650MW超临界机组劣质煤掺烧期间深度调峰操作优化①

申磊

摘   要：华润电力（常熟）有限公司积极响应江苏省电调〔2017〕198号文“江苏电力调度控制中心关于印发《江苏电网统调发电机组深度调峰技术规范（试行）》的通知”要求，先后于2018年8月和2019年1月先后完成3台机组40%负荷深度调峰的认证试验。原操作方案中深度调峰期间使用两套制粉系统，随着煤炭市场变化，锅炉掺烧低热值煤种比例提高，入炉煤热值降低，两套制粉系统已无法满足深度调峰要求，为此探求低热值煤种掺烧期间三套制粉系统进行深调的操作方法，以满足电网要求。

关键词：深度调峰  两套制粉系统  劣质煤掺烧  操作方式优化

中图分类号：TM62                                 文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2019）05（b）-0094-02

1  概述

华润电力（常熟）有限公司锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造，主蒸汽、再热蒸汽温度为543/569℃（2015年—2017年，升级改造为571/569℃），锅炉为一次中间再热，超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的本生直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π形布置。锅炉岛露天布置，锅炉燃用神府东胜煤、混煤及大同煤。32只低NOx旋流燃烧器采用前后墙布置，对冲燃烧。锅炉制粉系统为双进双出钢球磨（4台）正压直吹式系统。每台磨煤机供布置于前、后墙同一层的低氮燃烧器，其中最下层燃烧器为微油点火燃烧器。

2  深度调峰期间原操作方式

磨煤机运行方式的选择理论上应从减小分离器进口管道温度偏差角度考虑，据运行试验和实践表明，超超临界锅炉在低负荷，采用底层磨运行方式时，由于水冷壁辐射吸热量相对增加，中间点温度提前;而采用上层磨运行方式时，炉膛火焰中心上移，水冷壁辐射吸热量相对减少，工质焓值和过热度都较低，水冷壁的工质水动力特性相对较好保证了机组在低负荷时的安全性[1]。

因我厂微油枪布置在A层，大油枪布置于B层，C、D层油枪不具备备用稳燃条件，因此深度调峰期间使用A、B磨的组合方式，低负荷期间降低分离器出口过热度、降低蒸汽温度运行，锅炉给水量及给水温度相对较高，通过运行参数看，水冷壁温度稳定，运行在330℃～350℃区间，分离器出口温度偏差4℃以下，基本判断水动力工况较好，此种磨煤机的组合方式符合深度调峰期间低负荷运行要求。

实际操作中的具体步骤为：结合机组深度调峰竞价平台，按电网需求提前进行调峰报价，试验前一天调整加仓：A、B磨煤机加收到基热值不低于5000kCal/kg，收到基挥发份不低于25%的煤种。以满足两台磨煤机运行满足深度调峰需求。优先停运磨煤机D，接调度令机组开始进行深度调峰降负荷操作，机组开始计时降低负荷，操作过程中，负荷降至350MW时，停运C磨，使用A、B两套制粉系统在规定时间内降负荷至目标值。深度调峰结束，在规定时间内升负荷至325MW，升负荷过程中启动磨煤机C。

3  深度调峰期间原操作方式分析

临时调用情况：如电网需求临时进行深度调峰调用，此时的入炉煤热值相对较低，无法满足两套制粉系统接带40%的能力，此时进行煤种更换，因原煤仓存煤，加仓的高热值煤需9～10h才能使用，不能满足深度调峰期间的热值需求。

煤场无合适煤种的情况：运行中可能遇到煤场库存和来煤结构不合理的情况，入炉煤参数不合适，无满足深度调峰的煤种需求，影响两套制粉系统进行深度调峰操作[2]。

磨煤机方式不合适的情况：调度下令进行深度调峰时，可能会出现A、C、D或B、C、D磨的组合方式，不能满足低负荷A、B磨的要求组合方式，此时应在调峰前启动A磨或B磨，待磨煤机启动正常且运行稳定后再停运上层磨，进行深度调峰操作。如调度下令时A磨或B磨处于不备用状态，无法满足期间下两台磨的组合方式，此时无法进行机组的深度调峰操作。

