上网注册|上网登陆
加入收藏|下载中心|留言板

88必发娱乐

88必发娱乐>专业论文

深度调峰技术在俄供定压320MW 超临界机组上的实践

编辑:   发布时间:2018-09-10

一、前言

     华能国际电力股份有限企业营口电厂(以下简称营口电厂)辽宁省营口市鲅鱼圈区,距营口市63公里,厂址东接鞍钢新厂,西连鲅鱼圈港,北临渤海湾,地理位置得天独厚。

     现运行装机容量为1840MW。一期工程安装2台原苏联进口的320MW超临界燃煤发电机组,分别于1995年11月29日和1996年6月14日移交试生产。二期工程安装2台由哈尔滨三大动力厂生产的引进型600MW超超临界燃煤发电机组,3号、4号机组分别于2007年8月31日和2007年10月14日移交试生产。

     站在新起点,面对新形势,迎接新挑战,营口电厂将继续弘扬华能企业精神,积极履行社会责任,秉持“严、细、实”的工作作风,努力提升经营管理水平,不断增强价值创造能力,团结拼搏,开拓创新,为地方经济社会发展做出新的更大的贡献。

二、成果的实施背景
(一) 政策背景

     近年来,我国风电、光伏、水电等新能源电力装机容量持续快速增长,在役及在建装机容量均已位居世界第一。风电和光伏等新能源为大家提供了大量清洁电力,但另一方面,其发电出力的随机性和不稳定性也给电力系统的安全运行和电力供应保障带来了巨大挑战。从目前的情况来看,我国电力系统调节能力难以完全适应新能源大规模发展和消纳的要求,部分地区出现了较为严重的弃风、弃光和弃水问题。

     为了贯彻国家能源局《关于缓解东北地区电力供需矛盾的意见》(国能电力[2014]350号)文件精神,解决东北地区电力调峰困难,国家能源局东北监管局下发《东北电力调峰辅助服务市场监管办法(试行)》(东北监能市场[2014]374号)并于2014年10月1日起施行。

     2016年3月东北能源监管局下发《<东北电力调峰辅助服务市场监管办法(试行)>补充规定》,补充规定中对有偿调峰基准以及调峰补偿档级进行了修订,其中最明显的变化是拉开了普通调峰与深度调峰的补偿差距。

     国家能源局东北监管局于2016年11月18日印发《东北电力调峰辅助服务市场运营规则(试行)》(东北监能市场[2016]252号),春节期间有偿调峰基准调整为40%,只对第二档深度调峰予以补偿,负荷率超过40%的火电机组全部参与分摊。

     国家发展改革委、国家能源局于2016年6月28日和7月14日,先后印发了《关于下达火电灵活性改造试点项目的通知》(国能综电力[2016]397号)以及《关于印发<可再生能源调峰机组优先发电试行办法>的通知》(发改运行[2016]1558号)。

     这对煤电机组而言,当下转型为可再生能源调峰机组将是一个较好的契机。未来,火电运营收入结构将发生较大变化,合理的收益除了发电收入以外,还主要包括调峰收入。

(二) 营口电厂深度调峰的紧迫性

     截至2016年底,辽宁省发电装机总量为4601.3万千瓦,同比增加209.65万千万,火电占比同比减少3.42%。可再生能源(风、水、光伏)发电装机占全省发电装机比重22.6%,年度提高了0.6个百分点;可再生能源发电量占全省发电量比重11.2%,当年提高了1.9个百分点。加上核电,全省非化石能源发电装机已占32.3%,同比增加3.4%,发电量占22.8%。两项指标提升速度均明显超过全国平均水平。

     2016年,全省发电设备利用小时为3846小时,火电机组设备利用小时为4329小时,同比减少11小时;受经济上行放缓影响全社会用电负荷只能达到1800-2200万千瓦,剔除联络线送入600万,核电330万,实际省内火电机组和风电发电空间900-1300万左右,为了保证电网安全,火电厂开机容量就要达到1600-1800万(其中70%为供热机组),在无风电时,火电机组负荷率仅能达到60-70%左右,此时如果风电机组突然升高至200-500万千瓦时以上,火电机组负荷便会降至40-60%之间,供热机组为保民生又不能下调,特殊的电源构成使电网在低谷阶段安全性受到严重威胁,接纳新能源电力能力严重受限,弃风电、限核电现象比较严重。2015年春节期间在风电全部停运的情况下,辽宁电网低谷调峰缺口仍高达180万千瓦,因此迫切需要通过火电机组超常规深度低谷调峰解决上述问题。

