樹(shù)海濤 匡柳 陳佳達(dá)

（華能淮陰電廠 江蘇省淮安市 223001）

發(fā)展清潔能源，是改善能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要任務(wù)，在黨的十九大報(bào)告中已經(jīng)指出。近年來(lái)，在現(xiàn)行政策的大力扶持下，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)展迅猛，2018年底中國(guó)電力清潔能源裝機(jī)容量于水電、風(fēng)電及光伏發(fā)電分別同比增長(zhǎng)12.85%、167.03%及134.54%，至此清潔能源裝機(jī)占權(quán)益裝機(jī)容量總額約32.88%，此情況在江蘇電網(wǎng)尤為突出，預(yù)計(jì)至2020年江蘇電網(wǎng)清潔能源裝機(jī)占權(quán)益裝機(jī)容量總額將達(dá)四成。此外隨著當(dāng)前超臨界及超超臨界大容量機(jī)組的廣泛應(yīng)用，電力體制改革的進(jìn)一步深化，大用戶直供電及火電機(jī)組競(jìng)價(jià)上網(wǎng)，330MW 級(jí)燃煤發(fā)電機(jī)組的生存壓力越來(lái)越大。機(jī)組停啟調(diào)峰可以充分發(fā)揮其調(diào)峰深度大的優(yōu)勢(shì)，從而適應(yīng)電力市場(chǎng)需求，延長(zhǎng)330MW 級(jí)燃煤發(fā)電機(jī)組的市場(chǎng)應(yīng)用壽命。通過(guò)對(duì)華能淮陰電廠#3 機(jī)組停啟調(diào)峰應(yīng)用案例，分析存在的問(wèn)題，提出注意的事項(xiàng)及改進(jìn)建議，對(duì)機(jī)組今后適應(yīng)電力市場(chǎng)需求很有必要。

1 概況

新能源出力不確定性較強(qiáng)，難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，且具有一定的反調(diào)峰特性，其快速發(fā)展給傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度管理模式帶來(lái)較大的沖擊，尤其節(jié)假日日用電負(fù)荷起伏大時(shí)段，火電機(jī)組深度調(diào)峰已成為常態(tài)，甚至不得不安排火電機(jī)組臨時(shí)停機(jī)，因而停啟調(diào)峰應(yīng)運(yùn)而生。機(jī)組停啟調(diào)峰運(yùn)行，一方面要控制啟停過(guò)程中機(jī)組各高溫部件壽命損耗在最低程度，確保長(zhǎng)期運(yùn)行的安全性；另一方面在機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，鍋爐能以較快的速度升溫，以滿足汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)的缸溫及并網(wǎng)機(jī)組盡快帶滿負(fù)荷，減少啟停熱損失，提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。機(jī)組正常采用深度調(diào)峰來(lái)滿足電網(wǎng)深度調(diào)峰需要，停啟調(diào)峰主要用于特殊時(shí)段，每年采用的次數(shù)很少，因此對(duì)火電機(jī)組設(shè)備長(zhǎng)期安全運(yùn)行產(chǎn)生影響較小。

華能淮陰電廠為4*330MW 燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組。汽輪機(jī)為北汽N330-17.75/540/540 單軸、三缸、亞臨界、一次中間再熱、雙排汽、凝汽式汽輪機(jī)，旁路系統(tǒng)為西門(mén)子電站自動(dòng)化有限公司的產(chǎn)品，選用二級(jí)串聯(lián)裝置，高旁容量為70%，低旁容量為2×65%，控制裝置為上海新華控制工程有限公司的XDPS，能實(shí)現(xiàn)綜合性調(diào)節(jié)控制、順序控制和數(shù)據(jù)采集功能；執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用電液執(zhí)行系統(tǒng)，能適應(yīng)大提升力和快速動(dòng)作要求。鍋爐為哈鍋HG—1018/18.6—PM19 亞臨界自然循環(huán)、單爐膛四角切圓、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、鋼爐架、露天布置、固態(tài)排渣、π 型煤爐，B 層煤燃燒器設(shè)內(nèi)置小油槍，可低負(fù)荷穩(wěn)燃。

