火电厂超超临界机组优化运行分析

发表时间:2020/10/10   来源:《当代电力文化》2020年第14期   作者:李晋 杜波 周赛钢
[导读] 简要介绍了超超临界机组的设备和特点,对超超临界机组的优化运行进行了分析
        李晋   杜波  周赛钢
        陕西国华锦界能源有限责任公司 陕西省神木市719319
        摘要:简要介绍了超超临界机组的设备和特点,对超超临界机组的优化运行进行了分析,指出了超超临界机组在汽轮机、锅炉和主要辅机的运行方式和可控参数上优化运行的技术措施,对提高超超临界机组的运行经济性具有指导意义。
        关键词:超超临界;优化运行;经济性;发电厂
一、火电厂超超临界机组技术的发展
        超超临界技术的发展起源于二十世纪五十年代,但由于其选取过高的蒸汽参数,当时的材料技术水平局限了其进一步的发展,超超临界机组的可靠性比较低。随后的数十年发展中,只能将蒸汽参数降到了超临界水平,即为24.1MPa、538/566℃。但是,由于全球提倡生态环境保护、可持续发展以及节能减排的要求,较超临界技术能耗更低的超超临界技术始终需要进一步发展与创新。首先便需要将高强度、耐高温的材料开发问题进行解决。在八十年代,英国惊醒了COST501项目,研制出了600℃级的珠光体钢。直至1998年,欧洲已有16个国家加入到COST522项目当中,并且将650℃超超临界机组珠光体材料的开发进行启动,直至2003年结束,全面地对超超临界技术进行提升。
二、超超临界机组运行经济性影响因素分析
        超超临界机组锅炉燃烧的经济性与稳定性两方面,煤质起到十分关键的作用。燃煤锅炉主要是将煤的发热量转换成为蒸汽热量,随后再应用蒸汽冲击汽轮机叶片进行做功。锅炉的经济性影响主要来源于燃用煤的灰分、挥发分含量以及发热量、煤种混合状况等因素。其中,燃煤的挥发分含量将会对排烟温度、火焰中心温度以及着火温度产生影响,从而对锅炉的经济性产生影响;而发热量则与一次风量、燃煤量以及排烟损失有关;灰分成分将会对排渣热损、煤粉着火产生影响,同时会将结渣加剧并将烟道磨损。因此,必须要对燃煤的化学成分进行深入分析,从而将煤质分析结果作为依据,将给煤量以及风量进行计算,将煤粉细度的选择合理地进行,将配风与燃烧器进行改进,从而将燃烧工况得以改善,进而提高锅炉运行经济性。此外,超超临界机组辅助设备厂用电率降低,机组优化运行的手进一步提高,也能增强超超临界机组运行的经济性。
三、超超临界机组优化运行分析
        机组的优化运行是在保证机组安全性的前提下,根据机组和设备的性能,通过调整机组和设备的运行方式及相关的热力参数,使得机组能在最佳工况下运行的方式。当以机组的供电煤耗率为最小时,寻求机组运行参数,包括主蒸汽温度、主蒸汽压力、再热汽温度、排汽压力、给水温度、排烟温度、氧量等的最佳值。超超临界机组可以从下面几个方面进行运行方式和运行参数的优化。
        (一)降低辅助设备厂用电率
        超超临界机组辅助设备的构成与常规机组相同,主要为辅机冷却水泵、凝结水泵、风机和磨煤机。如何优化这些设备的运行方式,降低机组厂用电率是提高火电厂超超临界机组效率的重要技术措施之一。辅机循环水系统可以通过辅机冷却水泵的优化运行既满足辅机设备的冷却需求,又可以降低循环水泵的耗电率。

凝结水泵为2*100%方案,应研究机组在定滑压运行方式下单台凝结水泵的变频合理运行方式,以降低耗电率。对于制粉系统,由于煤质的变化必然会引起磨煤机耗电率的变化,减少磨煤机耗电率会使煤粉粒度增加和燃烧效率降低。因此,对于不同煤质应存在一最佳经济粒度,在该粒度下,磨煤机的耗电率和燃烧损失使供电煤耗达到最低。
        对于烟风系统,应加强空气预热器的运行状态监测,重点进行空气预热器漏风率的适时计算,为适时调整空气预热器的运行状态和及时检修提供参考依据。由于在风机设备选型都留有一定的裕量。关于风烟系统,大多说机组配有2台一次风机、2台二次风机和2台引风机,如何使风机负荷分配达到最佳也是降低厂用电率的一个重要措施,相信火电厂超超临界机组投运后在厂用电率的优化上定有潜力可挖。
        (二)实施超超临界机组优化运行的手段
        实施超超临界机组优化运行的手段包括:(1)通过超超临界机组优化运行试验,确定机组的运行方式和优化参数(基准值);(2)通过工程中设计的SIS对超超临界机组的运行性能进行监测、分析和诊断,以优化运行软件模块,使机组运行在最佳的水平。
        (三)提高超超临界锅炉运行效率
        在超超临界机组运行过程中,应对锅炉进行优化和改进,根据国外某家电厂超超临界锅炉的优化运行经验来看,可以从锅炉的效率上来优化超超临界机组运行效率。而在以往传统的亚临界机组运行过程中,经常会出现设备突然停止运转的不良现象,进而直接影响整个机组设备的运行效率,同时对蒸汽温度控制的不理想,也会影响机组设备的运行效率。因此,为了保障超超临界机组的稳固运行,通过使用我国最新研发出来的软件,可以实现随时随地掌握与控制锅炉的效率和运行状态,并在发现运行过程中出现不良状态时,能够及时的采取有效措施来解决问题,进而有效确保锅炉能够始终如一的处于稳固、良好的状态下运行,最终避免因受外部因素,而影响整个机组设备的运行效率。
        为了判断所选择的锅炉运行方式是否正确,还应根据自身机组设备的实际情况,进而相关实验、分析,总结,进而根据得出的运行数据,来判断机组设备中锅炉,是够具备实用性、经济性。总而言之,对于超超临界锅炉,不仅可以提高整个机组设备运行的时效性,使其在一个稳定的环境下高速运行,同时还可以根据运行结果,判定锅炉是否具备实用性、经济性,进而根据实际运行结果来进一步优化运行方式,最终全面提高机组设备的运行效率。
结语:
        综上所述,为了进一步提高超超临界机组运行效率,必须要优化和改进相关运行方式,并在设备原有的基础上,利用汽轮机、临界锅炉、辅助设备厂用电率来提高热效率,同时还应控制好锅炉内部中的压力与温度,进而有效避免因内部温度、压力过高,降低临界机组的性能,最终保障整个机组设备运行的时效性。
参考文献:
        [1]焦伟航.660MW超超临界机组锅炉印尼煤掺烧运行特性与优化[J].浙江电力,2018,37(10):91-95.
        [2]袁晓飞.超超临界机组优化运行的实施[J].科技风,2018(30):154.
        [3]林举文.某660MW超超临界机组锅炉排烟温度的运行优化研究[J].科技创新导报,2018,15(14):56-57.
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