劉增春 劉江濤

摘? 要：青海省春夏季節(jié)新能源電量居多，對于給定負荷較小的火電機組來說深度調(diào)峰是其唯一出路。為此，海拔高度2 366 m（大氣壓73.7 kPa）的某火電廠為了滿足深度調(diào)峰的要求做了大量試驗。該文主要從準備工作、試驗階段加以論述。

關(guān)鍵詞：試驗過程;試驗條件;汽輪機

中圖分類號： TK221? ? 文獻標志碼：A

1 機組簡介

超超臨界變壓運行直流鍋爐采用П型布置、單爐膛、四角切圓燃燒方式，爐膛采用垂直上升和螺旋管膜式水冷壁、一次中間再熱、調(diào)溫方式除煤/水比外，還采用煙氣出口調(diào)節(jié)擋板、燃燒器擺動、噴水減溫等方式。汽輪機是一次中間再熱、兩缸兩排汽、單軸、間接空冷凝汽式汽輪機。

2 試驗過程

2.1 試驗?zāi)康?/p>

通過低負荷穩(wěn)燃試驗、燃燒調(diào)整、邏輯優(yōu)化等試驗手段，確定深度調(diào)峰的可行性，提供機組適應(yīng)于深度調(diào)峰的長期低負荷鍋爐運行方式。在此基礎(chǔ)上優(yōu)化機組CCS，確定深度調(diào)峰的各項邊界工況。

2.2 試驗條件

試驗條件有13個。1）機組嚴密性檢查合格，無明顯漏點。2）汽機真空系統(tǒng)、氫系統(tǒng)嚴密性符合設(shè)計要求。3）確定試驗機組系統(tǒng)已與其他非試驗系統(tǒng)隔離。4）確認各主、輔機能正常運轉(zhuǎn)并滿足試驗要求，具備試驗條件。5）機組協(xié)調(diào)等主要運行控制系統(tǒng)能正常投入。6）主要運行參數(shù)測量一次元件應(yīng)經(jīng)過校驗，DCS顯示正常。7）提供試驗用煤的工業(yè)分析及元素分析，試驗用煤保持相對穩(wěn)定并符合標準。8）機組油槍可靠備用，運行正常，具備緊急備用投入條件。9）機組沒有較大缺陷，主保護、重要輔機保護投入，不影響機組正常升降負荷。10）試驗前已經(jīng)完成鍋爐全面吹灰。試驗期間，不吹灰、不進行任何干擾工況的操作[2]。11）試驗開始前，鍋爐運行持續(xù)時間大于72 h，正式試驗前的12 h中，前9 h鍋爐負荷不低于機組額定負荷的75%，后3 h鍋爐應(yīng)維持預(yù)定的試驗負荷，每種工況試驗持續(xù)時間2 h～4 h，試驗期間主要運行參數(shù)保持在允許波動范圍內(nèi)。12）試驗前確認廠用電源切換正常，切至工作電源。試驗前確認柴發(fā)可以正常啟動。13）試驗前，已經(jīng)向運行人員進行安全技術(shù)交底，要求運行人員對試驗中的敏感測點加強監(jiān)視。

2.3 試驗內(nèi)容

機組40%～50%額定負荷區(qū)間內(nèi)的燃燒調(diào)整即磨煤機出口風(fēng)粉速度調(diào)平與標定、風(fēng)煤比調(diào)整試驗、加載力調(diào)整試驗、磨出口溫度調(diào)整試驗、磨投運方式調(diào)整試驗、鍋爐配風(fēng)調(diào)整試驗、運行氧量調(diào)整試驗、二次風(fēng)門優(yōu)化調(diào)整試驗[1]。200 MW負荷下穩(wěn)燃試驗、負荷變動試驗。

3 試驗注意事項

深調(diào)全過程中密切監(jiān)視火檢信號及火焰電視，如有火檢波動則停止降負荷，經(jīng)調(diào)整火檢信號穩(wěn)定后再繼續(xù)降負荷。當燃燒有明顯減弱的趨勢時，如氧量明顯上升，主汽壓下降較快，爐膛壓力波動達到±200 Pa，火焰有閃爍現(xiàn)象時，應(yīng)投油穩(wěn)燃，然后通過減小磨煤機一次風(fēng)量、提高磨煤機出口溫度，增加磨煤機加載力、提高磨煤機出力等措施進行穩(wěn)燃。當爐膛壓力波動超過±500 Pa，且有明顯的滅火征兆時，嚴禁投油穩(wěn)燃，防止滅火放炮。機組深調(diào)期間如果磨煤機火檢波動，應(yīng)將燃燒器擺角維持在水平位置。

