楊冬冬

內(nèi)蒙古國華呼倫貝爾發(fā)電有限公司，中國·內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000

1 引言

近年來，伴隨新能源裝機(jī)比重不斷提升，電力系統(tǒng)調(diào)峰能力不足問題愈發(fā)突出，煤電已然成為深度調(diào)峰“主力”，個別電廠甚至嘗試開展了30%及以下的負(fù)荷深度調(diào)峰試驗(yàn)，以增強(qiáng)在調(diào)峰市場中的競爭力。

集控值班員日常調(diào)峰操作劇增，減負(fù)荷操作過程中存在風(fēng)險加大，現(xiàn)暫且不考慮深度調(diào)峰對機(jī)組壽命影響，下面就深度調(diào)峰降負(fù)荷過程中各重要風(fēng)險點(diǎn)分析如下，以此提高人員對深度調(diào)峰風(fēng)險點(diǎn)更好理解及掌握。

2 設(shè)備/系統(tǒng)概述

中國內(nèi)蒙古國華呼倫貝爾發(fā)電有限公司一期2×600MW超臨界機(jī)組鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司自主開發(fā)研制的600MW 褐煤超臨界鍋爐，鍋爐型號HG-1913/25.4-HM15 型，單爐膛，一次中間再熱、墻式切圓燃燒、平衡通風(fēng)、緊身封閉、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)П 型燃煤鍋爐。汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的超臨界蒸汽參數(shù)、一次中間再熱、單軸兩缸兩排汽、單背壓、直接空冷式汽輪機(jī)，額定功率600MW。機(jī)組能以定—滑—定和定壓運(yùn)行方式中的任何一種方式運(yùn)行。在以定—滑—定方式運(yùn)行時，滑壓運(yùn)行的范圍按鍋爐最大連續(xù)出力的40%～90%，汽輪機(jī)旁路采用高低壓兩級旁路[1]。

3 存在的問題/發(fā)現(xiàn)的隱患

1 號機(jī)組AGC 負(fù)荷自動調(diào)整區(qū)間為240～600MW，240MW 以下負(fù)荷段調(diào)整需要解除協(xié)調(diào)手動完成降負(fù)荷操作，不在協(xié)調(diào)方式下降負(fù)荷是對運(yùn)行人員操作技能水平的極大考驗(yàn)，手動既要完成減煤、減水、切閥、轉(zhuǎn)態(tài)，保證過熱度、主再汽溫在可控區(qū)間，又要保證機(jī)組主輔設(shè)備安全可靠運(yùn)行，可以說一次深度調(diào)峰操作量幾乎等同于一次停機(jī)操作，在操作細(xì)節(jié)上有很多技術(shù)點(diǎn)需要推敲，如SCR 入口溫度如何保證脫硝不退出？油槍是否必須投入穩(wěn)燃？如何避免工頻凝泵壓力低聯(lián)啟？高低旁盲目投入帶來的危害？低負(fù)荷風(fēng)機(jī)出力大幅降低出現(xiàn)出力不均搶風(fēng)的問題？機(jī)組深度調(diào)峰對電網(wǎng)來說僅是一個降負(fù)荷指令，而對于電廠側(cè)來說存在較大的風(fēng)險，因機(jī)組深度調(diào)峰機(jī)組造成機(jī)組跳閘事故案例也很多，如何保證在不良的電力供需市場中求得生存是我們每一位值班員深思的命題。

4 影響因素分析

第一，機(jī)組深度調(diào)峰所需燃料量較少，直接導(dǎo)致SCR入口溫度降低，呼貝電廠1 號機(jī)組未進(jìn)行脫硝系統(tǒng)全負(fù)荷段投運(yùn)的技術(shù)改造，存在降負(fù)荷SCR 入口溫度降至290℃退出脫硝可能，即使溫度在退出投入之間波動，脫硝反應(yīng)器處于運(yùn)行工況不佳，易造成噴入過多氨氣生成硫酸氫氨威脅到空預(yù)器安全，如遇機(jī)組深度調(diào)峰SCR 入口溫度是我們一個重要的關(guān)注點(diǎn)[2]。

第二，機(jī)組深度調(diào)峰來令之快是我們無法提前預(yù)控，現(xiàn)制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式為中間四臺磨煤機(jī)長期運(yùn)行，最上層和最下層磨煤機(jī)參與倒換，當(dāng)磨煤機(jī)故障停運(yùn)或跳閘時，中速磨要提前進(jìn)行暖磨，倒換時間大大拖延深度調(diào)峰進(jìn)度，面臨問題就是快速降負(fù)荷過程中燃燒工況如何保證。

