1 000 MW超超临界燃煤锅炉深度调峰研究
Research on Deep Peak Shaving Performance of 1 000 MW Ultra-Supercritical Coal-Fired Boiler
收稿日期: 2023-11-27 修回日期: 2024-01-14
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Received: 2023-11-27 Revised: 2024-01-14
作者简介 About authors
目的 燃煤锅炉深度调峰对以新能源为主的未来电力系统的稳定性至关重要,而目前1 000 MW等级超超临界燃煤锅炉深度调峰性能与工程应用较为缺乏。为提高1 000 MW等级燃煤锅炉深度调峰能力,选择某电厂1 000 MW燃煤机组开展宽负荷高效研究。 方法 在机组深度调峰负荷为340 MW下,进行了低负荷稳燃实验、脱硝侧入口烟气测试,对锅炉主要运行参数、炉膛温度分布、锅炉侧燃烧调整试验进行了分析,并在此基础上开展了燃烧优化调整实验。 结果 1 000 MW等级机组具备34%额定功率的深度调峰能力;选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝入口烟温基本在320~350 ℃,满足高于300 ℃的烟温要求;锅炉优化调整后,修正后的锅炉热效率为94.09%(提高0.94%),供电煤耗降低3.27 g/(kW⋅h);SCR脱硝入口NO x 质量浓度基本在180~260 mg/m3(降低约30 mg/m3),满足低于300 mg/m3的要求。 结论 研究成果有助于提高1 000 MW等级燃煤火电机组低负荷运行的安全性、经济性、环保性。
关键词:
Objectives Deep peak regulation of coal-fired boilers is crucial to the stability of the future power system dominated by new energy, but there is a lack of performance and engineering applications on deep peak regulation of 1 000 MW ultra-supercritical coal-fired boilers. In order to improve the deep peak regulation capacity of 1 000 MW coal-fired boilers, a 1 000 MW coal-fired unit of a power plant is selected to carry out a wide-load high-efficiency research. Methods Focusing on the unit load depth peak regulation load of 340 MW, the low-load stable combustion experiment and the denitrification side inlet flue gas test were carried out. In addition, the main operating parameters of the boiler, the temperature distribution of the furnace and the combustion adjustment test on the boiler side were analyzed. The combustion optimization adjustment experiment was carried out on this basis. Results 1 000 MW unit has a deep peak regulation capacity of 34% rated power. The flue gas temperatures of selective catalytic reduction (SCR) denitrification inlet are basically 320-350 ℃, which meet the flue gas temperature requirements higher than 300 ℃. After the optimization and adjustment of the boiler, the modified thermal efficiency of the boiler is 94.09% (increased by 0.94%), and the coal consumption for power supply is reduced by 3.27 g/(kW⋅h). The NO x at the inlet of SCR denitrification is basically 180-260 mg/m3 (decreased by about 30 mg/m3), and meet the requirements of less than 300 mg/m3. Conclusions The research results are helpful to improve the safety, economy and environmental properties of low-load operation of 1 000 MW coal-fired thermal power units.
Keywords:
本文引用格式
丁湧.
DING Yong.