低負荷或燃燒不穩(wěn)定時盡量避免磨煤機啟停操作，減少擾動，必須進行制粉系統(tǒng)啟停時，應(yīng)在鍋爐工況穩(wěn)定時或投油助燃后進行。精細化調(diào)整鍋爐燃燒系統(tǒng)，保證合適的煤粉細度、過量空氣系數(shù)，保證充分燃燒，嚴防尾部煙道發(fā)生二次燃燒的惡劣事件。加強對制粉系統(tǒng)的監(jiān)視調(diào)整，防止斷煤、堵磨。低負荷情況下加強空預(yù)器吹灰，保證空預(yù)器扇形板正常投入，加強鍋爐金屬壁溫監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常立即停止試驗，查明原因并消除隱患后方可繼續(xù)試驗。如果一次調(diào)頻變化率較大，應(yīng)防止鍋爐主控指令突然大幅降低，煤量劇減，鍋爐燃燒不穩(wěn)，必要時可切除一次調(diào)頻、AGC。如果爐膛負壓達到鍋爐MFT動作值但保護拒動且爐膛壓力波動幅度繼續(xù)增大，應(yīng)立即手動MFT[3]。當爐膛己經(jīng)滅火或己局部滅火并瀕臨全部滅火時，嚴禁投油。鍋爐滅火后，要立即停運輕油系統(tǒng)及確認制粉系統(tǒng)全部停運，嚴禁用爆燃法恢復(fù)燃燒，重新點火前必須對鍋爐充分通風(fēng)吹掃。

4 試驗過程

負荷330 MW時，通過調(diào)節(jié)每臺磨煤機4個出粉管可調(diào)縮孔來保證各出粉管風(fēng)速一致，保持在30 m/s。做配平試驗時一定要保證單臺磨煤機的風(fēng)量、加載力、分離器頻率、給煤機煤量不變。找到每臺磨煤機的最佳運行工況，保證燃燒穩(wěn)定。試驗前修改鍋爐對應(yīng)的邏輯。降負荷至300 MW以下時，負荷率改至11 MW/m，投入空預(yù)器連續(xù)吹灰。并且投入鍋爐暖管系統(tǒng)，并將儲水箱至一級減溫水系統(tǒng)電動門、調(diào)門打開（暖管系統(tǒng)投入完成的標志為儲水箱液位不漲，暖管系統(tǒng)溫度維持緩慢上升狀態(tài)至≥250 ℃穩(wěn)定）。暖管系統(tǒng)入口手動門開啟半圈手動節(jié)流，控制最小流量。如果期間過熱度正常的情況下，儲水箱液位>3 m，則關(guān)閉暖管系統(tǒng)電動門。嚴密監(jiān)視中間點過熱度在10 ℃～40 ℃，嚴防過熱度過低，儲水箱水位高鍋爐MFT動作。

加強監(jiān)視汽輪機上下缸溫差、脹差、軸向位移等主要參數(shù)的變化，發(fā)生異常變化時立即停止試驗，調(diào)整正常后方可繼續(xù)試驗。盡量保持下層磨煤機集中運行，至少維持連續(xù)3臺及以上制粉系統(tǒng)運行，最好為A+B+C制粉系統(tǒng)運行方式，出力均勻分配，保證鍋爐燃燒中心集中。當給煤機出力過低時，應(yīng)當注意切換為2臺磨煤機運行方式，以保證燃燒器煤粉濃度。首次在低負荷工況下制粉系統(tǒng)啟停時，應(yīng)在鍋爐工況穩(wěn)定時或投油助燃后進行。加強對燃燒系統(tǒng)的監(jiān)視調(diào)整，總風(fēng)量要按照規(guī)程參照經(jīng)濟氧量上限控制，一、二次風(fēng)量配比要適當，一次風(fēng)量不宜過大，要保證一定的煤粉濃度，一、二次風(fēng)壓要同步調(diào)整。根據(jù)曲線，控制二次風(fēng)/爐膛差壓合適。機組負荷在300 MW以下時逐漸緩慢退出一臺汽泵，保持3 000 rpm備用，操作過程中嚴密監(jiān)視煤水比和給水流量。將機組輔汽由四抽供氣自動切為冷再供汽，確保輔助蒸汽壓力不低于0.75 MPa，確保輔汽溫度>300 ℃，如果輔汽聯(lián)箱壓力低，則適當關(guān)小鍋爐一、二次暖風(fēng)器汽源調(diào)門開度。

