電力機(jī)組啟停調(diào)峰問(wèn)題研究—以A電網(wǎng)為例摘要為了能快速的滿足電網(wǎng)發(fā)展的需求，讓機(jī)組可以迅速安全的切換負(fù)荷運(yùn)行，讓本身的功率可以達(dá)到電網(wǎng)的要求，并且和國(guó)家電網(wǎng)提出的“兩個(gè)細(xì)則”相符，使得機(jī)組即便是處于變負(fù)荷情況下也可以運(yùn)行的更加經(jīng)濟(jì)和安全，文章便根據(jù)現(xiàn)如今A電網(wǎng)在用電情況、電子市場(chǎng)變革以及裝機(jī)方面的要求，全方面的分析B發(fā)電企業(yè)300MW級(jí)機(jī)組在某一次進(jìn)行啟停調(diào)峰的具體操作流程，進(jìn)而給出機(jī)組在進(jìn)行停運(yùn)和熱態(tài)再啟動(dòng)時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)的事項(xiàng)。關(guān)鍵詞：電力機(jī)組；啟停；調(diào)峰目錄TOC\o"1-3"\h\u169571緒論 1219301.1研究背景 1219131.2研究意義 178321.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2171302.火電機(jī)組調(diào)峰方式介紹 228032.1火電機(jī)組調(diào)峰方式概況 2151122.2不同調(diào)峰方式對(duì)比 3237232.3調(diào)峰策略對(duì)比 4171033國(guó)產(chǎn)300MW火電機(jī)組的主要調(diào)峰方式 5197513.1低負(fù)荷運(yùn)行方式及運(yùn)行的機(jī)組情況 5240683.1.1爐內(nèi)燃燒 5105453.1.2水循環(huán)的可靠性 5261313.1.3厚壁部件汽包 6197453.1.4汽輪機(jī) 651323.1.5機(jī)組振動(dòng) 629373.2兩班制調(diào)峰方式 6162103.3少汽無(wú)功運(yùn)行方式 764874國(guó)產(chǎn)300MW火電機(jī)組啟停調(diào)峰的應(yīng)用——以A電網(wǎng)為例 778814.1項(xiàng)目概況 7141734.2機(jī)組啟停調(diào)峰的過(guò)程與控制 821974.2.1滑參數(shù)方式降負(fù)荷與停機(jī) 8171574.2.2降負(fù)荷與停機(jī)過(guò)程中運(yùn)行注意事項(xiàng) 9196154.2.3機(jī)組再啟動(dòng)的過(guò)程控制 9316154.3機(jī)組啟停過(guò)程中存在的問(wèn)題與改進(jìn)措施 10267535結(jié)論 1124200參考文獻(xiàn) 121緒論1.1研究背景因?yàn)楝F(xiàn)階段超臨界和超超臨界且容量大的機(jī)組的普遍運(yùn)用，電力體制變革在持續(xù)的進(jìn)行，為大用戶提供直供電以及火電機(jī)組開始實(shí)行競(jìng)價(jià)上網(wǎng)，在電力市場(chǎng)里面，300MW級(jí)亞臨界機(jī)組承受的競(jìng)爭(zhēng)壓力在持續(xù)增加。依靠對(duì)機(jī)組啟停調(diào)峰采取的兩班制運(yùn)作方式進(jìn)行積累能夠?qū)⑵湔{(diào)峰深度大、容量低的優(yōu)勢(shì)全部發(fā)揮出來(lái)，進(jìn)而達(dá)到電力市場(chǎng)的要求，現(xiàn)代科技水平的提高與現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展，社會(huì)在電能方面的需求量大量的上漲，使得電網(wǎng)容量得到進(jìn)一步的擴(kuò)充。生產(chǎn)的進(jìn)步及人們生活質(zhì)量的提升都促使用電結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了極大的改變，市政用電占比每年都在增加，工業(yè)用電占比則有所降低，而且再加上前些年電力發(fā)展跟國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)相比較為落后，以至于相關(guān)電網(wǎng)的峰谷差每天在增加。舉例上海電網(wǎng)來(lái)看，2022年整個(gè)上海市用電量跟去年相比達(dá)到15.3%的上漲，整個(gè)年度真正的用電量在1700億千瓦時(shí)以上，增長(zhǎng)幅度為17.4%，存在著800萬(wàn)千瓦的用電缺口，用電負(fù)載最大為2700萬(wàn)千瓦。從整體來(lái)看，每個(gè)大電網(wǎng)存在的峰谷差在日益增加，電網(wǎng)擁有的調(diào)峰能力同實(shí)際調(diào)峰需求間的矛盾非常突出，在高峰負(fù)載時(shí)電網(wǎng)缺乏足夠的調(diào)峰容量，被迫采取拉閘限電措施，在低谷的時(shí)候容量又供大于求。1.2研究意義因?yàn)橐郧安⑽醋銐蛑匾暫脱芯窟@方面的問(wèn)題，一方面導(dǎo)致電力規(guī)劃只能根據(jù)最大負(fù)載的增加來(lái)設(shè)置裝機(jī)，另一方面，考慮到調(diào)峰的要求，只能耗費(fèi)成本設(shè)置一些調(diào)峰電源，例如天然氣(LNG)電站、抽水蓄能電站。這就使得發(fā)電設(shè)備得不到充分的利用，再加上還本付息使得電費(fèi)上漲。雖然裝機(jī)能力在持續(xù)加強(qiáng)，電網(wǎng)的調(diào)峰還是非常嚴(yán)峻，在運(yùn)行的時(shí)候頻繁由于驟然存在的負(fù)載高峰和估測(cè)相差較大進(jìn)而只能拉閘限電。