火电机组灵活性运行技术综述与展望-第2页-北极星火力发电网

投稿

我要投稿

1.2负荷响应速度迟缓

负荷响应速度迟缓是制约火电机组灵活性运行的潜在因素，但目前相关的认识以及研究尚不深入。对火电机组而言，其能量产生和转换过程较为复杂，系统换热设备具有很强的热惰性，造成指令与响应之间存在较大的时间延迟。目前电网对自动发电控制(AGC)机组调节速度的考核指标为1.0%~2.0%Pe/min(额定容量/分钟)，期望通过技术改造达到2.5%~3.0%Pe/min。

1.3偏离设计工况

我国现役火电机组在设计阶段基本均未考虑深度调峰工况，导致运行过程中调峰能力比较差。此外，深度调峰和快速升降负荷时的运行工况严重偏离设计工况，深度调峰常态化以后，大量设备运行在非正常工况，对机组安全性、环保性及经济性的影响不可忽视，需要投入更多的研究工作。

2 国外火电机组灵活性运行现状

欧洲一些发达国家在风能、太阳能、生物能源、二氧化碳的捕获和储存等新能源领域技术的研究及应用经验较为丰富。2016年，欧洲可再生能源发电量占比已达到30.2%，其中风电和光电合计占比13.2%。因此，其火电机组灵活性运行技术推广更早，应用也更成熟。

丹麦是世界上风电占比最高的国家，且弃风率极低。2015年丹麦风电发电量占全国用电量的42.1%，弃风率约为0.2%[21]，并计划在2020年使风电消费达到50%。丹麦之所以能够实现风电的高比例消纳，主要有以下原因：

1)较为完善的电力体制结构与跨国输电网与丹麦接壤的瑞典和挪威具有丰富的、调节性能良好的水电资源，而整个欧洲大陆有大量的火电机组。通过跨国电网，丹麦将周围国家的发电机组作为备用电源。

2)整体装机容量较小截至2015年，丹麦总装机容量仅为1400万kW，风电装机容量约为500万kW，但周围国家接入丹麦的总电力容量超过570万kW，这保证了风电出力较低时国内的电力供应。

国外众多研究表明，建立储能系统是提高火电机组运行灵活性的一个重要手段，主要包括热能储存(蓄水罐、电锅炉)、燃料电池、电化学储能(储氢)和机械储能(空气压缩、飞轮储能)等[22-29]。燃气轮机和蒸汽轮机联合发电机组的灵活性要远远高于常规火电机组[30-31]，利用燃气轮机烟气驱动蒸汽轮机，蒸汽轮机系统同时实现供电和供热，当电网负荷变化时，通过调节燃气轮机和蒸汽轮机的发电比例实现负荷跟踪。

此外，对于火电机组，在燃烧系统方面可以通过优化电厂磨煤机和燃烧器的协同配合、优化燃烧器降低最小燃烧功率、加装煤粉仓等技术措施提高机组灵活性，在汽轮机系统方面可以通过高压缸旁路、主蒸汽旁路、高压再热器旁路等技术措施提高机组灵活性。

3 国内火电机组灵活性运行技术应用

3.1基础工作

我国在役火电机组在设计阶段时基本都没有考虑深度调峰工况，只能通过技术改造提高机组灵活性。前期主要工作为诊断试验，包括主汽轮机、辅汽轮机、锅炉以及给水泵等设备低负荷运行适应性试验，找出限制机组深度调峰和稳定运行的瓶颈，挖掘锅炉最低稳燃能力和机组负荷提升能力，为灵活性运行提供基础数据。其他可能面临的问题有：1)锅炉水动力安全性;2)锅炉金属壁面超温;3)风机、磨煤机振动大;4)锅炉尾部受热面腐蚀、积灰严重;5)锅炉水平烟道积灰;6)原煤仓出现堵煤现象;7)给水泵、凝结水泵等设备的再循环管路频繁开启;8)低负荷保护程序逻辑不合理、控制品质较差。

3.2改造内容或技术方案

在锅炉低负荷稳定燃烧方面，需要进行以下工作：1)精细化调整;2)燃烧器改造;3)制粉系统改造;4)煤质掺烧;5)燃烧监控改造;6)智能控制等。锅炉最低稳定燃烧负荷与炉型、燃煤品质、辅机配置等众多因素有关。通过各项技术集成应用，国内部分电厂已达到较好水平，譬如华能陕西秦岭发电有限公司最低稳定燃烧负荷达到20%BMCR(锅炉最大连续蒸发量)，淮浙煤电有限责任公司凤台发电分公司、北方联合电力有限责任公司临河热电厂、华能国际电力开发公司铜川照金电厂、华能国际电力股份有限公司南通电厂、华能国际电力股份有限公司丹东电厂最低稳定燃烧负荷分别可以达到20%、20%、25%、25%、25%和20%BMCR。

锅炉低负荷工作时，选择性催化还原(SCR)脱硝设备入口烟温偏低会导致脱硝催化剂不能正常运行。针对典型的锅炉布置方式，目前有多种技术方案可提高SCR脱硝入口烟温，譬如，省煤器烟气旁路技术、省煤器给水旁路、分级省煤器、热水再循环、“附加高温加热器”和智能控制等技术。

为保证连续、稳定供暖，热电联产机组基本采取“以热定电”方式运行，导致机组调峰能力十分有限。为提高供热机组调峰能力，可采取储热、电锅炉、旁路供热、低压缸零出力、高背压供热等技术措施解除或弱化机组“热-电”强耦合关系。

此外，火电机组能量产生和转换过程较为复杂，系统换热设备具有很强的热惰性，造成指令与响应之间存在较大的时间延迟，须采取必要的措施提升负荷响应速度，以满足电网快速调峰的要求。主要技术思路为：1)瞬间减少抽汽量来提高电出力技术，主要包括变凝结水量、变供热抽汽、给水旁路、附加高加等负荷调节技术;2)利用补能或泄能方式来提高电出力技术，主要包括给水储热负荷调节、熔盐储热负荷调节技术;3)通过优化控制或运行方式提高电出力技术，主要包括协调优化控制、高调阀配汽管理优化、空冷变背压负荷调节技术。

提升机组运行灵活性的过程中可能面临的问题及对策汇总见表1。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

订阅北极星周刊，精彩内容不再错过！

特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更多信息而非盈利之目的，同时并不代表赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权归原作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创，转载需获授权。

阅读下一篇

关于电力对外承包格局你需要知道的7件事

火电灵活性改造查看更多>调峰查看更多>火电机组查看更多>

姓名：
性别：
出生日期：
邮箱：
所在地区：
行业类别：
工作经验：
学历：
公司名称：
任职岗位：

火电机组灵活性运行技术综述与展望

关于电力对外承包格局 你需要知道的7件事

登录注册

绑定账号

想要获取更精准资讯推荐？建议您完善以下信息~

订阅成功

关于电力对外承包格局你需要知道的7件事

想要获取更精准资讯推荐？建议您
完善以下信息~