电厂深度调峰运行机组安全经济性分析及改进措施研究Word格式.docx
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一、深度调峰在电厂中的必要性
在当前河曲电厂中有着4台燃煤机组，其中一期为2×
600MW亚临界湿冷机组，二期为2×
600MW超临界空冷，总装机容量为2400MW。
对于山西的电网来讲，它是由纯火力的发电厂来进行组成的，因此便会导致其电网峰谷差比较大，因此对于火力发电机组来讲，它参与到调峰的能力并不能够满足其电网峰谷差的变化需求。
那么，为了能够使得火力发电机组可以从一定程度上满足电网的负荷要求，因此对于河曲发电厂来讲，需要使用到600MW的机组进行两班倒的方式，来加入到电网调峰运行，从而可以有效的控制全厂负荷2400MW。
在河曲发电厂中600MW机组重复的进行两班倒使用，因为晚上停止运行早上开机的时候，就会导致汽轮机组处于一个极热态启动，这就对机组中的安全造成了很大的隐患作用。
对于一台600MW机组加入到晚上停止运行，早上重新启动的两班倒调峰运行。
假设我们使用两台2×
600MW机组的机组加入到深度调峰的时候，又不停止机组时候，此时在深度调峰中至少会有着两台机组参与到运行，其中应当包含至少各有一台600MW亚临界湿冷和一台600MW超临界空冷两组机组加入到调峰的运行当中。
二、机组启停调峰与深度调峰收益对比
2018年山西电网安排我厂进行三次启停调峰分别为
（1）2018年01月07日23：
25#3机组停备，01月11日0：
09并网运行，调峰时间为73.73小时。
（2）2018年03月29日06：
17#1机组停备，03月29日16：
30并网运行，调峰时间为10.22小时。
（3）2018年05月21日22：
30#1机组停备，05月23日14：
11并网运行，调峰时间为39.68小时。
经过三次实际启停调峰的时间对比，电网要求的启停调峰时间至少在10小时以上。
一台机组一次启停调峰收益约109万元。
一期两台机组深度调峰至170MW运行9.36小时补偿与一台机组启停调峰的补偿相等。
（每小时58600元）
启停調峰还需考虑设备停运后恢复的可靠性以及在调度要求的时间内恢复并网。
综合考虑机组启停过程中的耗材、对设备整体寿命的影响、人员操作量的增加、机组解列后少发电量等因素，我厂双机深深度调峰运行比单台机组启停调峰的收益多。
除有临时消缺任务外尽量用深深度调峰代替启停调峰。
三、机组调峰对设备造成的影响效果
3.1对机组造成的影响效果
（1）当机组在进行变负荷的工作情况中，若是出现负荷变化率过大的影响，那么就会使得汽包内的蒸汽压力变大，并且相应的温度变化也会随着变大，从而会在汽包外壁上造成明显的温差作用，在长期的作用下，就会使得汽包金属的使用寿命缩短，从而影响电厂的经济性。
（2）机组在进行负荷调整的过程当中，内部燃煤过快或者低负荷运行的时候突然遭遇劣质煤燃烧的时候，就会使得其机组内部燃烧变得不稳定，如果我们不能进行及时的技术操作那么就是造成锅炉灭火的情况发生。
（3）如果机组在进行调峰燃烧的时候不能自动跟踪上进度，那么就需要人为的进行配送燃料，以及对其内部风量进行调整，这种人为的操作较为复杂。
若是操作不当的话，就会导致内部出现积灰，结焦等现象出现。
（4）对于冬季来讲，锅炉在进行负荷运行的时候，比较容易出现长时间高蒸发量的情况出现，并且又受到了锅炉蒸发特点以及煤质变差的情况发生，那么就比较容易出现炉膛结焦以及对流受热面超温的现象发生。
3.2对汽轮机造成的影响效果
（1）对于汽轮机而言，需要保持在百分之七十左右的负荷，随着燃煤量的不断减少，生成的烟气也会渐渐减小，而以对流传热为主的再热器就会变得十分敏感，使得降低的再热蒸汽温度也会增大低压缸内蒸汽温度，从而造成叶片受到侵蚀的速度不断加快。
（2）对于有着较高湿度的蒸汽来讲，它对叶片进行不规则的冲击可能会导致其叶片以及汽轮机两者出现振动的现象，当汽轮机振动的频率与叶片固有的频率一致的时候，那么就会导致出现共振的情况发生。
（3）汽轮机频繁变动负荷运行可能会使得调节级出现变化，从而产生交变热应力，进而影响到汽轮机转子的使用寿命。
