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發(fā)電機組深度調(diào)峰的安全效益分析

文檔作者：于法靜許金輝文檔來源：國電蓬萊發(fā)電有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月05日
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電力安全技術(shù)
14
第21 卷(2019 年第2 期)
00:00-05:00 ( 調(diào)停除外) 都參與40 % 機組深度調(diào)
峰。2017 年，1 號機組共計進行深度調(diào)峰81 次。
1 安全性評估
1.1 鍋爐側(cè)安全評估
(1) 鍋爐燃燒運行穩(wěn)定性分析。目前，根據(jù)機
組的燃用煤質(zhì)情況，結(jié)合鍋爐設(shè)備狀況，參考同類
型機組，該電廠1 號機組在35 % 額定負荷下可安全、
穩(wěn)定運行。如存在煤質(zhì)惡化現(xiàn)象，則需要投入等離
子運行。
(2) 管壁溫度不均勻和易超溫。鍋爐深度調(diào)峰
期間，受爐膛火焰充滿度較小的影響，易出現(xiàn)火焰
偏斜的現(xiàn)象，造成管壁溫度受熱不均，出現(xiàn)受熱面
超溫的現(xiàn)象。深度調(diào)峰過程中，應加強風、粉均勻
性調(diào)整，防止偏燒。
(3) 磨煤機絞籠支撐棒受損。1 號機組C 磨煤
機重量近180 t，每天因為啟停及運行慣性對磨煤
0 引言
某電廠2×330 MW 燃煤發(fā)電機組鍋爐系哈爾
濱鍋爐廠有限公司利用美國GE 技術(shù)制造的。鍋爐
型號為HG-1025/17.5-YM15， 為亞臨界參數(shù)、
一次中間再熱、單爐膛、固態(tài)排渣、全鋼架懸吊結(jié)
構(gòu)、露天布置、控制循環(huán)燃煤汽包爐，采用平衡通
風、直流式燃燒器、四角切圓燃燒方式。
配置的2 臺汽輪機為哈爾濱汽輪機廠生產(chǎn)的
國產(chǎn)引進型亞臨界凝汽式330 MW 機組，型號為
N300/16.67-537/537，冷端為海水直接冷卻。機
組經(jīng)過中低壓導管打孔抽汽供熱改造，可以提供工
業(yè)及采暖用熱負荷。
為響應國家和山東電網(wǎng)關(guān)于火電機組積極參與
深度調(diào)峰的號召，提高機組上網(wǎng)的競爭力和盈利水
平，該電廠1 號機組于2017 年申報并成功獲批深
度調(diào)峰機組。
從2017-09-13 開始，1 號機組幾乎每天
發(fā)電機組深度調(diào)峰的安全效益分析
于法靜，許金輝
(國電蓬萊發(fā)電有限公司，山東 煙臺 265600)
Safety and Efficiency Analysis of Depth Peak Load Cycling of Generator Units
YU Fajing, XU Jinhui
(Guodian Penglai Power Generation Co., Ltd., Yantai 265600,Shandong Province, China)
〔摘 要〕 介紹了某電廠1 號機組深度調(diào)峰的概況，對深度調(diào)峰機組鍋爐側(cè)和汽機側(cè)的安全性進行了評估，
指出了深度調(diào)峰期間存在的安全性問題，并從機組煤耗影響、基數(shù)電量電價收益等方面計算了該電廠1 號機
組深度調(diào)峰的收益，最后提出了提升深度調(diào)峰收益的措施和建議。
〔關(guān)鍵詞〕 深度調(diào)峰；安全性；經(jīng)濟性；收益
Abstract: This paper introduces the general situation of the depth peak load cycling of No. 1 unit, evaluates
its equipments safety of the boiler side and the turbine side, and points out the existing security problems during
the period of depth peak load cycling. The profit of depth peak load cycling of No. 1 unit is calculated from the
aspects such as the influence of coal consumption of the unit , the price and benefit of the base electricity. Finally,
the measures and suggestions are put forward to enhance the profit of the depth peak load cycling.