解除機組AGC，第一階段降負荷至264 MW，第二階段降負荷至200 MW，檢查總煤量、給水量下降，水煤比保持不變。負荷降至220 MW時將軸封供汽逐漸倒至輔汽接帶。降負荷至30%以下時，主汽閥采用單閥控制方式，負荷繼續(xù)下降時給水流量會低于MFT動作值552.7 t/h，試驗前要將給水流量保護定值修改為450 t/h，給水流量下降過程中加強對水冷壁壁溫的監(jiān)視，如水冷壁短時間內(nèi)上升超過20 ℃或水冷壁壁溫達到450 ℃，應(yīng)停止試驗。降負荷過程中過熱度不得低于12 ℃。注意爐膛出口煙溫低于500 ℃時，根據(jù)溫度變化率暫停機組深度調(diào)峰。深度調(diào)峰期間總風(fēng)量不低于900 t/h時，如需降低風(fēng)量應(yīng)緩慢操作。如果尾部煙道發(fā)生輕微二次燃燒，排煙溫度不正常升高20 ℃以內(nèi)時，應(yīng)立即檢查各段煙溫，判斷二次燃燒部位并投入連續(xù)吹灰。如果尾部煙道發(fā)生嚴重二次燃燒并威脅設(shè)備安全時應(yīng)立即停爐。停爐后停運送、引風(fēng)機，保持空預(yù)器運行，密閉各風(fēng)煙檔板并連續(xù)對空預(yù)器吹灰。待二次燃燒現(xiàn)象消除，煙道溫度不再上升并穩(wěn)定下降時，可以緩慢調(diào)節(jié)風(fēng)、煙檔板，進行必要的通風(fēng)冷卻和吹掃。

在200 MW時由于給水量較低，一定要監(jiān)視好各受熱面壁溫。防止壁溫超限。如璧溫上漲明顯應(yīng)采取降低過熱度或調(diào)整給水量偏置等方式進行調(diào)整。深度調(diào)峰期間，給水流量的調(diào)整應(yīng)緩慢進行，防止給水流量大幅波動。磨煤機的風(fēng)煤盡量不變，觀察各磨煤機的火檢，煤量下降過程中，磨煤機的風(fēng)量可手動控制，盡量靠近試驗前煤量和風(fēng)量的試驗比例，提高出口溫度。加載力調(diào)整不但要參考煤量，還要參考石子煤的排放和磨煤機的振動。一定要監(jiān)視好磨碗差壓，防止堵磨。分離器頻率盡量保持不變，根據(jù)試驗前煤粉細度的要求設(shè)定分離器頻率。負荷264 MW穩(wěn)定一段時間后，繼續(xù)向200 MW降，此時一定要監(jiān)視磨煤機的火檢，當一臺磨煤機的火檢開關(guān)量消失后立即投油穩(wěn)燃。由于此時給水量比低，應(yīng)退出一臺汽泵運行并保持3 050 r/m備用。在退汽泵的過程中要監(jiān)視運行汽泵的流量在290 t/h以上。防止汽泵給水流量低于290 t/h再循環(huán)開度小于85%導(dǎo)致汽泵跳閘。

降負荷至200 MW過程中，根據(jù)磨煤機出力調(diào)整二次風(fēng)門（20 t/h～50 t/h給煤量對應(yīng)30%～50%的小風(fēng)門開度），將未投運的制粉系統(tǒng)二次風(fēng)門關(guān)至10%。僅油槍投入時，燃油二次風(fēng)門AB、CD開度為40%。低負荷為維持二次風(fēng)差壓，盡量將高低位燃盡風(fēng)開度關(guān)小，逐漸將燃盡風(fēng)關(guān)小至10%，將二次風(fēng)差壓提高至0.6 kPa以上。如脫硝煙溫降低至300 ℃，應(yīng)停止降負荷，增加燃料調(diào)整燃燒或提高火焰中心提高煙溫，待煙溫回升后再繼續(xù)降負荷。