0 引言
近年来,以太阳能、风能等为典型代表的可再生能源装机容量和发电量快速增长[1-3]。据统计,2020年风光电新增发电装机容量接近1.2亿kW,是全国新增装机容量的62.8%[4-5]。然而,高比例可再生能源发电具有间歇性与不确定性,并网后将会给国有大电网的稳定运行带来极大挑战[6-10]。目前,我国一次电能来源中燃煤发电占50%左右,而灵活调节电源(燃油、燃气、抽水蓄能)占比不到6%,灵活电源缺乏引起的调峰能力不足逐渐成为制约新能源并网发电的主要技术因素[11-12]。依据我国能源形势,采用煤电机组进行电力系统调峰是提升新能源并网发电的有效举措[13-15]。在“双碳”目标下,燃煤发电机组在未来将承担支撑可再生能源发电大比例接入的任务[16-17]。2016年11月,国家发展改革委、国家能源局正式发布《电力发展“十三五”规划(2016—2020年)》[18-19],其中提出根据国家节能减排及消纳可再生能源快速发展需要,要求火电机组具有更深范围的调峰能力。“十三五”期间要求常规煤电灵活性改造机组规模达到1.33亿kW [20-21],因此,提升火电机组自身调峰能力、降低机组出力将成为灵活性改造的重点[22]。从机组容量上看,2021年煤粉电站锅炉装机容量达到9.35亿kW,占煤电总装机容量的85%,其中1 000 MW等级机组装机容量为0.97亿kW,占比为10.3%[23-25]。因此,实现1 000 MW煤粉电站锅炉深度灵活调峰,使电网能够最大程度消纳可再生能源发电,已成为目前煤粉电站锅炉亟需解决的重点问题[26-30]。
近年来,诸多学者及工程技术人员围绕燃煤发电机组调峰试验及运行开展了大量研究工作。刘文胜等[31]对亚临界600 MW燃煤发电机组深度调峰至30%额定负荷开展试验研究,发现在无设备改造、无助燃前提下,锅炉低负荷燃烧稳定,主辅机系统运行正常,污染物排放符合要求;同时围绕30%~40%额定容量深度调峰动态过程进行研究,并针对锅炉可能出现的问题给出了应对措施。陈晓利等[32]研究分析了超临界350 MW燃煤机组多种灵活性调峰模式对机组性能、供热能力和调峰能力的影响,为了同时提高机组的调峰能力和供热能力,提出了深度调峰优化方案。钱振鑫等[33]结合1 000 MW机组现有设备及系统,对机组在深度调峰过程中运行操作的重点、难点进行分析,研究发现,行业对1 000 MW等级的燃煤锅炉低负荷下运行性能及调整特性的掌握仍不足。综上所述,目前300、600 MW等级燃煤发电机组已有较多深度调峰的研究,而1 000 MW等级燃煤火电机组深度调峰的研究仍不足。
为此,本文以某电厂1 000 MW超超临界燃煤锅炉机组作为研究对象,开展低负荷下锅炉运行特征分析,并在此基础上进行了精细化调整试验,为1 000 MW等级超超临界燃煤锅炉灵活性调峰运行提供基础数据与工程经验。
1 锅炉概括
本文研究对象为超超临界参数变压运行直流炉,该锅炉采用前后墙对冲燃烧方式、固态排渣、一次中间再热、平衡通风、露天布置、全钢构架、全悬吊π型结构,其主要技术参数见表1。
表1 锅炉主要技术参数
Tab. 1
| 参数 | BMCR | BRL | THA |
|---|---|---|---|
| 过热蒸汽流量/(t/h) | 3 035.0 | 3 007.5 | 2 922.8 |
| 过热器出口压力/MPa | 29.30 | 29.28 | 28.82 |
| 过热器出口温度/℃ | 605 | 605 | 605 |
| 再热蒸汽流量/(t/h) | 2 367.2 | 2 331.6 | 2 263.6 |
| 再热器进口压力/MPa | 5.64 | 5.55 | 5.40 |
| 再热器出口压力/MPa | 5.45 | 5.36 | 5.21 |
| 再热器出口温度/℃ | 623 | 623 | 623 |
| 省煤器进口给水温度/℃ | 313 | 313 | 313 |
| 实际燃烧消耗量/(t/h) | 370.3 | 366.7 | 366.3 |
| 排烟温度/℃ | 163 | 163 | 163 |
| 设计锅炉热效率/% | 95.23 | 95.19 | 95.16 |
在炉膛前后墙各布置新型低NO x 旋流煤粉燃烧器,每层布置8支,全炉共布置48支燃烧器。在最上层旋流燃烧器的上部布置了2层燃尽风喷口和1层还原风喷口。为了防止燃烧区域侧墙水冷壁出现磨损、结焦和高温腐蚀等现象,在燃烧器靠近水冷壁侧设3层贴壁风。