Key words: depth peak load cycling; security; economic efficiency; profit
中圖分類號: TM611 文獻標識碼: A 文章編號: 1008-6226 (2019) 02-0014-03
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第21 卷(2019 年第2 期) 電力安全技術(shù)
機絞籠體、絞籠葉片、絞籠支撐棒、軸瓦及基礎(chǔ)螺
栓產(chǎn)生巨大沖擊力，易造成部件損壞。1 號機組A
修時，1 號爐A，C 磨煤機同時更換絞籠支撐棒，
調(diào)停時檢查發(fā)現(xiàn)，1 號爐A 磨煤機( 連續(xù)運行) 的
絞籠支撐棒正常，1 號爐C 磨煤機( 頻繁啟停) 的
絞籠支撐棒損壞13 根。
(4) 金屬受熱面熱應力。機組高、低負荷交替
運行，爐膛內(nèi)煙氣流場波動大，由于末再等受熱面
管屏本身壁厚小、剛性差，鍋爐受熱面易因應力不
均、物理性能變化出現(xiàn)機械拉裂、磨損泄漏的現(xiàn)象，
建議在運行上合理控制機組的調(diào)峰速率。
綜上，該電廠1 號機組參與深度調(diào)峰，存在管
壁溫度受熱不均、磨煤機絞籠支撐棒損壞、金屬受
熱面熱應力等多方面的問題，且多數(shù)是量變到質(zhì)變
的過程，無法確切評估它們帶來的損失。從運行來
看，應嚴格控制負荷變化速率，確保其滿足機組啟
動速率限值的要求。
1.2 汽機側(cè)安全評估
(1) 冬季深度調(diào)峰運行期間注意末級葉片安全
問題。由于該電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為海水直接冷卻
的開式系統(tǒng)，冬季循環(huán)水溫度調(diào)整比較困難，機組
低負荷運行期間排汽流量低，低壓缸排汽極易出現(xiàn)
壓力過低現(xiàn)象，進而使排汽濕度增大，導致末級及
次末級葉片發(fā)生汽蝕。因此，建議電廠在深度調(diào)峰
運行期間，采取必要措施，控制低壓缸排汽溫度，
使其不低于28 ℃。具體措施為：調(diào)整循環(huán)水泵運
行方式，適當開啟循環(huán)水再循環(huán)門，調(diào)節(jié)軸封壓力，
甚至稍微開啟真空系統(tǒng)中與大氣連接的閥門，使排
汽壓力保持在對應負荷下的阻塞背壓以上。
(2) 電廠單機運行帶一定的熱負荷，其深度調(diào)
峰幅度則受限于熱負荷的參數(shù)要求和保證低壓缸
最小冷卻流量的要求。該電廠曾進行帶熱負荷深
度調(diào)峰試驗，最低負荷為170 MW，國電吉林江南
電廠也曾進行過相同性質(zhì)的試驗。試驗時機組帶
100 t/h 采暖抽汽、20 t/h 工業(yè)抽汽，當負荷降到
170 MW 時，低壓缸出現(xiàn)鼓風，排汽溫度由28 ℃
持續(xù)升高，當升高至40 ℃時負荷加至175 MW，
排汽溫度停止上升并保持在40 ℃，這就是供熱對
調(diào)峰深度的限制。
山東電網(wǎng)負荷形勢表明，調(diào)峰壓力并未嚴峻到
強制單機運行電廠參與深度調(diào)峰的情況，可以保證
該電廠雙機運行時由一臺機組參與深度調(diào)峰、另一
臺機組供熱運行。如果單機運行時必須參與深度調(diào)
峰時，可以考慮改造熱電解耦。
(3) 對于開展深度調(diào)峰機組，其煤耗隨著調(diào)峰
頻次增加會逐漸自然升高，因此發(fā)電集團對于參與
深度調(diào)峰的機組煤耗指標考核應作相應考慮。由于
機組頻繁參與深度調(diào)峰，主輔設(shè)備及系統(tǒng)閥門承受
周期性大幅度參數(shù)變化影響，發(fā)生故障非停幾率增
大，因此建議在非停指標考核中也給予適當考慮，
以調(diào)動生產(chǎn)一線人員參與深度調(diào)峰工作的積極性。
2 經(jīng)濟性評估
2.1 機組煤耗影響分析
根據(jù)機組深度調(diào)峰情況，建立機組深度調(diào)
峰期間負荷模型，00:00-05:00 期間，機組負荷
率為38.8 %；05:00-06:00 期間， 機組負荷率
為66.7 %；06:00-23:00 期間， 機組負荷率為
81.8 %。綜合考慮深度調(diào)峰對機組熱耗、供電煤耗、
鍋爐熱效率、廠用電率、噴氨量增加等影響，采取
電量加權(quán)的方式，以1 天調(diào)峰5 h 計算，影響全天