四、在深度调峰运行中安全性认知
对于机组加入到深度调峰的过程中，可以有效的使得机组可以避免频繁起停的过程，让设备不会遭受剧烈的温度变化，从而不会出现设备疲劳损坏，使用寿命缩短的情况发生。
在机组加入到深度调峰运行过程的时候，停机大约在8小时左右。
其实机组在进行重新启动的时候属于处在一个热态的起动状态下，此时汽轮机内部的缸温有所下降，我们在此冲转启动的时候主蒸汽内的温度相对于来讲比较低。
但是，在实际情况中因为参与到调峰运动过程中的机组远远偏离设计工况，从而导致运行的操作项目比较多，因此也会存在着一些安全影响因素，并且因为过多的机组参与到调峰运行过程中，也会使得厂内的煤耗率有所上升。
对于机组加入到深度调峰过程中使用设备的安全隐患主要是有着以下几个方面：
（1）我们在对调节阀进行切换的时候比较容易使得轴承振动幅度变大，因此我们为了能够避免这一种情况的发生，应当在机组进行使用前，对机组进行有效的暖机作用，使得机组内部的气缸膨胀均匀，转子缓缓加热，不会造成较大的影响因素。
当机组内部的转子出现较大的应力情况时，那么我们此时就不要在加大机组内部的负荷了，应当保持一个稳定的负荷使其机组进行暖机。
另外，我们在对机组内部调节阀进行调节的时候应当尽量调大，从而保障其调节受力平衡。
（2）当机组从定压运行调整到滑压运行以及减负荷较快的时候，此时机组的负轴向位移就会有所变大。
并且在机组减负荷较快时，内部的调节级压力下降的也比较快。
但是因为再热蒸汽系统容量较大，蓄热能力比较强，就会造成再热蒸汽压力下降迟于调节级压力下降，从而导致压缸平衡活塞出现负的轴向推力情况出现。
假如机组内部的推力瓦块存在着定位不良，推力瓦块承受因为顺序阀快速减负荷而造成的附加軸向推力时，就会造成出现轴向串动的情况发生，从而在一定的程度上使得轴向位置在负方向发生大于推力间隙的情况，可能也会造成机组轴向位移变大，那么面对这种情况的时候，我们应当按照实际情况来减少机组内部的负荷，甚至是停止机组。
（3）在2×
600MW机组中，内部的汽动前置泵型号为HZB253-640离心泵，这一款机组它设计的容量为2*50%。
这一款机组在加入到深度调峰的时候，会使得除氧器压力较低，从而造成气前置泵入口压力比较小，并且汽浊余量较低。
因此，在正常的负荷变化范围内，给水的作用力加上推力轴承作用力可以保障前置泵的正常运行，加入到深度调峰运行的过程中，我们需要了解到给水流量的减少加上汽浊造成前置泵内壁作用力的改变，就会引起前置泵轴向推力出现变化，那么比较容易出现串轴的情况发生。
（4）假设汽动给水泵最小流量阀开度小于百分之五的时候，以此同时出口流量也小于270吨每小时，此时应当快速的发出气泵最小流量阀故障信号，并且还需要关闭气泵免得出现跳闸的情况发生。
对于经常加入调峰运行的机组而言，造成气泵最小流量阀情况的发生，主要是其内部的阀门关闭不严，从而导致出现气泵负荷能力降低的情况发生。
（5）因为机组内部汽轮机中，各段抽汽压力比较小，那么就会造成加热器的疏水不流畅，从而导致机组内部各加热器出生故障报警现象发生。
（6）机组内主机轴的温度骤然升高，并且轴位移发生相应的变化，这也是导致安全隐患的出现因素之一。
（7）因为炉膛热负荷比较低，容易使得造成锅炉燃烧不稳的情况发生
在进行调峰运行的时候，我们需要对机组的可靠性进行有效的提升，这是一个关键的问题。
对于600MW的机组而言，如果是按照180MW的低负荷状态进行运行的时候，就会导致运行操作难度比较大，相应的风险也较高，因此我们需要采取一些方法来进行保障：
我们可以根据锅炉内的燃烧情况，在锅炉燃烧状态不稳的时候，快速调配优质煤参与到其中进行燃烧。
另外对于机组而言，加入到调峰运动的时候其工艺参数变化比较大，那么我们在进行频繁起停以及频繁升降等过程中，需要对其汽包上下温度进行加强以及对汽轮机中的温度也需要加强。
在600MW机组加入到低负荷180MW调峰运行的时候，可能会受到煤粉浓度的影响效果，因此我们必须使用三台磨煤机来进行操作，这样就会使得跳停磨煤机对机组的安全影响变得较小，如果我们对这一个操作处理不当的话，那么就会使得锅炉内的火焰逐渐消失。
因此，我们想要进一步的加强设备的有效性，那么就需要加强对设备的管理以及分析。