另外，因?yàn)闊o(wú)功補(bǔ)償缺乏足夠的容量以及調(diào)峰未做充分的準(zhǔn)備工作，在低谷的時(shí)候也經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致電能質(zhì)量以及電網(wǎng)穩(wěn)定性的降低，這些情況都會(huì)對(duì)科研、日常生活、生產(chǎn)等方面的供電和電能質(zhì)量造成影響。在最近幾年高峰電力的龐大缺口和未來(lái)電力需求上漲的估測(cè)，電力投資呈現(xiàn)出井噴式的增長(zhǎng)。而且因?yàn)槿彪娨蛩氐挠绊?，還有一些電源項(xiàng)目沒(méi)有經(jīng)過(guò)國(guó)家審批，投資者便已經(jīng)著手建設(shè)，從權(quán)威部門估測(cè)的情況看，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)違規(guī)在建的電站規(guī)模已經(jīng)達(dá)到1.25億千瓦以上。并且這兩年建設(shè)的一批電站先后投入使用，加之國(guó)家對(duì)宏觀經(jīng)濟(jì)實(shí)施調(diào)控，以及在能源耗費(fèi)大企業(yè)上作出的限制，當(dāng)?shù)凸鹊臅r(shí)候不具備調(diào)峰措施的問(wèn)題會(huì)更尖銳。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)火電機(jī)組深度調(diào)峰進(jìn)行了許多深入的探索研究，主要是對(duì)火電機(jī)組掌握的深度調(diào)峰技術(shù)以及安全性能等方面的問(wèn)題作出研究。在火電機(jī)組掌握的深度調(diào)峰相關(guān)技術(shù)上，SinelnikovD(2019)根據(jù)亞臨界機(jī)組對(duì)非線性動(dòng)態(tài)模型作出了簡(jiǎn)化，依靠PID參數(shù)整定辦法結(jié)合仿真分析便能獲得協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)參數(shù)的最佳數(shù)據(jù)，并提供和工況改變相適應(yīng)的變參數(shù)控制邏輯，將應(yīng)用改造成某一火電機(jī)組進(jìn)行深度調(diào)峰之后，大大的保障了機(jī)組內(nèi)部協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)能夠達(dá)到的控制品質(zhì)[1]。ADNAN（2014）對(duì)不同的調(diào)峰方式給火電機(jī)組內(nèi)部性能帶來(lái)的影響展開了分析，對(duì)調(diào)峰水平、機(jī)組耗能、供熱能力等各方面因素作出全面考慮之后，比較發(fā)現(xiàn)：調(diào)峰的最佳方案是高低壓旁路結(jié)合低壓缸切缸的方式[2]。AlBahrani(2021)以某個(gè)火電機(jī)組為對(duì)象，提出了三個(gè)熱點(diǎn)解耦辦法，并將各種因素考慮在內(nèi)，在各種狀況下確定改造機(jī)組的方案。三種方案在調(diào)峰能力、靈活度和經(jīng)濟(jì)性等方面有著自己的優(yōu)點(diǎn)[3]。KaurParamjeet(2022)根據(jù)當(dāng)前以往的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)處于非線性和各種工況下調(diào)節(jié)品質(zhì)顯著差異等問(wèn)題，制定了以多模型預(yù)測(cè)控制為基礎(chǔ)的一次調(diào)頻的先進(jìn)控制策略。使得火電機(jī)組處于深度調(diào)峰情況下實(shí)行一次調(diào)頻得到性能保障[4]。朱健宇、潘學(xué)萍(2023)對(duì)深度調(diào)峰狀態(tài)元轉(zhuǎn)需要的附加成本進(jìn)行了計(jì)算，將機(jī)組組合問(wèn)題考慮在內(nèi)的火電深度調(diào)峰改進(jìn)規(guī)劃模型構(gòu)建出來(lái)，通過(guò)策略迭代近似動(dòng)態(tài)規(guī)劃法對(duì)模型實(shí)施解耦，結(jié)果顯示當(dāng)使用的改造方案不同時(shí)能獲得最經(jīng)濟(jì)的改造策略[5]。王克（2023）根據(jù)“三北”地區(qū)采暖區(qū)域電負(fù)載和熱負(fù)載失衡的情況，由技術(shù)路線和方案等著手研究了靈活改造火電機(jī)組的方案，并將改造方案確定下來(lái)。分析結(jié)果指出不同方案在自身優(yōu)勢(shì)內(nèi)能讓火電機(jī)組更加靈活的運(yùn)行，使得火電機(jī)組提高調(diào)峰深度[6]。馮文嵩、閆晶（2023）思考了火電機(jī)組在開展深度調(diào)峰過(guò)程中受到的各種限制以后，從不同方面為改造熱工控制系統(tǒng)提供方案。實(shí)驗(yàn)指出深度調(diào)峰技術(shù)應(yīng)該全方面統(tǒng)籌規(guī)劃，機(jī)組內(nèi)部的熱工控制水平有了很大程度的提高[7]。闖喜宏、馮志強(qiáng)（2022）對(duì)三臺(tái)比較有代表性的火電機(jī)組處于深度調(diào)峰情況下的水動(dòng)力性能、穩(wěn)定燃燒性能等實(shí)施了測(cè)試，確定了火電機(jī)組處于低負(fù)載的時(shí)候掌握的深度調(diào)峰能力[8]。上述文獻(xiàn)研究體現(xiàn)在火電機(jī)組要怎么改造才能讓深度調(diào)峰越來(lái)越靈活和經(jīng)濟(jì)性，但是和深度調(diào)峰環(huán)節(jié)火電機(jī)組耗能成本問(wèn)題有關(guān)的研究結(jié)果很少。