供電標準煤耗2.56 g/kWh，增加燃料成本1.06
萬元。具體計算如表1 所示。
2017 年，該電廠1 號機組深度調(diào)峰81 次，合
計增加燃料成本85.9 萬元，影響2017 年1 號機組
平均供電煤耗0.79 g/kWh。
2.2 基數(shù)電量電價收益分析
根據(jù)山東電網(wǎng)的調(diào)峰政策，深度調(diào)峰機組有效
利用時間為5 000 h，發(fā)電量按基數(shù)電量電價交易，
相對于市場交易電價，高0.009-0.023 元/kWh。
2017 年基數(shù)電量電價收益計算如表2 所示。
表1 深度調(diào)峰對機組煤耗的影響的計算
時間
負荷率，
%
熱耗，
kJ/kWh
升高熱耗，
kJ/kWh
升高供電煤耗，
g/kWh
爐效影響，
g/kWh
廠用電率影響，
g/kWh
噴氨等影響，
g/kWh
合計影響，
g/kWh
燃料成本增
加，萬元/ 深
度調(diào)峰5 h
00:00-05:00 38.8 8 520
27.3 1.05 05:00-06:00 66.7 7 990 0.5 0.77 0.2 2.56 1.06
06:00-23:00 81.8 7 870
電力安全技術(shù)第21卷(2019年第2期)
16
表2 2017 年1 號機組深度調(diào)峰基數(shù)電量電價收益計算
雙邊交易
時段
降價價差，
元/MWh
電量，
億kWh
增加利潤，
萬元
因未參加市場
交易增加收益
年度23 4.006 921.400 7
7-8 月度16.229 5 0.17 27.509
9-12 月度8.995 915 1.716 154.378 9
合計1 103.289
扣稅后942.7
2017 年，基數(shù)電量電價與市場電量電價差
異帶來的利潤為1 103.289 萬元，扣稅后利潤為
942.7 萬元。
2.3 電量差額影響分析
2017 年，該電廠參與深度調(diào)峰的1 號機組利
用時間計劃為5 000 h；但受檢修等影響，部分電
量由2 號機組代發(fā)，且還存在部分轉(zhuǎn)讓電量，因此
無法統(tǒng)計2 臺機組的發(fā)電量差額，所以暫不考慮。
綜上，2017 年， 該電廠1 號機組深度調(diào)峰
收益為：基數(shù)電量電價收益- 發(fā)電燃料增加成本
=942.7-85.9=856.8 萬元。
3 提升深度調(diào)峰收益的措施和建議
(1) 適時開展機組熱電解耦改造，在滿足最大
供熱需求的情況下，將機組電負荷降至35 % 額定
負荷以下。
(2) 增加燃燒監(jiān)控措施，如風粉在線、燃燒溫
度/ 圖像監(jiān)測等，確保鍋爐低負荷燃燒安全。
(3) 增加水冷壁壁溫測點，加強低負荷下受熱
面安全監(jiān)控。
(4) 建議開展鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整，通過對風、
粉的精細化調(diào)整，在提高鍋爐低負荷下穩(wěn)燃能力的
同時，提高機組運行經(jīng)濟性。
(5) 建議主管部門對開展深度調(diào)峰的電廠進行
非停次數(shù)、供電煤耗指標等方面的政策傾斜，以提
高此類電廠開展深度調(diào)峰的經(jīng)濟性，增加機組的盈
利能力。
(6) 建議電廠在深度調(diào)峰運行期間，采取必要
措施，控制低壓缸排汽溫度不低于28 ℃，使排汽
壓力保持在對應負荷下的阻塞背壓以上。
參考文獻：
1 劉福閣．陡河電廠國產(chǎn)200 MW 機組深度調(diào)峰綜述[J]．
河北電力技術(shù)，1995，14(2)：24-30．
2 邢振中．火力發(fā)電機組深度調(diào)峰技術(shù)研究[D]．北京：華
北電力大學，2013.
3 唐海峰，華正生，王 勇，等．供熱機組深度調(diào)峰能力
提高方法研究進展概述[J]．科技創(chuàng)新導報，2015，12(14)：
15-16．
收稿日期：2018-10-22。
作者簡介：
于法靜(1972—)，男，高級工程師，主要從事電廠全面生產(chǎn)技
術(shù)管理工作，email：plgd0066@163.com。
許金輝(1981—)，男，高級工程師，主要從事電廠鍋爐、輸灰
除渣、脫硝等生產(chǎn)技術(shù)管理工作。
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