2 機(jī)組停啟調(diào)峰的過(guò)程與控制

2.1 停啟調(diào)峰總體情況

2019年10月1日早班11 時(shí)至15 時(shí)按江蘇省電力調(diào)度中心安排進(jìn)行了#3 機(jī)組停、啟調(diào)峰試驗(yàn)。本次試驗(yàn)時(shí)間4 小時(shí)左右，停機(jī)不停爐。停機(jī)采用滑參數(shù)停機(jī)方式，具有較高的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和快速降負(fù)荷的適應(yīng)性；可以大大減少機(jī)組的壽命損耗；關(guān)鍵能有效地降低汽輪機(jī)缸體與轉(zhuǎn)子的溫度，為后續(xù)熱態(tài)開(kāi)機(jī)的主蒸汽參數(shù)達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)要求做好準(zhǔn)備，對(duì)汽輪機(jī)本體差脹的控制也非常有利。

2.2 機(jī)組停、啟調(diào)峰前工況

機(jī)組負(fù)荷236MW，磨組ABCD 磨運(yùn)行，總煤量104t/h，總風(fēng)量996t/h，氧量3.8%，機(jī)組滑壓運(yùn)行，主、再汽溫，爐膛負(fù)壓，汽包水位正常；機(jī)組各輔機(jī)運(yùn)行正常，WGGH、SCR 系統(tǒng)運(yùn)行正常。

2.3 機(jī)組停機(jī)過(guò)程

9:50 #3 機(jī)組開(kāi)始滑停；10:14 負(fù)荷180MW，廠用電切換成功；10:24 負(fù)荷160MW，汽泵切至A 給泵運(yùn)行；10:58 有功、無(wú)功負(fù)荷降至0，汽機(jī)集控室手動(dòng)停機(jī)，就地手拍解脫滑閥停機(jī)，程序逆功率保護(hù)動(dòng)作于解列滅磁，廠用電切換正常，高中壓主汽門(mén)、調(diào)門(mén)、抽汽逆止門(mén)關(guān)閉正常；主汽壓6.68MPa，主汽溫438℃，再熱汽溫430℃，保持磨煤機(jī)B 煤量26t/h，B 層4 支小油槍運(yùn)行。

2.4 停機(jī)后維持過(guò)程

保持B 給煤機(jī)、B 層4 支小油槍運(yùn)行；總風(fēng)量不低于800T/H，維持爐膛負(fù)壓、汽包水位正常；主汽壓力6.8Mpa 左右，WGGH 投加熱維持運(yùn)行。

維持除氧器、凝汽器水位，維持機(jī)組真空穩(wěn)定。保持高旁開(kāi)度43%，低旁自動(dòng)，加強(qiáng)凝汽器排汽溫度、缸溫、頂軸油、盤(pán)車系統(tǒng)監(jiān)視。

停機(jī)后維持過(guò)程參數(shù)：汽輪機(jī)主汽壓力6.8Mpa，主汽溫度470℃左右，再熱汽溫470℃左右，凝汽器溫度43℃，真空93.5kpa，凝結(jié)水壓力1.32Mpa，高旁開(kāi)度43%，差脹（高、中、低）：-0.17、-0.59、1.91mm，低旁開(kāi)度46%、46%；鍋爐總風(fēng)量800t/h，磨煤機(jī)B 煤量26t/h，一次風(fēng)壓8.3kpa，二次風(fēng)壓0.32kpa。

2.5 機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程

機(jī)組再啟動(dòng)的關(guān)鍵在于主蒸汽參數(shù)的選擇，應(yīng)該以大機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度的最佳匹配為依據(jù)。嚴(yán)格按照鍋爐與汽輪機(jī)的熱態(tài)啟動(dòng)曲線與規(guī)程要求執(zhí)行，通過(guò)調(diào)整鍋爐燃燒和高、低旁調(diào)閥開(kāi)度控制鍋爐升溫升壓速率。鍋爐點(diǎn)火后，應(yīng)盡快提高汽溫，以適應(yīng)機(jī)沖轉(zhuǎn)要求，如升壓快，升溫慢，應(yīng)適當(dāng)開(kāi)大機(jī)高低旁開(kāi)度。