了解火電機(jī)組處于調(diào)峰狀態(tài)下的運(yùn)行特性，在當(dāng)前調(diào)峰措施的基礎(chǔ)上，火電機(jī)組處于深度調(diào)峰狀態(tài)下如何保障協(xié)調(diào)運(yùn)行是當(dāng)前亟需解決的問(wèn)題。2.火電機(jī)組調(diào)峰方式介紹2.1火電機(jī)組調(diào)峰方式概況現(xiàn)如今，中國(guó)火電機(jī)組有著多元化的調(diào)峰方式，然從整體上總結(jié)為四種，分別是：（1）啟停二班制的調(diào)峰方式：此調(diào)峰方式適合在白天負(fù)載較大、夜晚負(fù)載較低的情況使用，所以采用該方式，機(jī)組通常是在白日運(yùn)行，進(jìn)入到夜晚便會(huì)停止，次日凌晨機(jī)組重新運(yùn)行，該調(diào)峰方式的特點(diǎn)是系統(tǒng)即便有大量的調(diào)峰需求也能實(shí)現(xiàn)，機(jī)組擁有100%的調(diào)峰能力；不足之處是機(jī)組因?yàn)閱⑼?dòng)作頻繁，加上交變應(yīng)力帶來(lái)的影響，機(jī)組潛變損耗和條件疲勞極限均會(huì)極大的提高，轉(zhuǎn)子使命壽命顯著減少。（2）低速度旋轉(zhuǎn)熱備用的調(diào)節(jié)模式：在此模式下，汽輪機(jī)負(fù)載下降到0，同時(shí)和電網(wǎng)之間形成解列。之后依靠燃燒燃料和進(jìn)入到蒸汽透平發(fā)動(dòng)機(jī)中的蒸汽讓機(jī)組能保持在低速度轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)、高溫的狀態(tài)下。該調(diào)峰方式的優(yōu)勢(shì)是極高的安全性，操作簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)是采用該方式的時(shí)候，還需專門派人負(fù)責(zé)監(jiān)控機(jī)組，存在限制性。（3）少蒸汽無(wú)負(fù)負(fù)載的調(diào)峰方式：采取該方式，機(jī)組通常需在白日工作，到夜晚負(fù)載低的時(shí)候零負(fù)載運(yùn)行，并且還可以從電網(wǎng)里面吸收少許的電網(wǎng)功率，讓機(jī)組能夠保持額定運(yùn)行速度。該調(diào)峰方式的優(yōu)勢(shì)是不會(huì)給壽命造成很大的損耗，而且機(jī)組啟動(dòng)所需的時(shí)間減少；缺點(diǎn)是這種方式要求機(jī)組有較高的性能，現(xiàn)如今中國(guó)的機(jī)組很多缺乏采用該調(diào)峰方式的條件，因此這種方式基本在國(guó)外使用，我國(guó)使用的不多。（4）低負(fù)載調(diào)峰方式：這種模式是在中國(guó)是最常用的調(diào)整用電方式，包含了定壓、混合變壓和變壓三種運(yùn)行模式，借此對(duì)機(jī)組的負(fù)載實(shí)施調(diào)節(jié)讓電網(wǎng)提出的調(diào)峰需求得到滿足。這種調(diào)峰方式跟其他三種相比優(yōu)勢(shì)更大：更安全可靠、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、操作任務(wù)量最少，然鑒于機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，在這種方式下很難長(zhǎng)久運(yùn)行。2.2不同調(diào)峰方式對(duì)比針對(duì)當(dāng)前中國(guó)火電機(jī)組采用的四種調(diào)峰方式，我們根據(jù)下面五項(xiàng)參數(shù)來(lái)開展比較分析：（1）調(diào)峰幅度根據(jù)調(diào)峰幅度能夠?qū)⑺念愓{(diào)峰運(yùn)行模式劃分成兩種，第一種是調(diào)峰幅度可以處于100%，這種調(diào)峰方式包含了啟停二班制、少蒸汽無(wú)負(fù)載、低速度旋轉(zhuǎn)熱備用；第二種是調(diào)峰幅度在50%以下，這種方式包含了低負(fù)載調(diào)峰方式。（2）安全性站在安全性的立場(chǎng)分析，在四大調(diào)峰方式里面，安全性能最佳的則是低負(fù)載方式，不具備安全性的是啟停二班制，這種方式運(yùn)行繁瑣，其中包含的安全問(wèn)題是這些方式中最多的，經(jīng)常出現(xiàn)事故，剩下的調(diào)峰方式能達(dá)到的安全度則是在這二者中間。（3）操作量以操作量對(duì)四種調(diào)峰方式作出分析，其中低負(fù)載方式在操作量上最具優(yōu)勢(shì)，不占優(yōu)勢(shì)的調(diào)峰方式為啟停二班制，操作量在這二者中間的調(diào)峰方式為少蒸汽無(wú)負(fù)載、低速旋轉(zhuǎn)熱備用。（4）機(jī)動(dòng)性以機(jī)動(dòng)性對(duì)四種調(diào)峰方式作出分析，其中低負(fù)載方式擁有最強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性，少蒸汽無(wú)負(fù)載方式因?yàn)槭÷粤顺檎婵蘸蜎_轉(zhuǎn)等繁瑣的過(guò)程，節(jié)省了大量的啟動(dòng)時(shí)間，因此它的機(jī)動(dòng)性位列第二，位列第三的是低速度旋轉(zhuǎn)熱備用，啟停二班制調(diào)峰方式因?yàn)椴僮鞣爆?，啟?dòng)久，因此機(jī)動(dòng)性在四種方式中是最差的。（5）經(jīng)濟(jì)性以經(jīng)濟(jì)性對(duì)四種調(diào)峰方式作出分析，機(jī)組在低負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間越久，效率便會(huì)更低，面臨的經(jīng)濟(jì)損失會(huì)更大，其他三種方式因?yàn)榈凸蓉?fù)載帶來(lái)的影響，在同樣的狀況下，啟停二班制模式下機(jī)組耗能巨大，最不具備經(jīng)濟(jì)性。