     鉴于此,营口电厂的市场份额和生存空间越来越小,营口电厂在当下必须抓住政策机遇,利用自身技术沉淀深厚、技能人员充裕的优势,对现有一期两台俄供320MW定压超临界机组进行深度调峰,挖掘机组调峰潜力,全力提升电厂竞争能力。

(三) 营口电厂俄供超临界机组深度调峰的瓶颈

     华能营口电厂一期工程锅炉为苏联塔干洛戈“红色锅炉工编辑”厂制造的ТПП—317型超临界压力、一次中间再热、直流锅炉。其设计的运行方式为定压运行,在实际运行中该锅炉仅能在60%负荷以上运行,锅炉不能调峰的运行方式已经不能满足现在的电厂运行需求,从2017年开始,面对东北电管局新的规则“只对第二档深度调峰予以补偿,负荷率超过40%的火电机组全部参与分摊”,不仅本身一期两台320MW机组无法获取深度调峰补偿,而且严重拖了二期两台600MW机组的深度调峰“后腿”,从而使得全厂的深度调峰工作举步维艰,面临分摊电网其他机组的补偿费用难题,给本已严峻的经营形势雪上加霜。

三、成果的内涵和实施方法
(一) 深度调峰主要目标要求

     机组出力达到40%负荷以下,实现目标负荷115MW(35.9%负荷),并满足以下条件:

(1) 机组的环保设施正常运行,机组排放满足标准要求;

(2) 锅炉运行不投油枪、等离子设备,在炉膛燃烧不稳定时进行助燃稳燃;

(3) 深度调峰目标负荷35.9%负荷(115MW),在其以上至最大负荷,变负荷率2%Pe/min。

(二) 营口电厂进行的主要工作

1.为顺利开展华能营口厂一期两台俄供超临界机组的深度调峰工作,成立了机组深度调峰工作组织机构,由生产厂长高歆光任组长,小组成员由策划部、运行部、检修部、燃料部等部门人员组成。

2.在未进行任何外部设备改造的前提下,以“自主研究完善设备+控制逻辑优化+设备运行操作方式调整”的方式,制定实施方案,逐项分析、补充和完善,以精细化调整为主,结合操作规程进行固化。

3.由于一期俄供超临界定压锅炉的特殊性,加之设备供货期适逢苏联解体动乱时期,设计资料积极匮乏的现实情况下,营口电厂人自主进行设备试验调整摸底机组调峰能力,经过多次试验调整,进行锅炉给水量、总燃料量、总风量等的探底及对设备安全的影响分析,下探给水指令、总燃料量、送风机挡板指令、电泵联锁启动定值、高压加热器疏水系统定值等边界限制条件。

4.摸索设备运行方式,精细化进行设备调整,固化操作模式,评估给水泵汽轮机(以下称“小机”)供汽汽源的做功能力,摸索低负荷小机进汽能力和相关实际操作步骤,进行程序逻辑固化。进一步试验验证小机进汽选择单一汽源的可操作性,减少兑汽对小机出力的影响。通过试验掌握温度、供汽配比变化对小机运行的影响。低负荷时小机汽源的三抽压力无法满足要求,采取了关小低压缸进汽蝶阀的方法,提高小机进汽压力,满足了小机的做功能力。评估了送风机的性能下限,经试验调整了变频器输出下限。

5.分析不同设备运行方式下对环保设备及参数的影响,如上排#5、#2磨煤机投运造成的脱硝NOx异常上升,明确低负荷时SCR入口烟温、NOx含量等环保参数的管理。

6.高度重视机组安全,兼顾考虑节能影响,低负荷试验过程中,合理调整二次风挡板开度,降低配氧量,防止锅炉结焦现象。细化深调期间磨煤机的运行方式,改变观念,严格控制磨煤机运行台数,在实现深度调峰的同时,兼顾煤粉浓度安全以及有效降低制粉系统耗电率。将烟气CO(一氧化碳)值作为重要的参考值,认真分析氧量控制,深挖节能潜力。

7.加大设备整治和优化力度,提高设备的安全、控制精确度,如一期火焰监测系统仅能监测有火和无火的开关量信号,为更加有效地对锅炉低负荷运行起引导性作用,自我完善,研究将火焰能量的模拟量信号送集散控制系统(DCS),火检闪烁时自动投对应的油枪稳燃;提高控制的精准度;修复锅炉汽汽交换器,提高再热器温度控制能力。

8.结合东南大学的技术优势,联合完成INFIT协调控制系统的优化,提高机组的动态响应能力,保证主要控制参数稳定。优化协调控制系统中的控制逻辑和参数,进行了给水控制、水冷壁中间点温度控制、一次风压力控制、燃料控制、减温水控制等工作。

