300 mw火电机组调峰运行优化调整技术.pdf

300mw火电机组调峰运行优化调整技术近年来，随着国民经济宏观调控政策的落实和电力体制改革及电源建设步伐的加快，长期制约国民经济发展和人民生活水平提高的电力供应紧缺问题基本得到缓解。但是，由于用电结构发生明显变化，电网负荷峰谷差呈不断增大趋势，电力系统面临着电网峰谷差偏大、调峰能力不足的矛盾。因此，大型火电机组参与电网调峰运行早已迫在眉睫。如何提高大型火电机组的调峰性能，尽量满足电网峰谷负荷调节要求，是国内各大电网竞相攻关的技术难题之一。为此，早在1996年湖南省电力试验研究所等单位就已开展了“国产300mw火电机组调峰运行可行性试验研究”课题，在1997年年初取得了石门电厂2台300mw机组达到厂家不投油最低稳燃负荷保证值180mw下调峰运行的阶段性成果后，课题组成员继续攻关，在1998年8月该厂2号机组大修后，又实现了可在160mw负荷下调峰运行的目标。特别是在锅炉燃用煤质明显低于设计煤种的情况下，机组调峰运行负荷突破厂家最低稳燃负荷保证值，使国产300mw机组调峰试验试验研究取得关键性进展。1机组设计特点湖南省石门电厂2×300mw火电机组，锅炉型号：hg1021/18.2-540/540-wm10型亚临界压力中间再热自然循环汽包炉；汽轮机型号：n300-16.7/537/537单轴2缸2排汽反动凝汽式机组。1、2号机组分别于1996年2月和12月完成168h基建调试，移交生产投入商业化营运。1.1设计煤种特性石门电厂锅炉设计燃用煤种有一定的独特性，是由燃烧特性相差很大的晋东南无烟煤和陕西黄陵烟煤各50%的混煤组成，为锅炉的设计选型及实际运行，特别是调峰运行带来了较大的技术难度，因此，制造厂在燃烧系统设计中采用了新技术，为机组的安全稳定运行创造了条件。设计煤种特性见表1。表1设计煤种煤质特性分析晋东南无烟煤黄陵烟煤设计项目(a)(b)a∶b=1∶1car/%69.1257.0263.01har/%2.803.383.09oar/%3.114.803.95nar/%0.970.840.91sar/%0.341.330.83aar/%17.99±421.6±419.82mt/%5.67±310.99±38.33mad/%1.911.651.78vad/%5.4826.2011.37vdaf/%7.02±134.16±514.50qan.ar25539±167521724±167523632/kj.kg-11.2燃烧系统设计特点锅炉采用四角切圆燃烧方式，共5层20个一次风喷口，其中下2层是固定式可调腰部风的双通道自稳式燃烧器，为清华大学专利技术，首次应用在国产300mw火电机组锅炉上；上3层是可调倾角的“wr”型浓淡燃烧器，为美国ce公司成熟技术产品。二次风箱采用ce公司传统的大风箱结构，由隔板将大风箱分成若干风室。燃烧器布置简图见图1。图1燃烧器布置简图1.3制粉系统锅炉采用中间储仓式热风送粉制粉系统，配4台mt3570ⅲ型钢球磨煤机。1.4制造厂的保证值机组以带基本负荷为主，但具有一定的调峰能力，在保证锅炉热效率时，不投油最低稳燃负荷：(1)燃用设计煤种不大于55%mcr(180mw)；(2)负荷为额定蒸发量时，锅炉保证热效率不低于91%。2技术改造措施及效果为实现石门电厂2号机组160mw负荷调峰运行，在锅炉大修期间采取了以下措施：2.1炉内敷设卫燃带根据石门电厂锅炉实际燃用煤质(mt=9.8%、aad=30.8%、vad=10%、qnet.ar=20500kj/kg)比设计煤种差，炉内火焰温度水平偏低等情况，决定在炉内敷设75m2卫燃带。后经实测炉内燃烧中心区域四角火焰平均温度为1216℃，比原来的1191℃上升了25℃，这说明炉内火焰温度水平有所升高，对低负荷燃烧稳定和经济性提高十分有利。2.2燃烧器的修复与更换大修中共更换了烧损严重的a1、a3、a4、b1及b4共5只通道自稳式燃烧器，对于损坏较轻的a2、b2、b3等3只燃烧采取了修补措施。2.3改善燃烧器出口结构由于双通道自稳式燃烧器在热态运行时易烧损变形，导致炉内气流偏斜，影响燃烧稳定性，为此在a、b两层一次风喷口的左右两侧中间均开“v”型口以防受热变形。2.4制粉系统改造石门电厂300mw机组投产后，制粉系统运行状况不理想，主要存在如下问题：2.4.1排粉机入口挡板开度只能小于50%这是由于设备选型偏大所致，其后果一是节流损失增大，经济性下降；二是挡板调节范围小，运行操作不便，磨煤机入口负压常处于顶表状况，造成系统负压过大，冷风漏入量增加，对炉内燃烧工况干扰较大。2.4.2细粉分离器效率偏低多次测试结果：其细粉分离器效率仅为81%，由此导致三次风带粉严重，不利于炉内燃烧稳定，在机组低负荷运行时尤为明显。通过采取缩小排粉机叶轮尺寸、加装细粉分离器二次分离装置等技