燃煤机组深度调峰技术探讨

1、燃煤机组深度调峰技术探讨摘要：煤电是我国主要的电源，拥有长期调峰运行的经验，经过简单的调峰成 本计算，发现煤电的调峰成本并不高，且很大一部分成本来自低负荷投油助燃。 若是能做到低负荷稳燃和负荷分配优化，电厂可以节省大量燃油甚至不必投油， 可以降低更多成本。因此目前煤电参与深度调峰是大规模消纳新能源最现实的方 法。关键词：燃煤机组；深度调峰技术1燃煤机组概述及调峰运行特性1.1燃煤机组煤电是我国的主力发电机组。2016年初，我国的火电装机容量已经超过10 亿千瓦，其中燃煤机组约占火电机组的94%。如此大的存量，如果能通过系统优 化，改进技术等手段提高煤电的调峰能力和调峰深度，将对电网消纳新能源有

2、非 常重要的促进作用。1.2大型火电机组参与调峰主要采用三种方式1.2.1低负荷运行此方式即为传统调峰手段，即尽可能降低机组负荷。但是机组不能无限制地 降低负荷，最低负荷的主要限制因素是锅炉的最低稳燃负荷。实际运行中，降低 负荷的手段有三种：定压运行、滑压运行和复合滑压运行。滑压运行是指随着负 荷降低，过热器出口的蒸汽压力降低但是温度不变，这样对设备产生的热应力和 热变形都很小，有利于延长设备寿命。1.2.2两班制运行这种方式即启停调峰。机组根据日负荷变化规律，在白天用电高峰期正常运 行，夜间电网负荷低谷时停机，次日清晨热态启动。这种调峰方式的优点是调峰 幅度大，可达100%额定出力。缺点是设

3、备启停频繁，导致设备寿命降低。极热 态启动时，参数要求极为严格，运行人员控制较难，安全因素较低。1.2.3少汽无功运行基本等同于启停调峰，但停机时，不与电网解列，消耗部分电网功率，使机 组仍处于额定转速旋转热备用的无功状态。由于耗能比较大，现在较少采用。当 机组降负荷至更低，需要投油助燃时，可将其认为是机组参与到了深度调峰。基 于目前的运行实际，相比于两班制运行和少汽无功运行，低负荷运行的安全性最 好，并且改动工作量小，所以运用最为普遍。1.3燃煤机组节能减排的紧迫性随着我国社会经济的大力发展，对电力需求的不断提升，依托我国自身所具 备的煤炭资源优势，燃煤火电站得到了巨大的发展。虽然从2014

4、年起我国开始 强调绿色经济，但是燃煤火电站装机容量的增加趋势并不会直接停止，预期会到 2020年左右到达顶峰。另一方面，随着我国环境问题的不断恶化，从民间到政府 层面都提升了对绿色经济、生态环保方面的重视程度，并提出2020年单位碳排 放强度较之2005年降低45%的目标。2深度调峰技术2.1燃烧稳定性当锅炉的燃烧工况远低于设计的最低稳定运行负荷时，炉膛的温度会急剧下 降，导致煤粉的快速着火出现困难，进而引发火焰稳定性差，容易发生熄火，炉 膛灭火、放炮等重大安全隐患。2.2环保设备安全性燃煤机组在低负荷运行时，环保设备中主要是SCR脱硝系统存在问题。这主 要是由于其入口烟气温度降低，在一定程度

5、上很可能达不到催化剂的运行温度要 求，进而导致NO排放量达不到国家环保相关要求。低负荷运行还会造成未燃尽 碳含量增多，容易加重催化剂的堵塞，且催化剂长期运行于较低的排烟温度下会 极大的缩短催化剂的使用寿命。2.3深度调峰运行优化调整基于机组自身的运行特性，在不增加外部系统和设备情况下进行深度调峰试 验，以实现机组低负荷下的稳定运行。主要通过优化磨煤机运行方式、提高煤粉 细度、调节磨煤机出口温度、控制一次风粉均匀性、调节燃烧器湍流强度、优化 单个燃烧器内外二次风的风量比、控制减温水量等手段挖掘机组的深度调峰潜能。2.4低负荷下锅炉的热力特性燃煤机组进行深度调峰时，负荷要显著降低，机组在低负荷下具