2.3調(diào)峰策略對(duì)比當(dāng)風(fēng)電上網(wǎng)總量在持續(xù)增加，風(fēng)電出力表現(xiàn)出的特點(diǎn)讓系統(tǒng)峰谷值不斷拉大，電網(wǎng)調(diào)峰工作困難重重，為了將該問(wèn)題解決，每個(gè)國(guó)家都根據(jù)自身情況制定了對(duì)應(yīng)的措施。因?yàn)椴⒕W(wǎng)風(fēng)力發(fā)電存在規(guī)模上的區(qū)別，每個(gè)國(guó)家在調(diào)峰措施上也會(huì)有所差異，舉例中國(guó)和歐美國(guó)家說(shuō)明。中國(guó)通常是通過(guò)建立大型風(fēng)電場(chǎng)來(lái)發(fā)展風(fēng)電，風(fēng)電場(chǎng)基本能達(dá)到千萬(wàn)千瓦級(jí)的規(guī)模，之后便大量的開始風(fēng)電上網(wǎng)，但是歐美國(guó)家建設(shè)的風(fēng)電場(chǎng)，容量不大、數(shù)量眾多，上網(wǎng)風(fēng)電基本能在當(dāng)?shù)叵{。以下是對(duì)歐洲一些在風(fēng)力發(fā)電方面獲得卓越成績(jī)的國(guó)家采取的調(diào)峰策略做簡(jiǎn)要描述。在歐洲地區(qū)，風(fēng)力發(fā)電成績(jī)最突出的是丹麥，從歐聯(lián)社發(fā)布的報(bào)道來(lái)看，因?yàn)轱L(fēng)電技術(shù)的持續(xù)提升，推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電所需的費(fèi)用大大的減少，丹麥在2022年通過(guò)風(fēng)力產(chǎn)生的電能和國(guó)家總電量的50%接近，打破了該國(guó)在風(fēng)能發(fā)電上的歷史記錄。丹麥可以在風(fēng)電比重較大的情況下保證穩(wěn)定供應(yīng)，主要是因?yàn)楸睔W電力交易所為代表的電力市場(chǎng)從剛開始的挪威延伸至北歐四國(guó)最后是包含數(shù)個(gè)國(guó)家，能夠?qū)Ω蠓秶鷥?nèi)的資源實(shí)施有效分類，有更完善的能源品種能夠并入電網(wǎng)方便即時(shí)取用，有助于減少電網(wǎng)系統(tǒng)面臨的風(fēng)險(xiǎn)，更好的發(fā)揮出新能源的價(jià)值。法國(guó)通過(guò)其合理的電源結(jié)構(gòu)從而聞名于世，根據(jù)2月6日由法國(guó)可再生能源協(xié)會(huì)(SER)、電力分銷商(Adeef)以及能源網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商機(jī)構(gòu)(ORE)聯(lián)合發(fā)表的一份報(bào)告指出，可再生能源在2022年為法國(guó)提供了23%的用電量，相較于去年有所增加，原因是風(fēng)能發(fā)電量的增長(zhǎng)。法國(guó)憑借其水資源充沛的地理?xiàng)l件，重點(diǎn)發(fā)展抽水蓄能，而且核能在法國(guó)電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)里面有著很大的占比，能直接對(duì)電網(wǎng)負(fù)載實(shí)施追蹤。能源結(jié)構(gòu)的合理化使得風(fēng)電的消化吸納能力得到保障。與歐洲某些國(guó)家相比，中國(guó)的風(fēng)電消化吸納能力很顯然是不足的，最根本的原因是歐洲某些國(guó)家有著合理的能源結(jié)構(gòu)，不同的發(fā)電方式雙管齊下，協(xié)同發(fā)展。但是在中國(guó)，火電機(jī)組在總電源中的占比較大，機(jī)關(guān)新能源發(fā)展速度加快，然而電網(wǎng)建設(shè)很顯然較為落后，以至于電網(wǎng)運(yùn)行有著顯著的缺陷。為了減少邊際成本，中國(guó)不同地區(qū)基于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)運(yùn)行情況制定了對(duì)應(yīng)的輔助服務(wù)規(guī)定，涉及到一次調(diào)頻、無(wú)功調(diào)節(jié)以及基本調(diào)峰。3國(guó)產(chǎn)300MW火電機(jī)組的主要調(diào)峰方式3.1低負(fù)荷運(yùn)行方式及運(yùn)行的機(jī)組情況低負(fù)載運(yùn)行是大規(guī)模火電機(jī)組根據(jù)電網(wǎng)峰谷時(shí)的特征和電網(wǎng)統(tǒng)籌調(diào)度實(shí)現(xiàn)調(diào)峰目的的主要辦法，其調(diào)峰的一種傳統(tǒng)辦法，為了讓可調(diào)輸出增加，機(jī)組盡量在準(zhǔn)許的最低負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)槠涮幱诘拓?fù)載運(yùn)行狀態(tài)時(shí)能依靠對(duì)配粉配風(fēng)方式作出調(diào)整讓機(jī)組能更加安全平穩(wěn)的運(yùn)行，進(jìn)而降低機(jī)組受到的疲勞損耗，增加經(jīng)濟(jì)收益，還能節(jié)省珍貴的電能。然而其具備的調(diào)峰能力不高，所以要求結(jié)合其他方式實(shí)施系統(tǒng)型調(diào)峰才可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)效果。鍋爐的最小穩(wěn)然負(fù)載是限制最低負(fù)載的主要因素。