火力发电厂超临界机组运行经验分析

徐善良

摘要：目前，火力发电厂运用的机组和装置，最新超超临界机组热效率较高，有先进的发电技术。此外，超超临界机组与多种设备相连接，每台装置和设备，都有低压加热器和磨煤机，可以实时监控运行效率，充分了解主要辅机是否稳定，表明所应用的设备经济性和实用性明显提高，而且，构成部分有很多先进的功能，有效提高燃煤锅炉运行的速度。该技术发展成熟，已经拥有被长期证明了的运行和维修超超临界电厂的专门知识。本文基于此基础对火力发电厂超临界机组运行经验进行了分析。

关键词：火力发电厂；超临界机组；运行经验

1超超临界技术的发展阐述

1.1超超临界技术的温度发展

超超临界发电技术的发展至今已有将近70年的历史。从20世纪50年代起，以英国、德国和日本为代表的国家，就开始了对超超临界发电技术的开发和研究。美国是世界上最早从事超超临界发电技术研究和应用的国家。1957年世界上第一台125MW的超超临界机组在美国Philo电站建成投产，其蒸汽参数为31MPa、621℃/566℃/566℃。但是在日本和欧洲，超超临界的发展更占有主导地位。

1.2超超临界材料的发展

总体上，超超临界材料全是奥氏体和铁素体，于是新材料便产生了。在第一阶段，铁素体钢材被发展来达到有两次中间再热的31.4MPa/593℃/593℃/593℃的蒸汽参数，在第二阶段，奥氏体钢材被发展来达到34.3MPa/649℃/593℃/593℃的蒸汽参数(带两次中间再热)。最大的成就是新材料已经被发展到可以承受650℃的高温。但是，奥氏体材料相对更贵一些，而且考虑到它的力学性能和经济上的可行性，它被用于超超临界电厂还不太合适，它的热膨胀系数太大而导热系数太小。人们一直认为超超临界机组前10年的运行可行性与常规的电厂相比比较低，但是，EPDC已经成功的驳回了这些错误的观念。并没有经历较严重的有关超超临界技术的难题，所有超超临界机组的可行性指数已经超过了85%。

2超超临界机组优化运行的实施经验分析

2.1锅炉主控系统优化，调节负荷速度

对于超（超）临界直流机组，由于锅炉燃烧过程较汽轮机调节系统有很大的滞后性，所以锅炉主控调节的响应速度和精确程度将直接决定协调控制品质。锅炉主控主要包括依据负荷指令的静态燃料量成份和为了弥补直流炉负荷动态初始时蓄热的动态前馈。目前实际工程中主要利用负荷指令设计动态前馈，诸如负荷指令的微分等方式，提供一个燃料超调量，短时间提高锅炉响应速度和增益。对于负荷指令微分方式的动态前馈，反映锅炉燃烧响应速度的主蒸汽压力在变负荷过程和结束后的偏差大小，主要取决于动态前馈的微分时间和增益大小。动态微分作用时间贯穿于整个变负荷过程，直至变负荷过程结束后，动态前馈量才减至零。

而且，实际调试过程发现微分时间和微分增益参数整定难以精确量化。就如何控制变负荷时动态前馈的初始值幅度和动态控制前馈量回归的时间点，提出一种利用限速前后负荷指令偏差，对动态前馈进行精确定量策略。综合利用机组负荷指令、滑压目标值、压力设定值、实际压力以及实际负荷等参数，判断机组实际运行状态，作为变参数条件。