11:39 汽輪機(jī)高壓主汽門(mén)前閥體溫度470℃、中主汽門(mén)進(jìn)口中金屬溫度372℃、主汽溫464℃、再熱汽溫476℃，為了提高再熱汽溫，使之溫度與中主汽門(mén)進(jìn)口中金屬溫度向匹配，逐步增加給煤機(jī)B 煤量，啟動(dòng)給煤機(jī)C，增加燃料。主汽溫528℃、再熱汽溫518℃，高壓主汽門(mén)前閥體溫度451℃、中主汽門(mén)進(jìn)口中金屬溫度465℃，14:17 汽機(jī)掛閘、沖轉(zhuǎn)，15:02 發(fā)變組并網(wǎng)成功；15:47 廠用電切換成功，完成電泵切汽泵操作，#3 機(jī)漲負(fù)荷投入AGC。

2.6 降負(fù)荷與停機(jī)過(guò)程中運(yùn)行注意事項(xiàng)

認(rèn)真進(jìn)行油系統(tǒng)啟動(dòng)試驗(yàn)操作，對(duì)油泵電流、油壓的變化應(yīng)正確分析并記錄，確保設(shè)備、系統(tǒng)動(dòng)作正常，確保在停機(jī)過(guò)程中將要投入的設(shè)備能夠正常投入運(yùn)行，特別是盤(pán)車電機(jī)試轉(zhuǎn)就地應(yīng)有專人檢查確認(rèn)轉(zhuǎn)動(dòng)正常。

負(fù)荷180MW 以下進(jìn)行汽泵切至電泵運(yùn)行操作，防止切換后一臺(tái)電泵出力不能滿足負(fù)荷調(diào)整要求。切換為電泵后應(yīng)關(guān)閉出口及中間抽頭電動(dòng)門(mén)防止搶水。

檢查開(kāi)啟輔汽至除氧器加熱電動(dòng)門(mén)后疏水，疏水排盡后關(guān)閉，防止輔汽至除熱器加熱投用時(shí)造成管道振動(dòng)。

停機(jī)時(shí)負(fù)荷150MW 或打閘前30 分鐘應(yīng)匯報(bào)聯(lián)系緩慢手動(dòng)開(kāi)啟高旁減壓閥，檢查控制減溫水閥瞬時(shí)開(kāi)度不得過(guò)大，高壓旁路減壓閥開(kāi)啟采取點(diǎn)動(dòng)、間斷方式進(jìn)行，檢查七段抽汽上、下管壁溫度，防止七段抽汽管道進(jìn)水。

打閘前應(yīng)及時(shí)檢查啟動(dòng)交流油泵運(yùn)行，檢查頂軸油泵及盤(pán)車運(yùn)行正常，打閘停機(jī)通過(guò)遠(yuǎn)方停機(jī)按鈕進(jìn)行，聽(tīng)到中主門(mén)關(guān)閉聲音并確認(rèn)轉(zhuǎn)速表顯示2800rpm 以下時(shí)手拍解脫滑閥并確認(rèn)隔膜閥已上移。

停啟調(diào)峰操作不破壞真空，但應(yīng)加強(qiáng)凝汽器溫度監(jiān)視，任何時(shí)候嚴(yán)格控制凝汽器溫度不得大于65℃。

打閘停機(jī)后，視上、下缸溫情況，確定是否采取悶缸手段且打閘停機(jī)后應(yīng)重點(diǎn)檢查各逆止門(mén)是否關(guān)閉到位否則及時(shí)通知機(jī)控及汽機(jī)檢修處理。

汽輪機(jī)惰走期間，除加強(qiáng)振動(dòng)等相關(guān)參數(shù)檢查外，應(yīng)注意控制好主機(jī)及小機(jī)軸封汽壓力，不得造成軸封壓力下降而漏空，嚴(yán)禁冷空氣從軸封處進(jìn)入主機(jī)或小機(jī)。