第三，凝泵的變頻改造大大降低廠用電率，但是快速降負(fù)荷則帶來的風(fēng)險反作用于機(jī)組，如果不提前進(jìn)行手動干預(yù)，機(jī)組快速降負(fù)荷過程中凝結(jié)水母管壓力隨著負(fù)荷降低會快速下降，容易造成備用泵聯(lián)啟，除氧器上水調(diào)節(jié)緩慢除氧器滿水又成為必然，凝結(jié)水母管壓力在深度調(diào)峰監(jiān)視調(diào)整成為必要操作。

第四，保證鍋爐在干態(tài)運(yùn)行，降至240MW 以下時必須采用開啟高低旁將主再氣壓和流量變相實(shí)現(xiàn)降負(fù)荷，低旁投入前先投減溫水，減溫水如果大幅操作必然引起凝結(jié)水母管壓力變化，同理投入高旁先投汽側(cè)，后投減溫水，此減溫水是直接取自給水母管，減溫調(diào)門變化直接引起總給水流量的變化，深度調(diào)峰過程中，給水是定流量，小機(jī)低壓調(diào)門處于低開度，調(diào)節(jié)品質(zhì)差，如果引起給水流量波動，導(dǎo)致后果也極其嚴(yán)重[3]。

第五，呼貝電廠處于高寒地區(qū)，冬季要滿足供熱需求，深度調(diào)峰后空冷運(yùn)行存在較大的安全隱患，低壓缸排汽流量能否滿足空冷最小防凍流量，如何保證空冷不發(fā)生凍害事故，需要進(jìn)一步進(jìn)行試驗(yàn)確認(rèn)。

5 控制策略

第一，240MW 以下降負(fù)荷機(jī)組退出協(xié)調(diào)方式，汽機(jī)、鍋爐、給水主控解除自動，機(jī)組在純手動控制，一般情況下鍋爐主控和汽機(jī)主控協(xié)同操作降負(fù)荷，鍋爐主控控制總煤量、給水定流量控制，為了防止機(jī)組水煤比失調(diào)，在深度降負(fù)荷都保持干態(tài)運(yùn)行，無論手動操作煤還是水，一定監(jiān)視過熱度平穩(wěn)，水煤比在正常范圍，原則上維持四臺磨煤機(jī)運(yùn)行。1號爐優(yōu)先運(yùn)行B/C/D/F 或C/D/E/G 磨煤機(jī)。可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行摸索組合，以停運(yùn)下層磨，運(yùn)行上層磨為原則。磨煤機(jī)禁止隔二層投入，除磨煤機(jī)故障或其他異常處理期間，待異?；謴?fù)后立即恢復(fù)正常運(yùn)行方式，防止隔層燃燒不穩(wěn)。

第二，當(dāng)機(jī)組降至270MW以下時，脫硝系統(tǒng)應(yīng)加強(qiáng)跳閘，以脫硝入口NOx濃度為依據(jù)，穩(wěn)定供氨流量5min以后，觀察凈煙氣NOx濃度數(shù)值，根據(jù)濃度，調(diào)整供氨流量（每次10Nm3/h），循環(huán)反復(fù)調(diào)整，直至凈煙氣NOx濃度30～40mg/Nm3。調(diào)整過程中參考脫硝逃逸率（A側(cè)：1.0mg/Nm3，B側(cè)：0.8mg/Nm3），避免大開大關(guān)，造成逃逸率超標(biāo)（控制逃逸率＜2.5mg/Nm3）。調(diào)整過程，以不發(fā)生引風(fēng)機(jī)搶風(fēng)為前提，控制兩臺引風(fēng)機(jī)電流偏差＜10A，通過二次風(fēng)擋板調(diào)整，控制脫硝入口NOx濃度盡量保持在500mg/Nm3以下，監(jiān)視凈煙氣NOx濃度，防止小時均值超標(biāo)。

第三，機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行期間，加強(qiáng)除氧器液位的監(jiān)視，自動調(diào)節(jié)不良時，立即解除手動進(jìn)行調(diào)整，密切監(jiān)視凝結(jié)水出口母管壓力變化，當(dāng)凝結(jié)水流量低于450t/h 時，應(yīng)適當(dāng)開啟凝結(jié)水再循環(huán)閥運(yùn)行，防止再循環(huán)突開，引起凝結(jié)水流量擺動。

