机组低负荷下解列加热器对锅炉燃煤量的影响

李嘉华，石 宇，侯艳峰

（华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003）

机组低负荷下解列加热器对锅炉燃煤量的影响

李嘉华，石 宇，侯艳峰

（华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003）

随着国内发电量的快速增长，火电机组常被要求在低负荷下运行。此时，锅炉需加入易燃燃料进行助燃，造成燃料成本升高。因此，采取相应措施，确保锅炉的稳定燃烧变得尤为重要。分析了机组热力系统在相同负荷下，研究了解列加热器后，对机组锅炉燃煤量的影响。通过解列不同的加热器，为确保锅炉的稳定运行提供参考。

：加热器；解列；系统；低负荷；锅炉；燃料；运行；成本

0 概 述

计至2014年，我国火电行业总装机达到91569万千瓦，占全部装机容量的67.4%。发电量41731亿千瓦时，同比下降0.7%，但占比仍高达75.2%。火电机组仍然是我国发电的主力机组。但火电设备平均利用小时数同比下降314h，为4706h，是1978年以来的最低水平。由于电能不能储存，因此，发电量必须与用电量相匹配。白天用电负荷较大，机组负荷相应较高，而夜间用电负荷较低，中调会要求一些机组运行在很低的负荷下，甚至要求一些机组热备用。机组在低负荷运行时，就需要投入大量易燃燃料（重油、柴油等）进行助燃，从而保证锅炉稳定燃烧［1］，但是这些燃料价格相对于煤昂贵很多，长期使用必然使运行成本上升。锅炉不投油稳定燃烧负荷约为50%，如果锅炉长期在低负荷下运行，不仅会增加投油助燃的成本，而且使锅炉稳定燃烧的状态变差，降低机组运行的安全性。

根据有关文献［2-4］的研究结果，很多是通过改变一二次风比例、改变燃烧器负荷分配、改变燃烧方式等方法，以保证锅炉的稳燃状态，而这些方法并不能真正增加锅炉负荷。在以往的研究中，还没有从机组热力系统方面入手增加锅炉燃煤量的研究。

在机组热力系统内，加热器是比较易于控制的设备，解列加热器属于机组常规操作。机组负荷较高时，使用加热器可提高机组效率，减少煤耗率。解列加热器将导致机组效率下降，增加煤耗率。然而在低负荷情况下，首要任务是保证锅炉稳定燃烧，如果锅炉灭火，那么机组经济性就无从谈起。因此，是否可通过解列加热器，在机组负荷不变时，提升锅炉的燃煤量，从而保证锅炉在不投油的条件下稳定燃烧。已有的运行经验表明，通过解列加热器，提高锅炉的燃煤量，对锅炉的稳燃更有利。

1 研究内容

现以某型N300-16.67MPa/537℃/537℃水冷机组为研究对象，在不考虑定期排污、连续排污及其它小流量条件下，在低负荷（40%、50%）时，解列不同加热器，分析了给水、主蒸汽、再热蒸汽流量、焓值的变化情况，并计算锅炉负荷及热耗率的变化。为低负荷下解列加热器，从而提高锅炉燃煤量、保证锅炉稳燃提供理论依据。

该机组热力系统的布置，如图1所示。

图1机组热力系统图

该机组共有8段非调整抽汽。在图1中，H1～H3为高压加热器，H4为除氧器，H5～H8为低压加热器。3台高压加热器与4台低压加热器均为串联排列，疏水方式均为逐级自流，高加疏水流入除氧器，低加疏水流入凝汽器，3台高加仅有一个大旁路；5号、6号低加每台均有独立旁路；7号、8号低加为组合式加热器，位于凝汽器喉部，共用一个旁路［］。

在额定负荷下，未解列任何加热器时，机组的运行参数，表1所示。

2 解列不同加热器的计算及分析

计算前，假设了运行条件。

（1）在不同负荷下，各加热器的端差不变，与设计值相同。

（2）在不同负荷下，当解列不同加热器时，假设锅炉效率不变，取当前负荷下机组未解列任何加热器时的锅炉效率。

表1额定负荷下机组主要参数

（3）燃煤量以标准煤进行计算，其低位发热量为29271kJ/kg。

（4）不考虑投油，锅炉放热量全部由煤燃烧提供。

（5）经济性计算时，不考虑因给煤量、给水流量变化而导致泵、风机耗功的变化。

2.1 不同负荷下的计算结果

当机组在50%负荷或40%负荷情况下，解列不同加热器，该时机组运行的主要参数，如表2、表3所示。机组50%负荷时，锅炉效率取90.003%，机组40%负荷时，锅炉效率取89.504%［6］。

2.2 对比及分析

通过数据对比，可知解列加热器后对机组运行的影响程度。

（1）解列加热器后，机组发电热耗率增加，燃煤量增加，效率降低。并且燃煤量增加程度与解列加热器数量相关，解列加热器数量越多，燃煤量越高。

（2）解列3台高加后，给水流量减少，而再热蒸汽量增加。解列任意低加后，给水流量和再热蒸汽流量均略有增加。

3 对机组安全性的影响分析

机组低负荷时，当解列加热器后，给水流量等均会发生相应变化，但均在额定负荷流量下，无设备超负荷运行的情况。但由于解列加热器后，机组运行偏离了设计工况，需要对具体设备进行安全性评估。