因鍋爐未熄火，注意禁止點(diǎn)擊“旁路投入”造成旁路退出，高旁減壓閥自動(dòng)退出，其它減壓、減溫水閥均保持自動(dòng)狀態(tài)。

打閘前防止脫硝入口煙溫過(guò)低，總風(fēng)量按800t/h 左右控制，140MW 開(kāi)旁路，打閘后退高加。

機(jī)組開(kāi)始滑參數(shù)前要及時(shí)退出#3 機(jī)組AVC 閉環(huán)調(diào)節(jié)，機(jī)組無(wú)功調(diào)節(jié)改在DCS 中調(diào)節(jié)，加強(qiáng)220kV 母線及其他母線電壓監(jiān)視，調(diào)整在合格范圍，并加強(qiáng)對(duì)母線電壓及發(fā)電機(jī)鐵芯溫度的監(jiān)視、調(diào)整。

2.7 機(jī)組再啟動(dòng)與升負(fù)荷過(guò)程中運(yùn)行注意事項(xiàng)

再啟動(dòng)方式為熱態(tài)啟動(dòng)，主汽、熱再、冷再管道啟動(dòng)疏水開(kāi)啟30 分鐘以上后，才可沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)。再次啟動(dòng)前1.5h 進(jìn)行疏水操作，同一疏水集管疏水電動(dòng)門(mén)開(kāi)啟時(shí)間間隔30s。主汽、再熱蒸汽溫度80℃以上的過(guò)熱度、高排逆止門(mén)后蒸汽溫度達(dá)到相應(yīng)壓力飽和溫度50℃以上且暖管10 分鐘、高排逆止門(mén)后疏水溫度達(dá)到相應(yīng)壓力飽和溫度50℃以上，汽機(jī)才能掛閘。

機(jī)側(cè)主、再熱汽溫?fù)?jù)我廠系統(tǒng)情況可參照旁路前、后溫度及主、再疏水管溫度執(zhí)行。對(duì)照停機(jī)1 小時(shí)后啟動(dòng)曲線，如高壓缸溫460℃、中壓缸溫490℃時(shí)主、再熱汽溫分別不得低于520、510℃。

沖轉(zhuǎn)參數(shù)應(yīng)參照上述要求執(zhí)行且應(yīng)適當(dāng)提高沖轉(zhuǎn)時(shí)汽溫，低旁前溫度應(yīng)高于中缸最高點(diǎn)40℃。機(jī)組沖轉(zhuǎn)前可直接將目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定在3000rpm，升速率300rpm/m，1000 轉(zhuǎn)時(shí)短暫停留檢查。

通爐疏水開(kāi)啟期間加強(qiáng)各擴(kuò)容器疏水集管溫度以及管道振動(dòng)等檢查，確保疏水暢通，同時(shí)比較疏水溫度與蒸汽溫度相接近時(shí)，方可確認(rèn)疏水基本排盡。嚴(yán)密監(jiān)視汽輪機(jī)在沖轉(zhuǎn)過(guò)程中各道軸瓦在過(guò)臨界時(shí)的振動(dòng)及各軸瓦瓦溫，在啟動(dòng)過(guò)程中要嚴(yán)密監(jiān)視汽缸內(nèi)外及上下溫度差，嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)定不超標(biāo)。

啟動(dòng)期間控制高旁減壓閥開(kāi)度＜80%，壓力達(dá)4.0MPa 以上據(jù)情況可提高高旁壓力設(shè)定值。啟動(dòng)過(guò)程中如有特殊情況進(jìn)行大幅度降速時(shí)必須通過(guò)打閘停機(jī)進(jìn)行，打閘前合理調(diào)整鍋爐燃燒量。

機(jī)組并網(wǎng)后，應(yīng)立即帶負(fù)荷至高、中壓缸金屬溫度所對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)曲線。帶負(fù)荷期間加強(qiáng)主機(jī)參數(shù)及差脹、軸向位移等參數(shù)檢查。