第四，當(dāng)機(jī)組降至240MW 時，應(yīng)加強(qiáng)高、低加液位的監(jiān)視，尤其應(yīng)關(guān)注3 號高加液位的波動，如3 號高加液位波動，應(yīng)立即將3 號高加疏水切至排氣裝置。加強(qiáng)其他加熱器液位的監(jiān)視，尤其7 號低加，發(fā)生液位波動情況，應(yīng)立即開啟高、低加事故疏水，將疏水回收至排氣裝置。

第五，加強(qiáng)汽輪機(jī)3、4 瓦軸承溫度、振動等參數(shù)的監(jiān)視，如任一參數(shù)有上漲趨勢，應(yīng)立即降低空冷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，提高機(jī)組背壓至10kPa，同時投入低壓缸噴水減溫。如采取措施無效，軸系振動達(dá)到保護(hù)動作值未動作或瓦溫達(dá)到停機(jī)值，立即破壞真空緊急停機(jī)。

第六，當(dāng)機(jī)組降至270MW 以下時，加強(qiáng)爐膛負(fù)壓及火檢信號監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)燃燒不穩(wěn)（爐膛負(fù)壓波動超過300Pa），立即停止減負(fù)荷操作，投入油槍進(jìn)行穩(wěn)燃。深調(diào)前進(jìn)行油槍投退試驗(yàn)，確保各油槍可靠備用；制粉系統(tǒng)出現(xiàn)異常，及時減少給水流量；根據(jù)制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式層投大油槍，增加剩余運(yùn)行磨煤量保持總煤量＞140t/h；控制煤水比，保持分離器出口過熱度15℃～25℃；注意監(jiān)視主、再熱汽溫及減溫水控制，汽溫下降速度達(dá)到打閘條件（10min 下降50℃）時，果斷打閘。

第七，當(dāng)機(jī)組降至270MW 以下時，空預(yù)器保持連續(xù)吹灰。加強(qiáng)空預(yù)器入口、出口排煙煙溫監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)排煙溫度升高，及時停止減負(fù)荷操作。

加強(qiáng)風(fēng)機(jī)電流監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)電流偏差＞5A，及時進(jìn)行風(fēng)機(jī)電流調(diào)整。發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)電流波動大情況，停止減負(fù)荷操作。做好風(fēng)機(jī)失速、風(fēng)機(jī)喘振事故預(yù)想。保持鍋爐風(fēng)量950t/h 左右，監(jiān)視引風(fēng)機(jī)靜葉開度≥26%，防止低負(fù)荷運(yùn)行風(fēng)機(jī)搶風(fēng)。

第八，低負(fù)荷時當(dāng)制粉系統(tǒng)故障跳閘，及時投油穩(wěn)燃，穩(wěn)定鍋爐參數(shù)。檢查其他磨煤機(jī)增加煤量，磨煤機(jī)參數(shù)穩(wěn)定。穩(wěn)定后啟動備用制粉系統(tǒng)。如四臺磨煤機(jī)運(yùn)行，發(fā)生一臺磨煤機(jī)跳閘，一次風(fēng)機(jī)如發(fā)生喘振，應(yīng)關(guān)小喘振風(fēng)機(jī)動葉，開大未喘振風(fēng)機(jī)動葉，維持一次風(fēng)壓穩(wěn)定，直至喘振風(fēng)機(jī)的喘振現(xiàn)象消失并運(yùn)行穩(wěn)定后，再重新并入風(fēng)機(jī)運(yùn)行。

6 結(jié)語

機(jī)組深度調(diào)峰現(xiàn)成為一種常態(tài)，并且很有可能成為機(jī)組未來盈利的主要發(fā)展方向，作為值班員首先要保證機(jī)組能夠在深度調(diào)峰過程中主輔設(shè)備安全，如果很清楚深度調(diào)峰的風(fēng)險及時進(jìn)行預(yù)防性控制有效規(guī)避很多問題，對于人員要加強(qiáng)各崗位調(diào)峰操作技能培訓(xùn)，確保操作上不能出任何閃失，同時機(jī)組設(shè)備面臨很多技術(shù)改造問題，需要我們在工作中不斷摸索和總結(jié)實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步。