6、有与设计负 荷显著不同的燃烧特性和汽水特性。2.5煤气化技术煤气化深度调峰技术是指利用煤粉气化工艺，先将一部分电厂燃料用煤粉气 化，转化为以CO、H2为主的煤气，将煤气送入锅炉炉膛，通过煤气的燃烧来辅 助煤粉燃烧，改善煤粉的着火特性，使燃烧器在极低负荷稳定燃烧，满足机组宽 负荷调整。经核算投入20%煤气后，在理论上是可以实现煤粉在低负荷下彻底的 不投油稳燃。2.6制粉及燃烧系统综合改造技术燃煤机组在超低负荷运行时，一次风量、一次风温度、一次风煤粉浓度（风 煤比）的选取决定着锅炉能否实现稳定燃烧的关键。因此，需要在保证磨煤机安 全、输粉管内不堵粉的前提下，尽量减少一次风量、降低一次风速、提高煤粉

7、细 度、提高磨煤机出口风温。这样当煤粉气流进入燃烧器后，加热空气所需的热量 就会有所减少，煤粉气流着火所需要的热量也会有所降低。在相同的卷吸对流换 热量和辐射换热量下，煤粉气流能够达到更高的温度，能够起到加速和稳定着火 的作用。3燃煤机组参与深度调峰的安全性低负荷运行条件下，锅炉的蒸汽量、烟气量、各受热面的烟气温度均会下降， 可能导致锅炉出现低负荷不能稳定燃烧、水动力安全性、低温受热面积灰和低温 腐蚀等一系列安全性问题。对于汽机而言，主蒸汽压力的迅速下降，导致主、再 热蒸汽压差减小，产生轴向推力，可能引起轴向位移；蒸汽流量的下降，可能引 发小流量工况下的叶片颤振；末级蒸汽湿度增大，可能引起叶片

8、水蚀和低压缸的 酸蚀等问题。在现有技术手段下，水动力安全性问题可以通过加装节流管圈、采 用螺旋上升管圈等手段解决；尾部低温受热面积灰问题可以通过加强炉膛吹扫解 决；低温腐蚀可以通过蒸汽加热尾部烟气解决。4存在的问题及对未来的展望为了满足火力燃煤机组深度调峰的要求，低峰时锅炉已进入超低负荷运行， 仅靠传统强化燃烧燃烧器已不能满足低负荷稳燃的要求，而使用大油枪稳燃又会 大幅抬升发电厂的运行成本和带来粉尘排放超标的问题。当然机组在满足深度调 峰运行的同时，也发现了很多问题。比如：主、再热蒸汽温度影响机组膨胀值比 较明显，主、再热蒸汽温度必须控制在545-555C运行，才能有效控制住汽轮机 低压胀差；

9、低负荷时锅炉给水只能手动控制，调整难度大；磨煤机在低负荷时， 料位不好控制，必须间断运行给煤机等。我国的燃煤发电机组还有很大的调峰提 升空间。然而，燃煤机组深度调峰超低负荷运行可能会对机组的安全性、经济性、 环保性等方面产生影响，这些问题极大的限制了燃煤机组，特别是对于纯凝机组 的调峰能力。我们将继续根据机组在深度调峰运行期间出现的问题，进行探索研究，不断 摸索运行方式的优化，保证机组经济性和稳定性，以期在激烈的电力市场竞争中 获得更大的经济效益。面对我国大力发展绿色经济和低碳经济的宏观背景，对于 我国数量众多的燃煤火电站而言，要保障自身在新时期还能继续生存下去，其关 键在于降低自身的能耗和排

10、放。结束语我国经济步入中高速增长的新常态、电力需求放缓，面临以雾霾为突出表现 的环境污染和应对全球变暖的气候谈判国内外双重压力，面临全面推进能源生产、 消费、技术和体制革命，以及全方位加强国际合作的新要求，进入了全面深化改 革的关键期，分布式、智能电网、电动汽车、用户储能、需求响应和能源互联网 等各种新生事物不断涌现，并得到快速发展。为适应新形势下的发展需要，当经 济发展进入新常态后，尤其未来一段时期我国将大力推进经济转型升级，加快化 解产能过剩，限产关停高耗能产业，第三产业比重将持续上升，电力需求增速将 会有较大回落，单纯数量扩张的电力规划模式将使电源利用效率不高问题更为突 出。因此，以上内容就是对燃煤机组深度调峰技术的论述。参考文献：秦小阳.600MW超临界火电机组不投油深度调峰技术分析应用J.中国电业 （技术版），2015（05）： 36-39.谭智斌.300MW机组深度