四、成果实施后所产生的效果
(一) 成果产生的直接效果

     经过多次摸底试验和控制系统优化试验,2号机组实现了协调工况减负荷至115MW(35.9%),变负荷速率2%(6MW/MIN),试验期间锅炉水动力稳定,燃烧稳定,各项运行参数均正常。脱硝SCR入口温度满足要求,各项环保参数未出现超标现象。

(二) 成果产生的经济效益

     2016年,东北电网将我厂一期和二期机组分别统计负荷率进行分摊补偿,因一期机组负荷高于180MW(60%),无法参与深度调峰,年分摊亏损1700余万元,二期机组补偿盈利8400余万元,合计盈利6700余万元。

     2017年电网规则改变,全厂合并统计负荷率,未进行深度调峰优化前,营口电厂因无法实现全厂额定出力40%以下的难题,1月-4月平均每月亏损500万元,此次实现突破后,将实现止亏增盈,预计年内最低获得增加利润6000余万元。

(三) 成果的创新性和先进性

1)树同类型机组标杆,创国内领先水平

     华能营口电厂一期俄供定压超临界机组突破了深度调峰负荷率40%的瓶颈,成为了全国第一台实现能够协调工况下减至36%负荷的俄供定压超临界机组。

     实现自我突破的同时,也标志着营口电厂整体的深度调峰工作站上了新台阶,成为国内同类型机组新标杆,具有很大的经济社会效益和推广意义。

2)低负荷反切

     受前苏联火电机组设计理念影响,机组常规带基本负荷,可调范围很小,主汽压力保持定压运行,被视为机组正常运行的生命线,这就为深度调峰带来很大挑战。为了保持主汽压力稳定在24.0MPa以上,进行反切,将直流锅炉汽水控制切为调门控制,确保了主汽压力稳定,保证机组安全稳定运行。

3)为保证小机气源,关蝶阀

     小机汽源是否能够满足本机自供要求是制约深度调峰的关键因素,在假设全厂四台机组均进入深度调峰、高压辅助调试汽源无法投入使用的前提下,一期两台抽汽式供热机组利用适当关闭中压缸排汽蝶阀提高小机进汽压力,并经过反复试验确定深度负荷与中压缸排气蝶阀开度对应关系,在既能将小机进汽压力提高0.15MPa的同时,又尽量减少对原热力系统的影响,解决了制约深度调峰过程中的一大难题。

4)控制系统和一次调频优化

     结合东南大学的技术优势,强强联合,完成协调控制系统的和一次调频优化,提高低负荷区间机组的动态响应能力,保证主要控制参数稳定。

5)一次风优化

     传统采用磨煤机入口热一次风量控制,一次风母管保持压力恒定,本次打破传统观念,改一次风母管压力为滑压控制,磨煤机入口热一次风量调门维持全开,即实现了控制的稳定性,也起到了节能的作用

五、结语

     正是营口电厂抓住了稍纵即逝的深度调峰先期效益机遇,利用自身技术沉淀深厚、技能人员充裕的优势,对现有四台机组进行深度调峰,挖掘机组调峰潜力,尤其是一期两台320MW俄供定压超临界机组,面对调峰瓶颈,不等不靠,在不到三个月的时间内,完成了设备整治、精细化调整、逻辑排查、控制系统优化等工作,从此华能营口电厂经营方式将深刻变化,由争取多发电向多发效益电转变,意义重大,为华能营口电厂转型发展、提升竞争力争取到了一次难得的发展机会。

附件一:深度调峰负荷率补偿与分摊规定

     根据东北能源监管局下发《<东北电力调峰辅助服务市场监管办法(试行)>补充规定》,补充规定中对有偿调峰基准以及调峰补偿档级进行了修订,其中最明显的变化是拉开了普通调峰与深度调峰的补偿差距。具备深度调峰机组竟争力和生存能力进一步增强,经济效益明显,辽宁省工信委将对调峰机组进行以下电价奖励:

附件二:深度调峰负荷试验曲线

     2017年8月2日,进行深度调峰试验,协调工况将负荷最低降至115MW,负荷变动速率为2%(6MW/MIN);过程中主汽压力最大偏差仅0.3MPa;主汽温稳定,整个过程运行平稳。

附件三:深度调峰试验画面实况图

     2017年8月2日,进行深度调峰试验,协调工况将负荷最低降至115MW。(此专文摘自《88必发娱乐游戏》杂志文库,专文主创单位:华能营口电厂)

XML 地图 | Sitemap 地图