2.2运用汽轮机，以此优化设备的性能

根据最新的统计得出，二氧化硫排放量较多，由于超超临界机组运行方式比较落后，不能节约能源，还会产生很多化学物质，进而污染环境，增加能源消耗总量，为了改变这一现状，可以在超超临界机组内部，运用汽轮机，安装汽轮装置，使蒸汽压力不低于规定数值，在标准的范围内，便可得出精准的蒸汽参数。同时，充分利用汽轮机的供热性能，改变了设备运行方式，以此优化和调整汽轮机的功能，从而节能降耗，有效节省资源，主要在于汽轮机装置，将负荷降到最低，无需消耗大量的能源，通过操作设备控制蒸汽温度和产生的压力，逐渐稳定运行参数排烟的温度，确保低负荷在运行中保持在最佳值，以调节设备和汽轮机的方式运转，使各个机组运行状态良好，整个过程中不受任何因素的影响，性能和经济性发生改变。由此可知，安装一定数量的汽轮机，不仅优化设备的性能，还提高了机组主蒸装置的平稳性，方可依据实际运行情况，依据步骤运用汽轮国机，调整和优化超超临界机组运行方式，进一步减少化学污染物的排放量，并提高锅炉运转的时效性。

2.3加强风压控制，响应机组负荷变化

风运行参数对超（超）临界直流锅炉的运行有很大影响，目前，对于一次风的研究多数集中在降低一次风机电耗方面。各发电企业开展小指标竞赛，运行人员常常通过降低一次风压手段减少一次风机电耗。由于一次风最主要的功能就是完成煤粉输送，直接影响磨煤机的出力，一次风压偏低造成动态过程往往不能及时跟随机组负荷进行调整，增加了燃烧滞后时间。

因此在机组运行中要优化风母管压力设定值，利用多台给煤机中最大给煤量对应的一次风压函数。保证了一次风携粉能力，避免了因出力过高磨煤机堵磨情况。另一方面，增加变负荷动态前馈分量，加强动态过程一次风出力，降低制粉系统滞后时间，及时响应机组负荷变化。

2.4运用循环水系统，优化运行状态

当前，针对超超临界机组运行方式的实施进行了详细分析，总结出在运行中所运用的书系统，不能提升燃烧效果，无法快速启动设备，便会降低锅炉效率。要想解决存在的问题，必须要注重运用循环水系统，从而在应用的过程中要按照规范的步骤，正确操作风机、水泵、设备以及多种循环装置，避免因操作事物，导致超超临界机组的性能受到影响，进而不能平稳运行。

因此，一定要依照流程和顺序运用循环水系统，这样才能实现优化运行方式的目标，就可以根据具体情况，调节凝汽器、水泵，逐渐控制好超超临界机组的产生的压力，有利于推动燃烧系统，确保燃烧煤的效率明显提高，还会减少耗电量，体现出为了优化运行状态，以及节省能源，必须要发挥出循环水系统的作用和优势，就可以结合辅机的特点和压力状况，落实合理的技术措施，改变不合理不恰当的运行方式，操控水循环系统，方可优化超超临界机组运行方式，对于提高运行笑了和经济性具有重要意义。

2.5安装超超临界锅炉，提高运行效率

在启动超超临界机组运行时，可以安装超超临界机组锅炉，通过最新开发的软件，随时掌握锅炉效率和运行状态，及时发现存在的问题，立即采取措施尽快解决，确保锅炉始终在平稳的状态下运行，不受到任何因素的影响。

此外，还应根据具体情况，对提出的运行方式进行试验，根据得出的结果，判断得出选用的运行方式是否合理，还可以掌握安装的锅炉是否具有实用性和经济性，明确超超临界机组锅炉燃烧效果非常好，效率非常高，之后，依据整理出的运行方式，启动临界锅炉和诸多的设备，便可提高运行的稳定性，由此可知，安装超超临界机组锅炉，有利于优化运行方式，使运行效率效率明显提高。

3总结

综上所述，运行超临界机组时，重要的是不影响节能效果和各种功能，在现有基础上，通过运行超临界锅炉、汽轮机，有必要显著提高热效率。同时，为了稳定锅炉内的压力和温度，避免蒸汽温度过高，降低机组设备的性能，便可得出精准的参数，有效提高机组的先进性和运行的时效性。

参考文献：

[1]T.Otsuka.ImprovingThermalEfficiencyofCoalFiredPowerStation[J].TheThermalandNu-clearPower,2006,57(601):11-15.

［2］冯义军．超超临界发电技术进入新阶段［N］．中国电力报，2017－03－27(005)．