3.1.1爐內(nèi)燃燒因?yàn)闄C(jī)組在現(xiàn)實(shí)運(yùn)行的時(shí)候會(huì)有燃燒單一煤料—零煙煤的現(xiàn)象存在，因此在很多機(jī)組設(shè)計(jì)的時(shí)候引入了穩(wěn)燃技術(shù)使用。固定式主要是美國(guó)CE企業(yè)生產(chǎn)的帶有波浪狀的鈍體以及濃淡導(dǎo)流板的"WR"型濃淡燃燒器。二次風(fēng)口存在上下兩層，還含有油室內(nèi)送風(fēng)口，通過(guò)隔離墻將大風(fēng)箱分成多個(gè)風(fēng)室。其優(yōu)勢(shì)是在低負(fù)載情況下也能穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)可依據(jù)燃料煤種的區(qū)別合理的進(jìn)行配風(fēng)，保障鍋爐運(yùn)行更加安全穩(wěn)定。在機(jī)組低負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，要關(guān)掉或全關(guān)掉燃燒器中二次風(fēng)，將燃燒器上、下端的二次風(fēng)打開，讓一次風(fēng)能更加集中，為及時(shí)點(diǎn)燃煤粉以及穩(wěn)定燃燒提供了有利的條件，爐膛中的負(fù)壓沒(méi)有很大擺動(dòng)，爐膛中的火焰沒(méi)有出現(xiàn)劇烈的閃爍情況。3.1.2水循環(huán)的可靠性火電機(jī)組處于低負(fù)載調(diào)峰狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，不只需要重視爐內(nèi)穩(wěn)定燃燒，還應(yīng)關(guān)注自然循環(huán)鍋爐汽包爐水是否可靠的問(wèn)題，使用的爐膛選擇正方形且大切角的外形構(gòu)造，該結(jié)構(gòu)能讓四側(cè)水冷壁受到均勻的熱負(fù)載，四個(gè)角在受熱方面有很大的改善，有助于水循環(huán)順利開展鍋爐使用大循環(huán)倍率,當(dāng)MCR的時(shí)候，k的數(shù)值為4.4,當(dāng)鍋爐的額定負(fù)載達(dá)到30%時(shí)，其最小循環(huán)流動(dòng)速度需要比設(shè)定的0.4m/s要高，另外機(jī)組處于低負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，主汽壓力需要下降到14.0至14.5MPa之間，這是一種超高壓的運(yùn)轉(zhuǎn)模式，其水循環(huán)工控便能獲得優(yōu)化。所以，機(jī)組處于低負(fù)載調(diào)峰的時(shí)候，鍋爐水循環(huán)的可靠性較強(qiáng)。3.1.3厚壁部件汽包為了將汽包中的水和汽之間的溫差減少，降低汽包壁在溫度場(chǎng)無(wú)法均勻分布情況下產(chǎn)生的交變應(yīng)熱力，使得鍋爐能夠盡快適應(yīng)負(fù)載的改變，汽包結(jié)構(gòu)選擇的是內(nèi)部直通型給水分配管，有助于省煤器出口部位的欠焓給水無(wú)法流入到汽包水中，是通過(guò)配水管輸送至相關(guān)集降管入口的中間位置，欠焓給水不和汽包壁以及集降管口相接觸，在汽包壁改善溫度場(chǎng)分布上有很好的效果。汽包上下部之間的溫差通常低于10℃，上下壁之間溫度差的最高值是30℃，汽包內(nèi)部和外壁之間的溫度差處于14至20℃之間。3.1.4汽輪機(jī)汽機(jī)側(cè)需要正常投運(yùn)自動(dòng)裝置，輔機(jī)裝置沒(méi)有發(fā)生異常情況，機(jī)組整體膨脹等安全指標(biāo)應(yīng)保持正常，并且變化較小。氣缸溫度改變最高應(yīng)低于1度/MIN，上下缸之間的溫度差應(yīng)低于35℃。3.1.5機(jī)組振動(dòng)在負(fù)載變化過(guò)程中，每個(gè)軸的相位和振幅改變很小，在可控范圍內(nèi)。單閥和順序閥給機(jī)組帶來(lái)的影響很小，也就是兩種辦法均能滿足調(diào)峰的需求。機(jī)組內(nèi)部的電動(dòng)給水泵、汽動(dòng)給水泵等輔助機(jī)組的振動(dòng)指標(biāo)都可以滿足變負(fù)荷調(diào)峰的需求。3.2兩班制調(diào)峰方式機(jī)組依據(jù)電網(wǎng)每日負(fù)載曲線的分布規(guī)律采取兩班制調(diào)峰，白天照常運(yùn)轉(zhuǎn)，夜晚電網(wǎng)負(fù)載處于低谷的時(shí)候停機(jī)6至8小時(shí)，第二天凌晨進(jìn)行熱啟動(dòng)，機(jī)組再次并網(wǎng)。兩班制調(diào)峰的優(yōu)勢(shì)是夜晚關(guān)機(jī)以后方便監(jiān)護(hù)，機(jī)組有較大的可出力，可達(dá)最大設(shè)定負(fù)載的100%，電網(wǎng)負(fù)荷有著明顯的調(diào)節(jié)效果，被西方國(guó)家普遍使用。電網(wǎng)的峰谷差值主要取決于機(jī)組的旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)備能力以及中小機(jī)組采取的兩班制。所以，通過(guò)大機(jī)組擁有的深度調(diào)峰能力盡量避免中小機(jī)組不斷的啟停這是電力公司研究可持續(xù)發(fā)展路線的首選。因?yàn)樵诖髾C(jī)組中采取的是深度調(diào)峰和兩班制結(jié)合的調(diào)峰方式，機(jī)組關(guān)機(jī)次數(shù)有所減少，同時(shí)創(chuàng)造了理想的社會(huì)收益，還增加了機(jī)組的使用壽命，尤其是在減輕鍋爐承壓零件受到的疲勞損傷上有一定的幫助，還能減少由于電除塵器關(guān)閉給大氣環(huán)境造成的污染問(wèn)題。