并網(wǎng)前鍋爐B、C 磨運(yùn)行，總煤量50 ～60t/h；合理調(diào)整脫硝進(jìn)出口NOX 濃度、煙囪入口NOX 達(dá)標(biāo)排放。當(dāng)?shù)蜏剡^(guò)熱器或分隔屏管壁超溫時(shí)投入減溫水、調(diào)整總風(fēng)量、二次小風(fēng)門(mén)、降低總煤量等。

并網(wǎng)后鍋爐升溫升壓速度：主汽壓力≯0.1Mpa/min，主、再熱汽溫≯1℃/min。機(jī)組負(fù)荷120 ～140MW、3 臺(tái)磨運(yùn)行、鍋爐燃燒穩(wěn)定、負(fù)壓、汽包水位、汽溫等參數(shù)無(wú)異常，鍋爐斷油運(yùn)行。

3 機(jī)組啟停過(guò)程中存在的問(wèn)題與改進(jìn)措施

停機(jī)時(shí)脫硝參數(shù)變化較大，脫硝控制的稍微超前，氮氧化物小時(shí)均值控制偏低，防止后期造成環(huán)保超排。

主汽壓存在過(guò)調(diào)現(xiàn)象，一開(kāi)始降低較快，可以適當(dāng)通過(guò)增減磨煤機(jī)B 煤量來(lái)控制主汽壓力，維持在7Mpa 左右；爐膛負(fù)壓保持穩(wěn)定。若主汽壓力維持持續(xù)下降，可啟動(dòng)給煤機(jī)C 運(yùn)行，提高主汽壓力，同時(shí)提高再熱汽溫。

汽包水位波動(dòng)比較頻繁，不容易控制，自動(dòng)切為手動(dòng)控制，專人負(fù)責(zé)調(diào)整。

機(jī)組啟動(dòng)初期，漲負(fù)荷時(shí)，鍋爐受熱面壁溫偏高?？蓾q先機(jī)前壓力，再升負(fù)荷，防止超溫。

本次停機(jī)，主汽溫、再熱汽溫偏高，要適當(dāng)降低，以達(dá)到降低缸溫，減少再啟動(dòng)時(shí)汽溫要求目的，汽機(jī)掛閘時(shí)汽溫能夠達(dá)到50度以上過(guò)熱度的要求。此次再熱汽溫不滿足要求，為了提高再熱汽溫，修改提高高旁后溫度設(shè)定值至340℃，最終汽溫符合條件。

4 機(jī)組啟停調(diào)峰的經(jīng)濟(jì)性分析

火電機(jī)組的啟停成本與機(jī)組的容量、機(jī)組啟動(dòng)效率、機(jī)組性能等多種因素有關(guān)系，本次主要對(duì)比機(jī)組停啟調(diào)峰所產(chǎn)生的效益。成本主要為機(jī)組啟停過(guò)程中消耗的燃料費(fèi)用、廠用電費(fèi)用等。

4.1 燃料費(fèi)用

因本次啟停過(guò)程中燃油、燃煤費(fèi)用。

燃油=7.79 噸×7000 元/噸=5.453 萬(wàn)元

燃煤=157 噸×800 元/噸=12.56 萬(wàn)元

4.2 廠用電費(fèi)用

用電=0.39 元/千瓦時(shí)×400000 千瓦時(shí)=15.6 萬(wàn)元

故本次啟停調(diào)峰費(fèi)用合計(jì)約為33.613 萬(wàn)元，政府補(bǔ)償費(fèi)用98萬(wàn)元，本次盈利64.387 萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次啟停調(diào)峰的應(yīng)用表明，華能淮陰電廠亞臨界330MW級(jí)火電機(jī)組完全能夠滿足機(jī)組停啟的各項(xiàng)安全性指標(biāo)，能夠適應(yīng)電網(wǎng)停啟調(diào)峰要求。本次停啟調(diào)峰，在江蘇電網(wǎng)尚屬首次，并取得成功，對(duì)江蘇電網(wǎng)調(diào)度的靈活性是一次成功的重大探索，同時(shí)也能夠?yàn)槊弘娖髽I(yè)創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)效益。