火电机组负荷调整策略的研究与应用
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完成单位:国能孟津热电有限公司
登记编号:ZSXC-2023-DL-2-109
登记年份:2023
发布时间:2023-06-29
成果主要完成人
王 闯、李 伟、林长治、李鹏飞、张 鹏、孟天佑、王海兵、梁金川
项目概况
为了满足电网负荷要求,火力发电厂常规做法是增减煤量,当运行制粉系统出力影响电网要求时,需要启动备用制粉系统或者停止运行制粉系统来维持电网负荷和保证机组安全稳定经济运行。随着电力市场改革,新能源的崛起,煤炭价格波动范围大,为了节约燃煤成本,供热,供水,供气等多元发展已是火力发电厂运行的新趋势,这样由于电网峰谷偏差大、多元发展消耗多,火力发电厂快速适应电网负荷要求已然成为了亟需要解决的问题。为了最大化地使火力发电厂的负荷调整能力适应电网负荷要求,以问题为导向作为出发点,以压力偏差的变化调整机组负荷,这样的新路径,目标明确,方向唯一,直接有效,可快速调整机组负荷,进而高效率适应电网负荷要求。以问题为导向作为出发点,可避免电网负荷和机组负荷的不协调性,最大化的挖掘设备操作的可能性,强化了运行人员操作方向但不唯一性,把握的是机组负荷快速适应电网负荷的基调,横向加快了机组升降负荷能力,纵向挖掘了操作的灵活度和有效性,避免电量考核。
定性分析:
压力偏差大于等于2.2MPa或者小于等于-2.2MPa时,CC模式自动切换至TF模式,此时锅炉主调负荷,汽机主调压力,负荷波动大,因为锅炉响应慢。
压力偏差的影响因子主要有:风、水、煤、汽。风包括:一次风压,一次风量;水包括:给水压力,给水流量;煤包括:给煤量和煤质修正系数。汽包括:主蒸汽流量,主蒸汽压力。
压力偏差的带来的连锁反应变化主要有:煤量、给水量、风量大幅度波动,造成主蒸汽温度、再热蒸汽温度超温或者低温,氮氧化物环保指标超标,实际机组负荷大幅度波动,汽机调门大幅动波动造成汽轮机的高、中和低压缸通流面积变化,汽轮机TSI参数:振动、胀差、轴向位移、真空和轴承温度都会有所变化。
定量操作:
保证稳定锅炉输出。升负荷前,及时启动磨煤机,保证锅炉有足够的蓄热,根据磨煤机的出力提前增加一次风压,进而快速响应负荷变化。
及时干预偏差因子。通过水冷壁温度补偿和煤质修正系数,手动修正压力偏差,保证负荷的平稳。当压力偏差为负时,提前增加煤量或者增加给水量;当压力偏差为正时,提前降低煤量或者降低给水量。
控制负荷的变化率。升降负荷时,锅炉BIR速度变化为0时,较为平稳,具体对应的操作为;负荷控制器PV值与SV值小于20MW时,锅炉、汽机协调控制灵敏度好。
择机进行升降负荷。当压力偏差为负值,降负荷较为稳妥,此时锅炉为蓄热过程;当压力偏差为正值,升负荷较为稳妥,此时锅炉为放热过程。
非正常工况稳操作。比如:深度调峰小于250MW时,机组运行为TF模式,减温水量以金属壁温度和过热度缓慢操作,避免给水量的变化造成负荷大幅动波动。
安全调整机组用户。目前机组用户有:直供汽、采暖抽汽,集聚区供热和热水厂。在保证机组安全的情况下,稳定输出。当升负荷前,提前关小调门,降低用户输出,减少煤量修正。当降负荷前,提前开大调门,提高用户输出,增加煤量修正。