300MW機(jī)組在啟動(dòng)和停止步驟中存在著啟動(dòng)耗時(shí)久，啟動(dòng)流程復(fù)雜，而且機(jī)組有很大的疲勞損耗，機(jī)組在安全穩(wěn)定性方面會(huì)受到直接影響。因?yàn)閱?dòng)和停止耗時(shí)久等各種原因造成其經(jīng)濟(jì)效益不高，因此主機(jī)組不采用“二班制”模式。然而輔機(jī)能夠啟停運(yùn)行，因?yàn)檩o機(jī)通常參數(shù)不大，機(jī)組在進(jìn)行開啟和停止的時(shí)候都能在熱啟動(dòng)下實(shí)行進(jìn)而協(xié)助主機(jī)運(yùn)行于低負(fù)載范圍內(nèi)，使得機(jī)組整體負(fù)載模式下的調(diào)峰需求得到滿足。3.3少汽無(wú)功運(yùn)行方式少蒸汽無(wú)功率調(diào)峰運(yùn)轉(zhuǎn)方式實(shí)際上是鍋爐停機(jī)，機(jī)組運(yùn)行，該方式是當(dāng)夜晚電網(wǎng)負(fù)載比較低的時(shí)候降低機(jī)組負(fù)載為0，然而不和電網(wǎng)實(shí)施解列，從電網(wǎng)中吸取較少的功率，讓機(jī)組能夠在額定轉(zhuǎn)送速度保持旋轉(zhuǎn)熱備用處于無(wú)功狀態(tài)。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷達(dá)到峰值的時(shí)候，快速的提升負(fù)載。在少蒸汽運(yùn)行時(shí)期，因?yàn)闄C(jī)組轉(zhuǎn)子還在高速度的旋轉(zhuǎn)，所以在汽輪尾端會(huì)因?yàn)楣娘L(fēng)摩擦的原因形成一股熱量，為了避免溫度過(guò)高，確保葉片的安全，勢(shì)必要將一些蒸汽注入進(jìn)去使得葉片溫度下降。蒸汽能夠通過(guò)臨機(jī)抽汽提供。4國(guó)產(chǎn)300MW火電機(jī)組啟停調(diào)峰的應(yīng)用——以A電網(wǎng)為例4.1項(xiàng)目概況A電網(wǎng)容量偏小，到2022年年末為止，已經(jīng)裝機(jī)了2549萬(wàn)千瓦，這里面火電裝機(jī)量達(dá)2384萬(wàn)千瓦，整個(gè)省在2022年的社會(huì)用電量只達(dá)到1867.67以千瓦時(shí)。此外，A電網(wǎng)蘇日安用電負(fù)載率較低，然其峰谷差卻很大，2022年峰谷差最高可達(dá)657.79萬(wàn)千瓦，2022年平均用電負(fù)載率達(dá)78.78%。特別是5至7月份南方處于雨季氣候，水電機(jī)組在降水量較多的時(shí)候，幾乎都是火電機(jī)組對(duì)電網(wǎng)實(shí)施調(diào)峰運(yùn)行，因此當(dāng)峰谷和低估相差較大的時(shí)候便會(huì)發(fā)生火電機(jī)組實(shí)施啟停調(diào)峰的現(xiàn)象。機(jī)組采取二班制啟停方式實(shí)行調(diào)峰運(yùn)行，一方面應(yīng)將啟停流程中機(jī)組所有高溫零件的壽命消耗控制在最低限度，使得長(zhǎng)久運(yùn)行得到安全保障；另一方面當(dāng)機(jī)組開始熱啟動(dòng)時(shí)，鍋爐可以快速的升高溫度，使得汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)要求的缸溫得以實(shí)現(xiàn)以及并網(wǎng)機(jī)組需要快速帶滿負(fù)載，降低啟停措施下的熱損耗，使得機(jī)組運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)。眾多試驗(yàn)研究得到的結(jié)果都指出，只要合理、規(guī)范化的運(yùn)行，機(jī)組每年進(jìn)行100至150次的啟停調(diào)峰，機(jī)組使命壽命能超出30至40年，但是機(jī)組采取啟停調(diào)峰措施是因?yàn)殡娋W(wǎng)進(jìn)行深度調(diào)峰的要求，每年使用的機(jī)會(huì)不多。所以能得出火電機(jī)組采取二班制運(yùn)行方式不會(huì)嚴(yán)重的影響到設(shè)備長(zhǎng)久運(yùn)行的安全性。B發(fā)電有限企業(yè)是一家4X300MW機(jī)組。該機(jī)主要發(fā)動(dòng)機(jī)為N300-1667/538/538型亞臨界一次再熱、單軸、雙缸、雙排、反凝汽式汽輪機(jī)，該機(jī)設(shè)計(jì)了旁路系統(tǒng)（采用的是高壓、低壓兩級(jí)串聯(lián)的方式），容量設(shè)置成410t/h(40%BMCR)，全部屬于是電動(dòng)操控的代門。哈爾濱HG-1025/18.2-ym6鍋爐裝置亞臨界控制循環(huán)、單四角圓切爐、鋼爐架、平衡通風(fēng)、π型煙灰爐、露天布置等，鍋爐在B層燃燒器中還安裝了煙臺(tái)龍?jiān)雌髽I(yè)生產(chǎn)的等離子點(diǎn)火工具，即便是熱態(tài)啟動(dòng)情況下也能完成無(wú)油點(diǎn)火。4.2機(jī)組啟停調(diào)峰的過(guò)程與控制如圖4.1所示，2022年5月28日晚高峰后，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度需要B發(fā)電有限企業(yè)對(duì)300MW機(jī)組采取啟停調(diào)峰措施，鍋爐于當(dāng)天22:38分進(jìn)行手動(dòng)MFT，22:39分時(shí)實(shí)行汽機(jī)手動(dòng)打間，發(fā)變組于22:40分解列，鍋爐于次日03:50分開始MFT復(fù)位，等離子于03:56分運(yùn)行B制粉系統(tǒng)完成無(wú)油啟動(dòng)，大機(jī)于05:22分實(shí)行掛閘沖轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)于05:39分自主準(zhǔn)同期并列。