3.1 锅炉

高加解列后，给水温度会骤然下降约85℃（50%负荷时），急剧的温度变化会使省煤器、汽包等金属部件承受很大热应力。加热器解列后，燃煤量增加，输入锅炉热量增加，短时间内，易导致过热器或再热器超温。

表2机组在50%负荷下的运行参数

表3机组40%负荷下的运行参数

3.2 汽机侧

加热器解列后，原先进入加热器的蒸汽突然流经汽轮机通流部分，汽轮机功率会在短时间内快速上升。加热器解列后，还有可能导致汽轮机振动大，严重时会导致汽轮机进水［7］。

3.3 辅机

加热器解列后，解列的加热器疏水停止，短时间内可能导致除氧器、凝汽器热井水位有很大波动，严重时甚至发生给水中断事故［7］。

对于解列的加热器而言，突然解列还会对加热器的金属部件产生热冲击，产生很大的热应力，严重时导致设备损坏。

3 结 语

（1）低负荷时，解列加热器会使锅炉燃煤量增加，对锅炉稳燃有利。解列加热器越多，燃煤量增加越多，但机组效率下降也越多。

（2）加热器解列后，机组会在短时间内，从当前状态到达新平衡状态，在此期间，应密切关注机组运行参数的变化。 （3）对于加热器的启停，应严格遵守温升率及温降率的要求［8］，防止因操作失误导致设备损坏。

（4）加热器解列造成锅炉燃煤量增加，虽然是以降低发电效率为代价，但在低负荷下机组的安全运行应放在更重要的位置，此时应当权衡利弊，使用最适合各机组的运行方式。

（5）解列加热器的方式，应与其它保证锅炉稳燃方式配合使用，从而发挥最好效果。

（6）对于不同参数机组，解列不同加热器会有不同效果。在解列前，应进行充分的计算与分析。

（7）在较高负荷时，燃用劣质煤种将导致锅炉灭火的可能性升高。为保证锅炉稳燃，也可考虑采用解列加热器的方式。

［1］王珍贵.煤粉锅炉最低无油稳燃负荷高的原因及对策［J］.节能现了增压风机跳闸快速降负荷功能，保证了机组运行的可靠性。由于引风机存在失速现象，且2台送风机出力偏大，重新启动增压风机前，需要停运一侧引、送风机，待增压风机启动后，再恢复该侧引、送风机运行。另外，若存在增压风机转动部件故障，导致增压风机RB，需立即停机，否则会导致转动部件的进一步损坏。

参考文献：

［1］庄沪丰，杨晨.135MW机组无增压风机湿法烟气脱硫技术［J］.热力发电，2004（10）：53.

［2］马晓珑，李桓.湿法脱硫发电机组取消旁路烟道的技术研究［J］.能源与环境，2011（2）：88.与环保，2006（9）：45-47.

［2］马晓茜，尤少春，钱壬章.调峰低负荷运行时锅炉稳燃的保障［J］.江西电力，1995（2）：23-25.

［3］李小文.四角切圆燃烧煤粉炉低负荷无油稳燃技术［J］.华中电力，2000，13（5）：40-42.

［4］郭广领，王炳东，刘先航.强化锅炉低负荷稳燃的措施［J］.发电设备，2003（5）：37-39.

［5］刘蒙，马辉煌，刘化勇.电厂低压加热器疏水改造方案分析与探讨［J］.科技创新导报，2010（17）：63.

［6］高建军.1025t/h锅炉性能试验研究［D］.保定，华北电力大学，2007.

［7］邢希东.高压加热器解列对机组安全及经济性的影响［J］.热力透平，2010，39（2）：144-146.

［8］郑体宽，杨晨.热力发电厂（第二版）［M］.北京：中国电力出版社，2008.

简讯

韩国新古里核电站3号机组开始装料

据世界核学会报道，韩国新古里核电站3号机组反应堆开始装载核燃料。该机组是韩国首座APR-1400反应堆，预计在2016年中期进入商业运行。

核安全与保安委员会已为机组颁发了运行许可证，现已开始向反应堆装载241根燃料组件，燃料装载完成后将进行测试。这些测试包括机组逐步增加到满功率运行时的性能检查，还将进行热功能测试，以确保反应堆一回路以正常温度和压力进行运行。后续测试将检查机组在各种非正常运行条件下的性能。预计约数月后将完成所有测试，随后机组将进入商业运行。

摘自上海电气电站设备有限公司电站辅机厂技术部《信息简讯》第205期

InfluenceofHeatersStep-outontheCoalQualityofBoilerunderLowLoad

LIJia-hua，SHIYu，HOUYan-feng
（SchoolofEnergyandPowerEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，Heibei，China）

Thethermalpowerunitsusuallyhadtooperateunderlowloadforthechangesofsupplyanddemandinthe domesticelectricitymarket.Inthissituation，somecombustiblefuelhadtobeusedtokeepsteadycombustionof boiler，resultinginhigherfuelcostsandanincreasedMFTlikelihood.Thispagestartedfromthermalsystem，searchingtheinfluenceofheatersstep-outonthecoalqualityofboilerunderlowload，providingthereferenceof ensuringsteadycombustionofboilerbysteppingoutdifferentheatersunderlowload.

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TK264.9

A

1672-0210(2015)04-0008-03

2015-07-23

李嘉华（1992-），男，硕士研究生，主要从事热力发电厂节能技术的研究。