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深度调峰时火电机组安全运行问题分析

摘要：为顺利完成习近平总书记在第七十五届联大上提出的“30•60碳达峰

碳中和”目标，我国发展清洁能源政策之路不可改变，火力发电由主力电源向调

峰电源角色转变势不可挡，火电企业如何适应新形势，提高机组在快速升降负荷

过程中的可靠性，在当前情形下显的尤为重要。因此，如何解决大容量火力发电

机组深度调峰时的各种安全限制因素，进而寻求更深程度调峰，成为当前各大型

火电机组普遍存在的难题。

关键词：深度调峰；火电机组；安全运行

前言

“30•60”碳排放战略的提出为我国能源结构的转型发展指明了方向，以风

电、光伏为代表的清洁能源进入快速发展期。为满足日益增加的可再生能源消纳

需求，国家提出要构建以新能源为主体的新型电力系统。目前我国可再生能源以

风电为主，但因自然条件限制，风力发电具有间歇性和波动性，无法与市场实时

需求完美匹配，且受建设条件、成本、周期、技术成熟度等多方面因素的制约，

目前储能项目还不能大规模普及，使之与风力发电等可再生能源发电互补互足。

因此，提升火电机组调峰能力成为解决当前问题的主要手段，特别是当某一时段

可再生能源发电量大增、电网容量接近上限时，作为主力电源的火电机组进行深

度调峰，是目前提升电网灵活性最现实、最有效的选择。

1机组运行阶段

经济效益风险分析

目前各地均在实

施电力辅助市场补贴政策，各项政策的背景下，火力发电机组在满足民生需求的

前提下，充分利用现有政策，积极挖潜政策红利，追求利益最大化是企业的主要

目的。谁能够更早更快满足电力辅助市场补贴政策相关要求，谁就能获得更多政

策补贴，谁就能更容易实现盈利目标。对于各地的电力辅助市场补贴政策，可以

理解为对火电深度调峰的激励政策，用补贴的形式引导各火电企业更加深入地参

与电网深度调峰工作，用不具备深度调峰条件的机组的效益补贴有能力参与深度

调峰的机组，但如果所有机组均具备深调的能力，则就不再有补贴一说，同样补

贴标准也在不断调整降低，故需要火电企业在目前阶段充分、尽快参与调峰以创

造最大效益。

2深度调峰技术难点及策略

传统的火力发电机组最低稳燃负荷在50%以上，而且在深度调峰过程中，不

可避免地会产生诸如锅炉干湿态频繁转换、燃烧不稳等影响机组安全的因素，故

需要对影响深度调峰安全运行的限制条件进行相关的改造。

2.1深调过程中负荷变化速率的控制

超超临界机组锅炉在额定负荷50%以上负荷段具有调峰能力强、低负荷稳燃

效果好等优势，但是在低于50%额定负荷段降负荷过程中，需要对负荷变化率加

以合理控制，尤其在低于40%额定负荷深度调峰工况下，通过合理控制负荷变化

率，可以避免锅炉总煤量、总风量降幅过大，防止出现燃烧恶化甚至灭火的问题。

深度调峰过程中，需要对超超临界锅炉机组各方面的运行参数进行综合平衡控制，

以保证机组运行的安全性和稳定性。在深度调峰过程中，机组的降负荷速率会直

接影响机组安全稳定运行，降负荷速率过快会引起锅炉燃烧不稳、主汽压力过高

而导致锅炉上水困难、锅炉甩汽温等一系列问题，而降负荷速率过慢则无法满足

深调要求，甚至产生调峰考核，故需要通过试验确定深调期间的负荷变化率。以

某660MW褐煤锅炉火电机组为例，其深调下限为250MW，在330MW—300MW负荷段

内降负荷速率为7MW／min，300MW—250MW负荷段内降负荷速率为5MW／min，升

负荷时可适当放大2—3MW／min。

2.2燃烧调整与配风优化控制

在深度调峰期间，机组负荷会呈现出逐渐下降趋势，进入炉膛内的总风量也

会随之减少，二次风量也会出现相应下降的情况，二次风量的下降直接导致二次

风箱差压大幅下降，使进入炉膛的二次风刚度不足，极易造成煤粉贴壁燃烧，从

而导致燃烧器喷口结焦及水冷壁受热面超温现象的发生，极端情况下会使炉内燃

烧不集中，使燃烧不稳定，发生锅炉灭火事故。由此可见，深度调峰会使炉内的

燃烧情况发生较大变化。因此，为确保炉内燃烧稳定，在深调状态下依旧保持良

好状态，则需要灵活调整锅炉总风量及一、二次风量配比，通过适当关小燃尽风

挡板、关小备用磨煤机二次风挡板及限制备用磨煤机一次风通风量等手段，维持

二次风箱差压符合规程要求值。另外，随着锅炉总煤量的降低，所需一次风量也

在下降，且为了保持合理的一、二次风配比，可能会出现一次风母管压力过低的

情况，此时应密切关注磨煤机运行状态，防止因一次风压过低，不能及时带走磨

煤机内部煤粉，导致磨煤机堵磨或堵粉管，影响炉内燃烧