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超临界锅炉超低负荷调峰运行稳燃改造方案研究

来源:广州启灏机电工程有限公司发布时间:2022-09-14 00:18阅读:原标题:超临界锅炉超低负荷调峰运行稳燃改造方案研究

随着能源结构调整,清洁能源加快发展,局部地区电网特别是北方地区电网在冬季采暖期调峰能力不足,造成新能源消纳困难,部分地区弃风、弃光、弃水问题突出。进一步挖掘占发电量主体地位的传统燃煤机组的深度调峰能力,是当前缓解新能源消纳困境最便捷、快速和有效的手段。

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大型火电机组,特别是超(超)临界火电机组,参与宽负荷深度调峰,使得机组锅炉及相关主辅设备经常处于较低负荷和较大的负荷变化率条件,同时要求机组有更低的负荷限值。这种极低负荷运行需求、大的负荷变化率,直接影响机组的安全性、经济性,可能造成如下问题:1)锅炉燃烧稳定性差,系统运行安全经济性降低;2)水冷壁和受热面烟温壁温偏差增大,水动力安全性降低,主、再热蒸汽温度不足。

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电网调峰问题已经是一个不可忽视的问题,国内研究学者提出通过技术手段来增强火电机组的调峰能力。针对深度调峰机组进行低负荷稳燃试验,摸清机组的调峰能力。同时结合国内先进的低负荷稳燃技术,确定机组的改造方案,并提出可行的配套方案。对于超临界机组而言,一般30%负荷是干湿态转换的临界点,低于30%额定负荷锅炉需进入湿态运行,使得过、再热蒸汽温度大幅降低,汽轮机的运行安全性受到严重影响。降低锅炉转湿态运行的负荷,对于提高机组深度调峰能力和超低负荷运行的稳定性与安全性意义重大。目前降低转湿态负荷尚无很有效的技术。

1 锅炉低负荷稳燃技术条件

火电厂锅炉机组深度调峰运行,关键在于锅炉低负荷运行的稳定性和机炉的蒸汽流量不匹配的问题。维持锅炉水动力稳定的锅炉最低流量,保持燃烧稳定性的最低燃料量等均有一个最小值不可逾越,而汽轮机的通流量只要保证额定转速、确保叶片冷却即可,与维持锅炉水动力稳定的最小工质流量相差很大。锅炉低负荷运行,受热面工质流量降低,冷却效果变差,因此受热面极易超温。

1.1 灵活性改造技术

目前已改灵活性调峰的锅炉主要技术包括低负荷精细化燃烧调整,燃烧器、制粉系统优化改造(预燃室燃烧器、动态分离器、煤粉分配器等),低负荷燃用优质高热值烟煤的双燃料仓改造,燃烧监控装置改造等。在这些改造方式下,锅炉机组可以满足30%额定负荷稳定运行,特殊情况下某些机组可以达到20%或25%BMCR负荷下短暂运行。可见,上述改造还不足以满足锅炉机组更低负荷的长期安全稳定运行。在电力负荷大幅调峰运行要求下,某些电厂已开启频繁启停机操作,或降负荷过程对空排汽,或开高压、低压旁路系统等以满足超低负荷运行需要;具备储能条件的或沿海有海水淡化装置的电厂,在超低负荷调峰状态下进行储能运行或启动海水淡化装置运行,提高厂用电量,降低上网电量,以维持锅炉尽量高负荷下的稳定运行。在大力发展新能源和降低火电份额的背景下,储能将是一个重要的支撑技术。而其他的运行方式,均是极大浪费。

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