王凤君:火电灵活性改造技术渐趋成熟

来源:中国电力新闻网

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关键词:火电机组 火电灵活性改造 调峰能力

    所谓的常规火电机组,也就是常见的火电机组,就是燃煤凝汽式机组,即只发电不供热燃煤机组。目前我国正在新建的主力型机组就是600MW~1000MW级别的燃煤发电机组。


    当下,消纳是制约可再生能源的关键因素。未来,受多方面因素影响,风电和光伏的消纳形势将日趋严峻。破解消纳问题,可以从提升电源调峰能力,调整风电、光伏布局,加强电网互济和强化负荷侧管理等多个方面采取措施,其中提升电源调峰能力至关重要。



    灵活性改造需与节能减排同频共振,才能真正实现灵活性改造的价值。


    全国火电机组灵活性改造及深度调峰技术研讨会已经落幕。2018年,我国火电灵活性改造试点工作如何更有效推进?会面临哪些困难和挑战?日前,中国电力新闻网记者采访了哈尔滨锅炉厂副总工程师——王凤君。


    提升电源调峰能力至关重要


    中电新闻网:请您扼要描述一下我国“三北”地区火电灵活性改造现状。


    王凤君:截至2016年底,我国水电、风电和太阳能发电的装机规模分别为3.2亿千瓦、1.3亿千瓦和4300万千瓦,均居世界第一位,可再生能源总发电量也位居世界第一。而风电、光伏等可再生能源快速发展的同时,部分地区出现了较为严重的弃风弃光问题,消纳成为抑制可再生能源发展的关键因素。未来,受多方面因素影响,风电和光伏的消纳形势将日趋严峻,可以从提升电源调峰能力、调整风电布局、加强电网互济和强化负荷侧管理等多个方面采取措施,其中提升电源调峰能力至关重要。


    目前,我国“三北”地区实施灵活性改造成效较好的电厂有华能丹东电厂,其350MW亚临界机组,在完成的摸底试验中不投油最低稳燃负荷短期内可降低到70MW;国电庄河电厂600MW超临界机组,经常调峰负荷在230MW,不投油最低稳燃负荷可达到205MW。


    虽然“三北”地区目前灵活性改造工作推进较慢,但是灵活性改造的基础条件和发展潜力都较好,“十三五”期间,可作为提升电源调峰能力的重点地区。


    灵活性改造技术渐趋成熟


    中电新闻网:目前,我国火电灵活性改造遇到了哪些困难?应该如何解决?


    王凤君:火电灵活性改造的三个基本目标是提高机组的调峰幅度、爬坡能力以及启停速度,以此消纳更多波动性可再生能源,为灵活参与电力市场创造条件。


    从目前改造的情况来看,锅炉及其辅助系统需解决7个方面的问题,第一是锅炉厚壁元件寿命问题,改造时必须对厚壁元件进行现场情况摸底和诊断,核算寿命损耗率,确保改造后的机组在适应快速升降负荷的同时,能够确保锅炉安全;第二是锅炉炉内受热面安全性问题,改造时需要重新核算受热面管子的壁温特性,评估超温失效的危险性,进行变负荷过程动态分析,建议设置受热面动态壁温报警;第三是要综合考虑锅炉水动力安全性问题,需要核算超低负荷下,水冷壁管内工质停滞、倒流和动态不稳定性;第四是要考虑燃烧系统超低负荷稳燃与制粉系统双磨、单磨运行匹配问题,需核算制粉系统,得出不同匹配情况下的燃烧系统改造方案,并重新匹配火检系统,以提升稳燃能力。第五是要解决脱硝装置在超低负荷低烟温下的投入问题,可以通过省煤器分级布置、设置烟气旁路、省煤器水旁路、增设零号高加、SCR入口加设换热器等措施来解决。亚临界锅炉也可以在水循环系统加泵实现热水再循环,以提升低负荷下省煤器入口水温,来提升脱硝装置入口烟温。第六是解决送引风机在低负荷下喘振等问题,可经过前期的详细核算,避免其进入喘振区。第七是AGC投入率的瓶颈问题,可通过调整控制逻辑和控制点,实现快速调节和深度调节运行控制。


    中电新闻网:哈尔滨锅炉厂在火电灵活性改造中提供了哪些技术支撑?


    王凤君:对300MW、600MW等级的典型机组,哈尔滨锅炉厂已经完成了相应的技术准备,其中,超低负荷稳燃能力的燃烧器研发已在国家重点实验室热态试验平台上进行了验证,同时,也进行了若干电厂的超低负荷摸底试验,该技术已加入到了国家重点研发计划项目——《常规/供热机组调节能力提升与电热综合协调调度技术》。


    目前,哈尔滨锅炉厂已经开始了对部分电厂在现有设备条件下超低负荷运行的实践,并充分收集相关数据,及时分析总结,为完成火电机组实现超低负荷(15~20%BMCR)下长期运行时锅炉及其系统改造的可行性研究报告打牢基础。


    灵活性改造与节能减排需同步进行


    中电新闻网:对还未开展火电灵活性改造的火电机组有哪些意见和建议?


    王凤君:随着我国污染物征收排放税的进一步深入和碳排放交易市场机制的推行,部分火电机组的灵活性改造路线(如:采用电锅炉和储热等不降低煤耗的方法)将受到很大影响,只有把灵活性改造与节能减排相结合,对主设备及其相关系统均做相应的技术改造,才能保证机组在实现安全、高效、清洁、经济的调峰能力的同时,又能降低污染物排放总量,体现出灵活性改造的真正价值。


    火电开展灵活性改造是实现我国能源结构转型的有效途径,是大势所趋,它将加快火电适应电力市场化进程以及新的电力供需环境, 真正融入到低碳绿色的能源变革中。

    (审核编辑: Doris)