機組深度調(diào)峰期間控制主、再熱汽溫在550 ℃以上，如汽溫降低至550 ℃以下時保持機組負荷穩(wěn)定，調(diào)整恢復(fù)主、再熱汽溫至550 ℃以上再繼續(xù)降負荷，在汽溫降低時嚴密監(jiān)視汽輪機振動、膨脹、差脹和軸向位移等各項參數(shù)。降負荷過程中要監(jiān)視好一次風(fēng)壓，必要時增開備用磨一次風(fēng)通道，防止一次風(fēng)機發(fā)生搶風(fēng)和失速。低負荷工況中，機組單側(cè)二次風(fēng)量200 t/h～300 t/h，因測點設(shè)備特性，處于低流量時檢測不到流量，有可能由300 t/h跳變?yōu)?，導(dǎo)致風(fēng)量低觸發(fā)MFT。應(yīng)提高機組風(fēng)量，避開測量死區(qū)，將增加的風(fēng)量由燃盡風(fēng)處排入爐膛。降負荷過程中應(yīng)控制分離器壓力維持在13.5 MPa（±0.2MPa）。

凝結(jié)水泵最低轉(zhuǎn)速不低于850 rpm，凝結(jié)水泵出口壓力不低于1.0 MPa，當凝泵出口流量接近400 t/h時，開啟凝結(jié)水泵再循環(huán)調(diào)門保證流量>400 t/h。凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速或出口壓力接近下限時，及時將凝泵變頻調(diào)節(jié)除氧器水位切手動，利用除氧器上水調(diào)門調(diào)節(jié)除氧器水位。在此期間確保凝汽器、除氧器水位正常。鍋爐一、二級低溫省煤器投入時保證低溫省煤器凝結(jié)水壓力不低于0.7 MPa，利用低溫省煤器旁路調(diào)門進行調(diào)節(jié)，二級低溫省煤器出口煙溫降至103 ℃以下時，停運低溫省煤器增壓泵。提高低溫省煤器系統(tǒng)凝結(jié)水側(cè)壓力>0.7 MPa，關(guān)閉低溫省煤器至6號低加進、出口電動門，啟動一、二級低溫省煤器再循環(huán)泵，減小深調(diào)期間煙溫過低帶來的低溫腐蝕且防止一、二級低溫省煤器內(nèi)部汽化，見表1[1]。

不同的總?cè)剂狭浚瑢?yīng)不同的總風(fēng)量，總風(fēng)量過低會導(dǎo)致火檢波動、燃燒不穩(wěn)等一系列問題，主控與總風(fēng)量要匹配調(diào)節(jié)見表2。

給水調(diào)節(jié)，主要依據(jù)因素有機組負荷、過熱度、主再熱蒸汽溫度，防止煤多水少導(dǎo)致受熱面超溫，防止煤少水多使汽水分離器出口溫度降到471 ℃觸發(fā)鍋爐MFT，給水控制見表3。

鍋爐主控最終體現(xiàn)的是總煤量，總煤量不能快加、快減，總煤量過調(diào)會引起過熱度正向和變化率加快，不及時控制會導(dǎo)致受熱面超溫，總煤量調(diào)節(jié)滯后會引起主再熱蒸汽溫度長時間過低，影響機組運行的經(jīng)濟性。負荷指令對應(yīng)鍋爐主控指令函數(shù)見表4。

自動控制最小值。為防止過調(diào)，機組給水流量、一次風(fēng)壓、總風(fēng)量、單臺磨煤機出力、總煤量、一次風(fēng)機、送風(fēng)機、引風(fēng)機需要設(shè)置最小值?？傦L(fēng)量下限設(shè)定為600 t/h。給水流量下限修改為500 t/h，MFT值由552.7 t/h改為450 t/h，單臺磨煤機最小出力為15 t/h。一次風(fēng)壓下限值為6 kPa。總煤量下限為85 t/h。送風(fēng)機動葉最小20%，一次風(fēng)機動葉20%，引風(fēng)機動葉5%。

參考文獻

[1]劉江濤.高海拔地區(qū)660MW超超臨界煤電機組直流П型鍋爐運行調(diào)整淺析[J].環(huán)球市場，2019（9）：366.

[2]劉新東，陳煥遠，姚程.計及大容量燃煤機組深度調(diào)峰和可中斷負荷的風(fēng)電場優(yōu)化調(diào)度模型[J].電力自動化設(shè)備，2012（2）：95.

[3]楊學(xué)良.300MW機組深度調(diào)峰存在的危險及防范[J].電力安全技術(shù)，2009（9）：10.