两台 1000MW 超超临界机组自投产以来，锅炉制粉系统运行方式始终以 底层磨煤机为主力磨组，在低负荷（如 50%工况），保持 BCD 三台磨煤机运行， 稳定运行时仍存在空预器出口两侧烟温偏差大且频繁交变、分配集箱入口壁温温 差大、再热器温度偏低等不足。经过技改后，锅炉本体增加广义回热系统和低温 省煤器系统，制粉系统运行方式也相应进行优化，将DEF三台磨煤机作为主力磨 组，低负荷时保持此种方式运行，相关参数优化效果明显，如表1 所示。
6、表 1 制粉系统运行方式优化由表1中可见，再热汽温增长明显，约降低供电煤耗1.1g/kwh。将磨组运行 方式优化后，火焰燃烧中心提高，在提高再热汽温同时，易使空预器出口烟温升 高，但由于在引风机后、脱硫系统前增加低温省煤器系统，将烟温热量回收提高 凝水温度，进而补偿广义回热系统对凝水温度的影响，因此经过技术改造后，系 统性的使经济性能得到显著提高。3.2 给水温度的优化该超超临界机组高加原采用双列、卧式、U形管、双流程结构，经过技术改 造，引进弹性回热技术，将汽轮机补汽阀改为可调式抽汽补充加热锅炉给水，使 主给水温度显著提高，尤其在低负荷期间效果显著，有效提高锅炉水动力，减小 热偏差，并提高脱
7、硝入口烟气温度，保障环保设备持续投运，同时也降低了锅炉 分配集箱入口壁温偏差，稳定炉膛燃烧，提高机组循环效率。技改前后对主给水 温度的影响由图1所示。图 1 技改前后主给水温度的变化趋势 由图1中可见，在深度调峰期间，低负荷时主给水温度改善效果明显，有利 于提高机组经济性能。3.3 一、二次风温优化 锅炉一次风温对煤粉气流的着火、燃烧速度影响较大，提高一次风温，可降低着火热，使着火位置提前，有数据表明，当煤粉气流的初温从20C提高至300C 时，着火热可降低60%左右，因而在低负荷时提高热一次风温对稳定燃烧效果明 显。而提高二次风温可强化燃烧效果，并能在低负荷时增强着火的稳定性。三期 两台机组
8、的锅炉利用检修机会，引进广义回热系统，在冷一、二次风管道和热一、 二次风管道上均增加一台换热器，稳定工况下，风温提高情况如表2所示。表 2 一、二次风温优化* 注：热一次风温可根据煤质情况通过调阀手动调整 由表2中可见，经过优化后的一、二次风温提升效果明显，在深度调峰低负 荷工况下，对稳定炉膛燃烧，提高空预器出口烟温，确保脱硝系统持续运行等大 有裨益。4 结论 经过不断的探索、技术改造和运行优化调整，该厂深度调峰技术日趋成熟， 在保证机组安全稳定运行基础上，基本可以满足电网需求，为节假日等特殊时间 内深度调峰至 40%负荷工况积累了经验，奠定了基础，并在安全基础上精益求精， 逐步提高经济性能与环保性能。但目前的给水温度对比设计值仍存在一定偏差， 同时低负荷时高温省煤器内过冷度的调整也仍需继续探索操作技术。参考文献：1刘向志.浅谈600MW超临界进组深度调峰技术J.企业技术开发，2014, 33 （31）：44-45作者简介： 刘尧永（1986-），男，江苏徐州人，工程师，从事发电技术工作，邮编：221000。