锅炉采用侧煤仓布置方式。锅炉制粉系统采用中速磨冷一次风机正压直吹式,每台炉配置6台磨煤机(5台运行,1台备用),在满足制粉出力要求的基础上,磨煤机的配置应充分考虑锅炉燃烧、结渣和燃尽的要求。煤粉细度(设计、校核煤种)R90=19%,煤粉均匀系数n=1.1(采用动态分离器)。锅炉设计煤种为神东矿区煤,校核煤种为神华烟煤,这2种煤质特性如表2所示。
表2 煤质特性
Tab. 2
| 参数 | 设计煤种 | 校核煤种 | |
|---|---|---|---|
| 元素分析 | 收到基碳质量分数Car/% | 59.32 | 52.76 |
| 收到基氢质量分数Har/% | 3.35 | 3.40 | |
| 收到基氧质量分数Oar/% | 9.05 | 9.35 | |
| 收到基氮质量分数Nar/% | 0.71 | 0.73 | |
| 收到基硫质量分数Sar/% | 0.75 | 0.57 | |
| 工业分析 | 收到基灰分质量分数Aar/% | 10.82 | 21.29 |
| 收到基水分质量分数Mt/% | 16.00 | 11.90 | |
| 空气干燥基水分质量分数Mad/% | 8.61 | 5.42 | |
| 干燥无灰基挥发分质量分数Vdaf/% | 33.76 | 36.08 | |
| 发热量 | 低位发热量Qnet,ar/(kJ/kg) | 22 190 | 19 740 |
2 试验方法
试验测量项目、测点位置分别依据GB/T 10184—2015、DL/T 467—2019标准确定。
2.1 锅炉低负荷烟气测试
烟气取样测点分别布置在选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝装置进口烟道和空预器出口烟道上:每台SCR脱硝装置进口烟道布置8个测孔,每个测孔布置3个测点;每台空预器出口烟道布置9个测孔,每个测孔布置3个测点。
2.2 锅炉低负荷稳燃性能试验
为全面了解锅炉在低负荷下的运行状态,锅炉最低稳燃试验在340 MW负荷工况、B+C+F磨组合运行方式下进行。试验期间实际测量了脱硝入口和空预器出口的NO x 、O2、CO浓度及温度等,并对灰渣可燃物含量进行了检测,同时采集了锅炉汽温、壁温等数据。脱硝入口烟气参数测试采用网格法测量,脱硝入口和空预器出口每个烟道的每个测孔布置3个烟气、烟温取样点,每侧取各测量点的平均值作为烟气的O2、CO、NO x 浓度值和烟气温度值。炉膛温度用红外高温仪从观火孔处测量。NO x 排放浓度折算到干基、6% O2下。
飞灰取样点布置在空预器出口烟道上,每台空预器出口烟道布置2个测孔;炉渣取样点在炉底捞渣机排渣口处。锅炉热效率根据GB/T 10184—2015《电站锅炉性能试验规程》进行计算,计算时灰渣比率(m飞灰∶m炉渣=9∶1)、进风温度、给水温度、试验燃料、空气水分偏离设计值也按照该规程进行修正。
2.3 低负荷调整试验
通过变氧量试验,观察不同运行总风量下锅炉各项指标的变化,寻找各负荷点下的优化运行工况,实现锅炉安全指标、环保指标和经济指标间的合理平衡。机组低负荷稳燃及优化试验工况见表3。
表3 机组低负荷稳燃及优化调整试验工况
Tab. 3
| 工况 | 工况说明 | 燃煤煤质特性 |
|---|---|---|
| T-01 | 340 MW下机组低负荷稳燃试验(不投用等离子) | 全水分质量分数为15.80%,收到基灰分质量分数为16.23%,干燥无灰基挥发分质量分数为36.21%,收到基全硫质量分数为0.36%,收到基低位发热量为20 461 kJ/kg |
| T-02 | 340 MW下锅炉运行优化及性能试验(变运行氧体积分数为7.0%) | |
| T-03 | 340 MW下锅炉运行优化及性能试验(变运行氧体积分数为6.3%) | |
| T-04 | 340 MW下锅炉运行优化及性能试验(变B+C+E磨组合运行方式) |
3 试验结果及分析
机组低负荷稳燃试验稳定在340 MW工况下进行,机组试验主要结果分析如下。
1)脱硝侧入口烟气测试结果
图1
图1
脱硝装置A、B侧入口烟气参数测试结果
Fig. 1
Parameter test results of denitrification A and B side inlet flue gas
图2
图2
空预器A、B侧出口烟气参数测试结果
Fig. 2