五、机组进行调峰运行时需要采取相应的措施
5.1降低锅炉的影响效果按照机组运行的经验来看，如果想要减少温差对锅炉金属设备使用寿命的影响效果，那么就必须要控制好负荷的变化率，总体的说来，对于机组在进行正常的运作中，负荷的变化率控制在6～16MW/MIN；
在出现故障的时候原则上我们需要使其控制在20MW/min左右，但是当进行低负荷调峰或者对锅炉结焦进行处理的时候，那么就要保障负荷变化率不会超过4MW/min。
5.2有效的预防锅炉灭火以及燃爆事故发生
（1）进行具有科学化的调整缝份配比，在进行低负荷运行的时候，我们需要保障炉膛内的氧量值小于并且等于8，并且还需要有着合理的磨煤机运行方式；
在进行减少送风量的同时，我们还需要注意避免大幅关小送风机挡板或者减小送风机内部的转速；
对于制粉系统来讲，我们还需要对其热风门开度不宜过大，从而造成燃烧器出口火焰不稳的情况发生，另外在进行启停制粉系统的时候，进行操作中需要保持稳定避免使得炉膛内的波动出现晃动的情况发生。
（2）定期试验灭火保护装置，保证炉膛负压表、氧量表准确好用，及时了解来煤情况，以便准确组织燃烧，避免灭火的发生。
（3）合理的搭配煤，我们可以根据煤的性质不同来讲其进行有效的分类，分为一等煤和二等煤两者类型，从而可以有效准确的组织其燃烧，避免炉膛内出现灭火的情况发生。
（4）使用燃烧效果比较好的燃烧器，在机组进行维修的时候，对锅炉内的浓淡煤粉燃烧器进行一定程度上的优化。
（5）快加负荷时，人为调整燃烧不当易造成二次燃烧，导致再热器热段超温.为消除再热器超温爆管的隐患，一方面要加强岗位技能培训，另一方面我们还需要有着针对性地将再热器热段改造为耐温性能更好的T91型钢管。
六、调峰运行的经济效果改善措施
（1）构建出完善的煤掺烧快速反映机制，从而保障煤种可以正确快速的进行更换以及掺配。
（2）对于环境方面来讲，我们还需要建立良好的空气预热器工况，将其作为影响锅炉经济性的重点因素来进行考虑，从而使得锅炉排烟以及电厂用电量保持在一个较低的水平线上。
（3）对于磨煤机来讲，需要在满足煤粉细度要求的前提下，尽量的使系统内部的通风流量以及原煤流量达到最大值。
（4）在进行多机调峰运行的时候，除了可以采取以上的一些方法外，我们还需要按照单机的经济性调度机组负荷，对于经济调度来讲，主要是通过调整发电机组的负荷率来完成的。
从而可以实现使用最少的燃料来进行完成一定的供电量，当汽轮发电机组的热耗特点曲线单调连续的时候，可以采用适当的微增热耗功率来达到相应的负荷率，单独给汽轮机的热耗特点曲线不连续的时候，那么我们可以需要使用等微增热耗率来对负荷进行一个有效的分配，这一种方法也是可以实现燃料消耗量最小的措施。
（5）根据电网新能源装机不断增加的实际情况，火电机组作为新能源机组的配套调整功能将进一步提升，电网调峰能力不足的问题进一步凸显，要求现役机组进行灵活性改造，降低最低稳燃负荷将是一个必然的过程。
（6）根据省经信委有相关的补偿政策，按照根据《关于调整山西电网有偿调峰补偿标准有关事项的通知》的要求，根据测算机组减负荷至180MW后，每小时每台机组补偿5.16万元，结合2018年12月20日我厂配合山西电网新能源消纳，#1、#2机组深度调峰至170MW，稳定运行8.5小时，我厂#1、#2机组有条件进行灵活性改造，改造后提升调峰补偿的能力。
结束语：
我们通过在本篇文章中对调峰过程出现的问题进行了认真的分析和探讨，并且制定了相应的措施，从而可以在一定的程度上优化机组加入深度调峰运行时设备的安全性以及可靠性，并且不断的对机组进行优化，还能使得其节能以及减排的效果较为明显。
因为实施大机组加入深度调峰运行，减小了机组的停机时间，也得到了可观的社会效益。
在河曲发电厂中，该厂自从2018年以来，共参与了大约70次的深度调峰运行，在进行调峰运行的时候，创造的经济利益大约有着2835万元左右。
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（作者单位：
国神集团山西河曲发电有限公司）
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