梅鸿程
(广东粤电靖海发电厂有限公司 515041)
摘 要：相对于亚临界发电机组，超超临界机组在工作温度、蒸汽压力上更进一步，发电效率提升10%左右。这有利于我国实现节能减排、缓解气候压力、调整传统的电力企业结构。本文结合当前我国超超临界1000MW机组的现状，从超超临界机组的启动及运行方面对运行调试技术要点进行了详细阐述。
关键词：超超临界;启动及运行;可靠性;节能
1 前言
电力行业是我国经济发展的强大后盾，而火力发电厂占我国发电站的很大一部分，是实施我国节能环保政策的关键领域。大力发展超临界、超超临界发电机组对于缓解我国煤炭资源的短缺、提升发电效率、减少环境污染至关重要。以能源的高效清洁利用为目标，火电厂发电机组的工作压力不断升高，大容量、高参数的超超临界发电技术是未来火电机组的发展趋势。
2 机组的启动及运行问题
机组启动和试运行中涉及很多技术，调试中遇到的问题也复杂多样。某2×1000MW机组调试中发现的问题及处理建议见表1。
表1 调试发现问题及建议
2.1 锅炉的吹管问题
实际中1000MW超超临界机组的蒸汽、流量指标高，故设备蒸汽吹管的高效进行对设备的可靠启动试运至关重要。具体的吹管工序应当按照以下流程进行：首先，要根据设备及具体的运行条件，编写高效合理的吹管操作计划。鉴于不同的机组设备的主汽门进行吹管的堵汽模式、堵阀结构的差异，其对不同的温度、压力、蒸汽吹管流量的承受能力各不相同，进行科学的操作前评估是很有必要的。比如，出于操作安全高效的考虑，1000MW超超临界机组更适宜采用不带主汽门、以稳压方式进行吹管操作；其次，为预防吹管过程中发生爆管、膨胀异常、吹管系数不高等问题，应当在操作时对临时吹管设备中的关键部件，如相关的阀门、管道支架、限位器、靶板等进行仔细核查，及时发现并解除隐患；最后，在具体的吹管方案执行过程中，应当对各系统的运行状态、出现的设备故障严格监控，做好整体协调工作，采用相关的传感探测设备代替人员进行相关的危险操作，做好整个吹管过程的管控。
2.2 机组离子点火启动技术
当前该2×1000MW机组系统采用等离子点火技术，利用高温的等离子体在燃烧器内部直接点燃煤粉，替代点火所需的燃油。等离子燃烧器后端弯头装有等离子发生器，该发生器在一定介质气压的条件下接触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的定向流动空气等离子体。产生的等离子体温度可达4000K以上，并通过输送装置送到煤粉燃烧器的中心位置。锅炉一次风中的煤粉进入燃烧器中心位置后与高温等离子体相遇，煤粉颗粒会迅速破裂并释放出挥发物，然后开始猛烈地燃烧。当几乎所有煤粉在燃烧器内部被点燃并形成稳定的火焰之后，再进入炉膛继续燃烧。
2.3 一次调频技术
该技术是针对电网频率的稳定而提出的，在实际的电网运行过程中，电网的频率会受参与并网的发电机组的事故切除以及大负荷的事故解裂的影响，此时就需要使用一次调频技术。目前应用的分散控制系统，能够对达到该条件的系统中的锅炉侧及汽机侧设备完成协调控制，促进了一次调频技术的发展。
2.3.1 一次调频的原理
对于正常运行中的电网，其频率随发电功率及负荷的变化而变化，当电网系统的功率供不应求时，其频率会出现降低，而当系统功率供大于求时，频率相应的增加。一次调频技术就是指通过自动的增加或者减少机组发出的有功功率量，从而达到一个动态的平衡，实现电网频率的相对稳定。
2.3.2 相关条件