Flue gas parameter test results at the A and B side outlets of the air preheater
试验期间脱硝装置入口烟温达到技术要求,即大于300 ℃;NO x 质量浓度经计算达到技术要求,即小于300.0 mg/m3(6%O2)。脱硝装置入口氧浓度场分布比较均匀,A侧A1—A4温度相对较高,A5—A8温度相对较低;B侧B1—B6温度相对较低,B7—B8温度相对较高。空预器出口氧浓度场A侧A1—A3相对较高,A4—A8相对较低,B侧B1—B6相对较低,B7—B8相对较高;温度场则总体呈现出相反的趋势,这主要与回转式空预器自身结构有关。
2)最低稳燃试验结果
低负荷稳燃调整试验汇总结果如表4所示,可以看出:最低稳燃试验工况下,修正后的锅炉热效率为93.16%,飞灰可燃物质量分数为0.05%,炉渣可燃物质量分数为0.04%,炉渣可燃物含量控制较好。排烟温度为156.4 ℃,总体上排烟温度较高,排烟热损失较大,后续可以考虑通过降低运行氧含量、提高磨入口风温等措施来降低排烟热损失,提高锅炉热效率。最低稳燃试验工况下,各受热面测点未出现超温现象,主汽温度、再热汽温两侧偏差也在合理范围内。
表4 低负荷稳燃调整试验结果汇总
Tab. 4
| 参数 | T-01 | T-02 | T-03 | T-04 |
|---|---|---|---|---|
| 工况 | 低负荷摸底工况 | 变氧含量工况 | 优化工况 | 变磨组合优化验证工况 |
| 磨运行方式 | B+C+F | C+E+F | C+E+F | B+C+E |
| 表盘运行氧体积分数/% | 7.27 | 7.05 | 6.30 | 6.46 |
| 总给水流量/(t/h) | 916.6 | 960.6 | 959.4 | 959.3 |
| 总给煤量/(t/h) | 158.4 | 155.9 | 156.2 | 158.0 |
| 总风量/(t/h) | 1 377.8 | 1 376.8 | 1 316.6 | 1 315.0 |
| 前墙二次风箱左侧调节门阀位/% | 62 | 62 | 62 | 62 |
| 前墙二次风箱右侧调节门阀位/% | 62 | 62 | 62 | 62 |
| 后墙二次风箱左侧调节门阀位/% | 62 | 61 | 61 | 61 |
| 后墙二次风箱右侧调节门阀位/% | 62 | 61 | 61 | 61 |
| 前墙燃尽风箱左侧上层调节门阀位/% | 20 | 34 | 34 | 34 |
| 前墙燃尽风箱左侧下层调节门阀位/% | 20 | 34 | 34 | 34 |
| 前墙燃尽风箱右侧上层调节门阀位/% | 24 | 34 | 34 | 34 |
| 前墙燃尽风箱右侧下层调节门阀位/% | 20 | 34 | 34 | 34 |
| 后墙燃尽风箱左侧上层调节门阀位/% | 20 | 34 | 34 | 34 |
| 后墙燃尽风箱左侧下层调节门阀位/% | 20 | 34 | 34 | 34 |
| 后墙燃尽风箱右侧上层调节门阀位/% | 20 | 34 | 34 | 34 |
| 后墙燃尽风箱右侧下层调节门阀位/% | 20 | 34 | 34 | 34 |
| 飞灰可燃物质量分数/% | 0.05 | 0.24 | 0.04 | 0.03 |
| 炉渣可燃物质量分数/% | 0.04 | 0.42 | 0.61 | 0.20 |
| 运行氧体积分数/% | 7.69 | 7.45 | 6.43 | 6.63 |
| NO x 质量浓度(6%O2)/(mg/m3) | 210.8 | 195.2 | 182.1 | 255.0 |
| CO体积浓度/(μL/L) | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 排烟温度/℃ | 155.7 | 146.4 | 146.7 | 147.7 |
| 排烟氧体积分数/% | 9.38 | 9.06 | 8.67 | 8.62 |
| 排烟一氧化碳体积浓度/(μL/L) | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 排烟热损失/% | 9.05 | 8.16 | 7.98 | 8.05 |