圖4.1機(jī)組啟停主要參數(shù)4.2.1滑參數(shù)方式降負(fù)荷與停機(jī)降負(fù)載和停機(jī)采取滑參數(shù)控制法。首先，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性高，降負(fù)載降有較強(qiáng)的適應(yīng)性；其次，能夠減輕機(jī)組使用壽命的消耗；最重要的是汽輪機(jī)缸體和轉(zhuǎn)子能夠快速降溫，為之后熱啟動(dòng)狀態(tài)下的主蒸汽參數(shù)可以滿足沖轉(zhuǎn)需求做足準(zhǔn)備，此外在控制汽輪機(jī)主體差脹方面也有很大的作用。由于B企業(yè)B層燃燒器中設(shè)置了等離子設(shè)備可以做到無(wú)油點(diǎn)火，而且旁路系統(tǒng)的啟動(dòng)容量較大，所以機(jī)組熱態(tài)再啟動(dòng)具備較好的主汽參數(shù)提升能力。經(jīng)技術(shù)人員論證后要求:停機(jī)前控制主汽壓7~8MPa，機(jī)組滑?？刂拼髾C(jī)調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫400℃左右。鍋爐MFT后保持風(fēng)量>30%，對(duì)爐膛吹掃時(shí)間≥5分鐘,然后停送、引風(fēng)機(jī),關(guān)閉相關(guān)煙氣擋板進(jìn)行保溫保壓,其目的是使鍋爐處于較高的溫度水平，為縮短機(jī)組熱態(tài)再啟動(dòng)時(shí)間創(chuàng)造條件。停機(jī)期間的一些參數(shù)見表4.1。表4.1停機(jī)過(guò)程主要參數(shù)時(shí)間負(fù)荷/MW主汽壓力/MPa再熱氣溫/℃主汽溫度/℃調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度/℃20:00232.515.23532.85540.02463.8721:00220.2714.03498.90495.87434.8821:30210.4912.43468.81482.53427.8822:00192.8310.71448.41455.88412.9022:15162.949.24440.12446.05415.9422:30105.877.86429.56423.34407.8922:395.877.53405.22419.85396.3122:400.007.59404.49422.26394.974.2.2降負(fù)荷與停機(jī)過(guò)程中運(yùn)行注意事項(xiàng)（1）停機(jī)前要試運(yùn)大機(jī)盤車、頂軸油泵、大機(jī)交直流油泵、電泵、等離子等相關(guān)設(shè)備正常;將機(jī)組輔汽聯(lián)箱倒為相鄰機(jī)組供汽,確保輔助蒸汽的正常備用。（2）停機(jī)后及時(shí)開啟大、小機(jī)本體疏水，確認(rèn)大機(jī)本體疏水全開，大型機(jī)械主蒸汽管路的疏水手動(dòng)門必須在鍋爐點(diǎn)火前打開。（3）大機(jī)內(nèi)部的軸封和真空系統(tǒng)是按照停機(jī)時(shí)間對(duì)停運(yùn)與否作出合理安排；循環(huán)水系統(tǒng)、凝結(jié)水、開式水、閉式水均能正常運(yùn)行。（4）鍋爐停止使用時(shí)，對(duì)制粉系統(tǒng)進(jìn)行吹掃操作，停止使用后將爐內(nèi)燃油系統(tǒng)與爐外燃油系統(tǒng)隔離，避免鍋爐核心爐內(nèi)燃料流入到爐內(nèi)引發(fā)危險(xiǎn)。（5）關(guān)閉機(jī)組以后分派運(yùn)行人員負(fù)責(zé)監(jiān)盤，根據(jù)正常需求為運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)，關(guān)鍵是預(yù)防大機(jī)中進(jìn)入了冷水和冷蒸汽，大機(jī)能夠順利運(yùn)行，軸封壓力溫度由輔助蒸汽保持在正常范圍內(nèi)等。4.2.3機(jī)組再啟動(dòng)的過(guò)程控制機(jī)組再次運(yùn)行的重點(diǎn)是確定主蒸汽的參數(shù)，這些參數(shù)必須根據(jù)大機(jī)調(diào)節(jié)水平上金屬溫度的最優(yōu)匹配為參考。嚴(yán)格根據(jù)鍋爐和汽輪機(jī)進(jìn)行熱啟動(dòng)時(shí)曲線和規(guī)程的規(guī)定落實(shí)，依靠對(duì)鍋爐燃燒以及高低旁通閥的開啟實(shí)施調(diào)整使得鍋爐溫度、壓力、速率得到控制。鍋爐成功燃燒以后，還應(yīng)快速將氣溫升高，以滿足機(jī)組沖轉(zhuǎn)的需求，若是出現(xiàn)升壓速度快，升溫速度慢的情況，需要將高低旁通閥開度合理開大。參考國(guó)電豐城發(fā)電有限企業(yè)配備設(shè)備的情況，在獲得雙調(diào)度機(jī)組發(fā)布的啟動(dòng)指令后，鍋爐MFT完成復(fù)位操作后通過(guò)B層燃燒器安裝的等離子裝置以無(wú)油點(diǎn)火的方式啟動(dòng)制粉系統(tǒng)，在這一過(guò)程中，爐膛出口煙氣溫度應(yīng)控制在538℃，避免再熱器管內(nèi)壁溫度過(guò)高。表4.2列出了B磨運(yùn)行和爐膛出口煙氣溫度控制的情況。