操作量大：接调度令进行深度调峰时，机组为至少三套制粉系统运行，接令至机组负荷至40%额定负荷需要在1～1.5h的预定时间内完成，降低机组负荷过程的同时，需吹空停运一台磨煤机，由于我厂双进双出钢球磨正常运行期间筒体存放量18～20t，而且为了磨煤机吹空停运期间的防爆要求，需进行磨煤机入口风温滑温，从开始操作至磨煤機停运，耗时约40min，同样机组深度调峰结束，需在1h内负荷升至50%额定负荷，在升负荷期间需耗时15min启动磨煤机，即升降负荷操作和启停磨煤机同时操作，增加了操作量及操作难度。

系统运行方式薄弱：深度调峰期间使用两套制粉系统，期间如制粉系统或燃烧系统有异常情况，如给煤机断煤，则直接影响锅炉燃烧系统正常运行，对机组安全稳定不利，增加了深度调峰期间的风险。

4  深度调峰期间操作方式优化

接调度深度调峰令后，视机组当前入炉煤热值情况决定调峰期间制粉系统的运行方式，按照我厂经验数据，入炉煤热值达4650kca/kg，两套制粉系统可满足机组40%额定负荷（260MW）的要求，则使用两套制粉系统进行机组深度调峰操作。如入炉煤热值低于4650kca/kg，则使用三套制粉系统进行机组深度调峰操作，操作过程中，使用三台磨煤机进行降负荷操作，逐步降低一次风压力及关小磨煤机负荷风挡板，操作过程中，保持运行磨煤机出力由下层至上层逐步降低，保证锅炉稳燃效果。

随着磨煤机负荷降低，磨煤机给煤量逐步降低，但磨煤机总风量控制不低于90T/H的下限值，会出现磨煤机对应的粉管及燃烧器风煤比提高，煤粉浓度下降，对燃烧器的着火及稳燃产生不利影响。实际操作中，关注燃烧器煤火检信号稳定，同时根据同台磨对应两个原煤仓煤种热值不同，设置给煤机煤量偏置，增加同台磨煤机低热值煤种的掺烧比例，增加低负荷期间的入炉煤量及燃烧器的煤粉浓度，达到稳定燃烧的目的。

如出现磨煤机出力无法继续降低情况，则采用退出上层部分燃烧器的操作方式，退出对应的PC管运行，本台磨煤机按照退出1根PC管入磨风量降低10T/H的控制策略，以实现增加其他运行燃烧器煤粉浓度的目的[3]。

操作方式优化后，深度调峰方式相对灵活。不需要调峰前临时更换入炉煤种，根据实际入炉煤种制定磨煤机运行方式。操作过程中不必进行磨煤机启停操作，只需要按照增减负荷的操作方式即可，大大减少运行操作量。低负荷期间燃烧系统抗干扰能力增强，出现给煤机断煤或制粉系统异常情况下，可进行辅助调整的磨煤机数量增加，利用机组安全运行。另外低热值煤掺烧期间使用三台磨煤机进行深度调峰操作，磨煤机组合方式较为灵活，原来的AB磨的组合方式可调整为ABC、ABD、ACD的组合方式，受当前工况下制粉系统运行方式的影响较小。

5  结语

深度调峰期间制粉系统操作方式的优化，对比以往方式更加灵活、操作量降低、系统运行稳定性增加。针对目前低热值煤种掺烧及深度调峰需求量增加的现状，对于生产现场的操作是有利的。

参考文献

[1] 张广才，周科，柳宏刚，等.某超临界600MW机组直流锅炉深度调峰实践[J].热力发电，2018，47（5）：89-94.

[2] 雷霖，焦庆丰，张栋梁.煤质对超临界600MW机组调峰特性影响的试验研究[J].热力发电， 2013，42（8）：55-58.

[3] 魏小林，徐通模，惠世恩.煤粉浓度对于浓度燃烧器设计的影响[J].中国电力，1999，32（8）：1-3.