| 气体未完全燃烧热损失/% | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 固体未完全燃烧热损失/% | 0.01 | 0.07 | 0.02 | 0.01 |
| 散热损失/% | 0.45 | 0.45 | 0.45 | 0.45 |
| 灰渣物理热损失/% | 0.14 | 0.14 | 0.14 | 0.13 |
| 外来热量对锅炉热效率的影响/% | 3.41 | 3.14 | 3.10 | 3.15 |
| 锅炉热效率/% | 93.16 | 94.33 | 94.51 | 94.50 |
| 修正后排烟温度/℃ | 123.5 | 114.1 | 114.3 | 114.7 |
| 修正后锅炉热效率/% | 93.16 | 93.91 | 94.10 | 94.09 |
| 高温再热器壁温最大值/℃ | 615.8 | 622.1 | 623.3 | 624.1 |
| 高温过热器壁温最大值/℃ | 618.4 | 626.2 | 626.3 | 624.2 |
| 锅炉大屏过热器前屏壁温最大值/℃ | 577.4 | 580.9 | 573.6 | 592.2 |
| 低温再热器壁温最大值/℃ | 577.4 | 574.0 | 572.4 | 572.7 |
| 前墙上部水冷壁出口壁温最大值/℃ | 388.6 | 404.0 | 404.7 | 406.1 |
| 后竖井前包墙上部壁温最大值 | 401.4 | 418.7 | 418.7 | 397.3 |
| 主汽温度/℃ | 599.4/598.8 | 602.0/599.4 | 599.8/599.4 | 604.0/608.8 |
| 再热汽温/℃ | 600.4/603.3 | 609.0/610.1 | 603.6/609.1 | 606.7/608.8 |
| 主汽温两侧偏差/℃ | 0.6 | 2.6 | 0.4 | 4.8 |
| 再热汽温两侧偏差/℃ | 2.9 | 1.1 | 5.5 | 1.1 |
3)主要运行参数结果
表5 锅炉主要运行参数记录表
Tab. 5
| 参数 | T-01 | T-02 | T-03 | T-04 |
|---|---|---|---|---|
| 高温过热器出口左侧蒸汽温度/℃ | 598.8 | 599.4 | 599.4 | 601.6 |
| 高温过热器出口右侧蒸汽温度/℃ | 599.4 | 602.0 | 599.8 | 604.0 |
| 高温过热器出口温度偏差/℃ | 0.9 | 2.7 | 0.5 | 2.6 |
| 高温再热器左侧出口温度/℃ | 603.3 | 610.1 | 609.1 | 608.8 |
| 高温再热器右侧出口温度/℃ | 600.4 | 609.0 | 603.6 | 606.7 |
| 高温再热器出口温度偏差/℃ | 2.8 | 1.0 | 5.4 | 2.1 |
| 低温再热器左侧入口温度/℃ | 360.6 | 361.5 | 359.3 | 362.5 |
| 低温再热器右侧入口温度/℃ | 360.9 | 361.7 | 359.4 | 362.6 |
| 低温再热器入口温度偏差/℃ | 0.2 | 0.3 | 0.1 | 0.2 |
| 低温再热器左侧出口温度/℃ | 545.6 | 555.6 | 550.1 | 555.9 |
| 低温再热器右侧出口温度/℃ | 553.2 | 553.0 | 550.5 | 544.7 |
| 低温再热器出口温度偏差/℃ | 7.6 | 2.6 | 0.4 | 11.2 |
| 高温再热器第一屏壁温最大值/℃ | 615.8 | 621.6 | 622.4 | 618.6 |
| 高温再热器第二屏壁温最大值/℃ | 614.1 | 622.1 | 623.3 | 624.1 |
| 高温再热器第三屏壁温最大值/℃ | 610.4 | 624.0 | 618.6 | 620.3 |
| 高温再热器第四屏壁温最大值/℃ | 602.2 | 607.1 | 600.0 | 604.2 |
| 大屏过热器壁温最大值/℃ | 577.4 | 580.9 | 573.6 | 592.2 |
| 低温再热器壁温最大值/℃ | 577.4 | 574.0 | 572.4 | 572.7 |
| 前墙上部水冷壁出口壁温最大值/℃ | 388.6 | 404.0 | 404.7 | 406.1 |