为了一次调频自动频率控制功能的正常实现，需要满足以下技术条件：（1）合理的设置一次调频的死区时间，由于发电侧和电网侧对死区时间的追求的相互矛盾，需要在两者之间做出权衡；（2）在一次调频实施过程中，调频速度不等率的大小不同会导致调节效果不明显或降低机组运行的稳定，推荐设定为4%-5%；（3）从发电机组可靠运行的角度，应当为一次调频中的最大负荷变化值设定一个合理的区间范围。
2.3.3 一次调频控制方法的改进
在实际应用中，应当结合具体运行情况，对一次调频控制进行适当的完善和改进。包括降低频率调控的不确定因素、有效增强负荷调节能力等方面。在实际中，一方面，若调频控制不充分考虑实际机组工况的改变、阀门流量曲线的差异，会降低系统调频的性能，此时，可以把一次调频中转速调节的比例前馈系数进行修正，而修正过程应当充分考虑压力、温度、阀门的特性等因素；另一方面，针对机组调频过程中出现的负荷调整能力不足的问题，可以通过使用凝结水进行节流，实现机组低压缸抽汽的急剧减小，从而达到负荷快速变化的目的。
2.4 炉水泵电机腔室温升监控技术
2.4.1 炉水泵及其故障简述
应用于超超临界机组中的炉水循环泵具有扬程小、流量小的特点，其作用在于设备运行初期促进锅炉水冷壁的水循环过程、提升运行效率。在实际的1000MW机组锅炉运行中，启动系统的炉水循环泵会因电机腔室内的温度异常引发断电，直接危害了机组安全高效运行。
2.4.2 温升异常故障分析
对于此故障，主要原因一般是由于泵的电机腔室内的滤网被杂物堵塞，致使设备内部的冷却水循环受阻，热量散发效率降低，最终引发温度升高。腔室中杂物的存在不仅使得电机的绕组不断的承受机械摩擦，更可能降低电机的绝缘和润滑效果。通过对实际情况的总结，大致的原因包括设备电机腔内水质不达标、冷却水发生泄漏、外部杂物进入电机腔室、设备腔室内部产生的杂物等。针对这个问题，应当采取一定的措施进行改善，例如加大水质监测的力度、加强设备金属2.5 机组运行中汽轮机异常振动故障排除技术
2.5.1 常见振动故障简述
在实际的汽轮机组运行过程中，发生机组的振动不足为奇，但是，这种振动也是有一个合理的范围，超出该范围就是发生了故障，存在很大的安全隐患。
应用中常见的振动包括强迫和自激式两种。机组汽轮机常见振动故障的原因及消除措施见表2。
表2 机组汽轮机常见振动故障的原因及消除措施
2.5.2 故障排查技术
在实际现场的机组维护工作中，对于该类故障的确认及排除方法一般是借助于先进的探测设备及精密的感应仪器，对汽轮机的振动信号进行采集和专业的分析，提取出反映设备故障的信号，帮助操作人员及时的发现问题原因，查找故障点。同时，要求相关人员对设备的运行状态进行实时监测。
3 结语
超超临界机组以其高效的节能降耗优势，具有很大的发展潜力。未来的火力发电将围绕设计和制造参数更高的超超临界发电机组、提升热效率、减少运营成本和对环境的负面影响等方面进行。除了设备制造水平的提高，更高性能的耐热钢铁材料的生产工艺也是我们追求的目标。
参考文献
[1]何晓梅，罗昌福.超超临界火电机组的选材及国产化进程.材料热处理技术，2012（12）.
[2]杜保华，李耀君.超超临界1000MW机组锅炉寿命管理技术研究.热力发电，2010（11）.
论文作者:梅鸿程
论文发表刊物:《电力设备》2016年1期供稿
论文发表时间:2016/4/15
标签：机组论文; 吹管论文; 超临界论文; 设备论文; 技术论文; 故障论文; 高效论文; 《电力设备》2016年1期供稿论文;