表4.2B磨運(yùn)行與爐膛出口煙溫控制時(shí)間B磨電流/A磨進(jìn)出口差壓/kPaB給煤量/（t/h）爐膛出口煙溫/℃3:550.041.110.0098.634:0033.752.8613.93127.814:1533.383.8716.44371.724:3033.133.4717.63515.604:4533.443.5918.82507.155:0034.973.5417.81524.685:1533.993.3618.87534.535:3035.703.3618.67530.025:4036.313.4225.23535.935:4536.683.9228.05427.71極熱態(tài)再啟動(dòng)過(guò)程注意事項(xiàng)如下:如果停機(jī)已破壞真空,啟動(dòng)前要先投軸封再拉真空;由于本型機(jī)組采用高中壓聯(lián)合啟動(dòng)方式，沖轉(zhuǎn)前必須先關(guān)閉高旁，待再熱壓力到零后再關(guān)閉低旁，期間必須適當(dāng)降低B層制粉系統(tǒng)出力,減弱燃燒;如發(fā)現(xiàn)中壓主汽門、調(diào)門打不開，可將低壓旁通閥全部打開使得再熱汽壓力減小。對(duì)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)實(shí)施控制。在沖轉(zhuǎn)未開始時(shí)汽機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)蒸汽溫度與其金屬溫度的不匹配度須在-56~110℃之間，檢查確認(rèn)汽機(jī)本體疏水均在開啟位置，上下缸溫差<42℃。本次再啟動(dòng)前大機(jī)缸體最大值為中壓缸進(jìn)汽端上下溫差為29.96℃，差脹10.32mm、缸脹14.15mm、偏心44.46mm、軸向位移0.493mm等均正常。沖轉(zhuǎn)過(guò)程中要監(jiān)視好大機(jī)TSI振動(dòng)、差脹、軸承金屬溫度等參數(shù),機(jī)組定速后要盡快并網(wǎng)，將負(fù)荷帶到汽機(jī)本體對(duì)應(yīng)溫度。初負(fù)荷(系指調(diào)節(jié)級(jí)汽溫與金屬溫度不匹配度低干精確兀配線以下所確定的最低負(fù)荷5%最低負(fù)荷保持時(shí)間、升速率等必須嚴(yán)格按照汽輪機(jī)廠提供的熱態(tài)開機(jī)曲線進(jìn)行控制。機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中還應(yīng)該對(duì)機(jī)組的汽水品質(zhì)進(jìn)行監(jiān)督控制，本次機(jī)組再啟動(dòng)前汽水品質(zhì)均在化學(xué)監(jiān)督品質(zhì)合格范圍內(nèi)。4.3機(jī)組啟停過(guò)程中存在的問(wèn)題與改進(jìn)措施在鍋爐停止運(yùn)行松引風(fēng)機(jī)以后進(jìn)行悶爐期間，B側(cè)處的排煙溫度發(fā)生了慢速升高的情況，A側(cè)處則無(wú)異常。分配人員對(duì)B側(cè)處的空預(yù)器入口擋煙板進(jìn)行手動(dòng)關(guān)閉無(wú)效后，該側(cè)空氣預(yù)熱器加大吹灰力度并依靠間斷運(yùn)行空氣預(yù)熱器協(xié)助電機(jī)使得該側(cè)排煙溫度上升趨勢(shì)得到控制。接收到開機(jī)調(diào)度指令后將鍋爐側(cè)邊的擋風(fēng)煙板打開運(yùn)行、送風(fēng)機(jī)成功通風(fēng)以后，該側(cè)的排煙溫度會(huì)快速降低至正常數(shù)值。排煙溫度和空預(yù)器內(nèi)的主要輔助電機(jī)的運(yùn)行趨勢(shì)見圖4.2所示。依靠對(duì)比和分析運(yùn)行參數(shù)，初步發(fā)現(xiàn)鍋爐B側(cè)的空預(yù)器入口位置的擋煙板因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間使用受損嚴(yán)重，導(dǎo)致在關(guān)閉心爐期間該側(cè)煙氣隔離失敗，等到再次停機(jī)以后會(huì)進(jìn)行檢查和解決。圖4.2鍋爐排煙溫度與空預(yù)器馬達(dá)電機(jī)參數(shù)5結(jié)論經(jīng)過(guò)這次啟停調(diào)峰的實(shí)踐使用指出，由西屋技術(shù)提供的300MW亞臨界火電機(jī)組可以有效達(dá)到機(jī)組啟停的一切安全指標(biāo)，可適應(yīng)雙電源需求的兩班制啟動(dòng)和停機(jī)調(diào)峰運(yùn)行。并且由于其能夠適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度的要求使得機(jī)組的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)得到增加，獲取更多的經(jīng)濟(jì)收益。參考文獻(xiàn)[1]SinelnikovD.S.,ShchinnikovP.A..Increasingtheefficiencyofthethermalpowerunitsatzoningofheatloadcurve[J].Powerengineering:research,equipment,technology,2019,21(4).[2]ADNANMUHAREMOVIC,SMAJOBISANOVIC,MENSURHAJRO.MaintenanceSchedulingofThermalPowerUnitsinElectricityMarket[J].WSEASTransactionsonPowerSystems,2014,9.[3]AlBahraniLoau,SeyedmahmoudianMehdi,HoranBen,StojcevskiAlex.SolvingtheRealPowerLimitationsintheDynamicEconomicDispatchofLarge-ScaleThermalPowerUnitsundertheEffectsofValve-PointLoadingandRamp-RateLimitations[J].Sustainability,2021,13(3).[4]KaurParamjeet,ChaturvediKrishnaTeerth,Kol