| 包墙壁温最大值/℃ | 401.4 | 418.7 | 418.7 | 397.3 |
| 总给水流量/(t/h) | 961.6 | 960.6 | 959.4 | 959.3 |
| 炉膛总风量/(t/h) | 1 377.8 | 1 376.8 | 1 316.6 | 1 315.0 |
| 实际总燃料量/(t/h) | 158.4 | 155.9 | 156.2 | 158.0 |
| 送风机A入口温度/℃ | 12.1 | 5.9 | 11.7 | 10.8 |
| 送风机B入口温度/℃ | 11.7 | 5.8 | 11.8 | 10.3 |
| 一次风机A出口温度/℃ | 22.1 | 15.5 | 23.8 | 22.0 |
| 一次风机B出口温度/℃ | 23.8 | 18.1 | 25.4 | 22.8 |
| 空预器出口A1热一次风温度/℃ | 320.7 | 322.5 | 321.1 | 320.0 |
| 空预器出口B1热一次风温度/℃ | 319.7 | 320.9 | 318.0 | 317.1 |
| A侧热二次风母管温度/℃ | 317.6 | 320.6 | 318.6 | 316.8 |
| B侧热二次风母管温度/℃ | 317.0 | 319.3 | 315.7 | 314.7 |
| 炉膛右侧烟气温度/℃ | 560.5 | 554.3 | 552.0 | 563.2 |
| 炉膛左侧烟气温度/℃ | 624.3 | 602.7 | 601.6 | 593.2 |
| A侧省煤器出口烟气氧体积分数/% | 7.19 | 6.96 | 6.28 | 6.45 |
| B侧省煤器出口烟气氧体积分数/% | 7.36 | 7.14 | 6.32 | 6.47 |
| SCR反应器A入口NO x 质量浓度(标态、干基、6%O2)/(mg/m3) | 164.3 | 143.2 | 138.2 | 192.3 |
| SCR反应器B入口NO x 质量浓度(标态、干基、6%O2)/(mg/m3) | 159.8 | 151.2 | 149.2 | 194.1 |
表6 烟气参数表盘值与实测值对比
Tab. 6
| 工况 | 类别 | SCR入口烟温/℃ | SCR入口氧体积分数/% | NO x 质量浓度 (标态、干基、6%O2)/(mg/m3) | 排烟温度/℃ | 空预器出口氧体积分数/% |
|---|---|---|---|---|---|---|
| T-01 | 表盘值 | 343.9 | 7.3 | 162.4 | 151.5 | 8.91 |
| 实测值 | 334.8 | 7.7 | 210.5 | 155.7 | 9.38 | |
| T-02 | 表盘值 | 346.6 | 7.05 | 148.1 | 147.5 | 8.79 |
| 实测值 | 345.9 | 7.45 | 195.2 | 144.4 | 9.06 | |
| T-03 | 表盘值 | 343.7 | 6.31 | 143.7 | 146.8 | 8.24 |
| 实测值 | 341.7 | 6.43 | 182.1 | 146.7 | 7.73 | |
| T-04 | 表盘值 | 341.9 | 6.55 | 193.2 | 145.5 | 8.39 |
| 实测值 | 341.6 | 6.63 | 255.0 | 147.7 | 7.79 |
4)炉膛温度分布结果
炉膛温度测点在锅炉燃烧器层布置的观火孔处,每层6个测点,用火焰测温仪测试并记录,T-01—T-04试验工况炉膛温度不同位置测量结果如表7所示。
表7 不同工况下炉膛温度测试结果 (℃)
Tab. 7
| 工况 | 位置 | 靠前墙 | 中间 | 靠后墙 |
|---|---|---|---|---|
| T-01 | 上层燃烧器层A侧 | — | — | 1 226.0 |
| 上层燃烧器层B侧 | 1 228.0 | 1 368.0 | 1 219.0 | |
| 中层燃烧器层A侧 | — | 1 346.0 | 1 257.0 | |
| 中层燃烧器层B侧 | 1 250.0 | 1 375.0 | 1 216.0 | |
| 下层燃烧器层A侧 | 1 234.0 | 1 372.0 | 1 259.0 | |
| 下层燃烧器层B侧 | 1 243.0 | 1 355.0 | 1 230.0 | |
| T-02 | 上层燃烧器层A侧 | — | — | 1 217.0 |
| 上层燃烧器层B侧 | 1 230.0 | 1 372.0 | 1 225.0 | |
| 中层燃烧器层A侧 | — | 1 349.0 | 1 234.0 | |
| 中层燃烧器层B侧 | 1 236.0 | 1 368.0 | 1 240.0 | |
| 下层燃烧器层A侧 | 1 235.0 | 1 355.0 | 1 229.0 | |
| 下层燃烧器层B侧 | 1 221.0 | 1 349.0 | 1 217.0 | |
| T-03 | 上层燃烧器层A侧 | — | — | 1 223.0 |
| 上层燃烧器层B侧 | 1 233.0 | 1 349.0 | 1 220.0 | |
| 中层燃烧器层A侧 | — | 1 295.0 | 1 222.0 | |
| 中层燃烧器层B侧 | 1 246.0 | 1 344.0 | 1 296.0 | |
| 下层燃烧器层A侧 | 1 226.0 | 1 329.0 | 1 198.0 | |
| 下层燃烧器层B侧 | 1 241.0 | 1 347.0 | 1 220.0 | |
| T-04 | 上层燃烧器层A侧 | — | — | 1 269.0 |
| 上层燃烧器层B侧 | 1 235.0 | 1 358.0 | 1 234.0 | |
| 中层燃烧器层A侧 | — | 1 294.0 | 1 276.0 | |
| 中层燃烧器层B侧 | 1 222.0 | 1 285.0 | 1 226.0 | |
| 下层燃烧器层A侧 | 1 240.0 | 1 278.0 | 1 197.0 | |
| 下层燃烧器层B侧 | 1 210.0 | 1 268.0 | 1 223.0 |
5)燃烧优化调整试验结果
从表4可以看出:试验期间脱硝入口烟温基本在320~350 ℃,满足高于300 ℃的烟温要求;NO x 质量浓度在180~260 mg/m3,满足低于300 mg/m3(6%O2)的要求。但变磨组合优化验证工况(T-04)停运1台底层磨煤机,造成SCR进口实测NO x 质量浓度较未停运底层磨的优化工况(T-03)提升了约70 mg/m3;相比最低稳燃调整试验工况,燃烧优化调整后T-02—T-04工况的修正锅炉热效率分别为93.91%、94.10%、94.09%,飞灰可燃物质量分数分别为0.24%、0.04%、0.03%,炉渣可燃物质量分数分别为0.42%、0.61%、0.20%。从表6可以看出,在T-01—T-04工况下,实测排烟温度分别为155.7、144.4、146.7、147.7 ℃,修正后的排烟温度分别为151.5、147.5、146.8、145.5 ℃。经计算,优化工况(T-03)比稳燃工况锅炉热效率提升了0.94%;变磨组合优化验证工况(T-04)比T-01工况锅炉热效率提升了0.93%;优化工况(T-03)修正后的排烟温度比T-01工况低9.2 ℃;变磨组合优化验证工况(T-04)修正后的排烟温度比T-01工况低8.8 ℃。综上可知,在最低稳燃调整试验工况下,各受热面测点未出现超温现象,主汽温度、再热汽温两端偏差均在合理范围内。
4 结论
在机组深度调峰负荷为340 MW下进行了稳燃实验、脱硝侧入口烟气测试,并对锅炉主要运行参数、温度分布等进行了数据采集分析,并在此基础上开展了燃烧优化调整实验。分析后得出如下结论:
1)1 000 MW等级机组在深度调峰期间,锅炉燃烧稳定,各主要参数运行稳定,主汽温、再热汽温能够达到设计值,在低负荷340 MW深度调峰下具备长期运行能力。
2)SCR脱硝装置入口烟温基本在320~350 ℃,满足高于300 ℃的烟温要求。SCR脱硝装置入口NO x 质量浓度基本在180~260 mg/m3,满足低于300 mg/m3的要求,优化后SCR脱硝装置入口NO x 质量浓度降低约30 mg/m3。为了提高机组脱硝效率,可从燃烧侧、烟气侧和给水侧进行优化。
3)优化调整后的修正锅炉热效率为94.09%,比最低稳燃工况提高约0.94%,降低供电煤耗约3.27 g/(kW⋅h),这是因为降低排烟温度及氧含量是锅炉热效率提升的重要原因。因此,在低负荷下应重点降低排烟温度与氧含量以减小排烟热损失。
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