双碳背景下燃煤发电机组提高深度调峰能力的探索研究
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完成单位:内蒙古京隆发电有限责任公司、上海电气集团股份有限公司
登记编号:ZSXC-05-J-2-242
登记年份:2022
发布时间:2022-07-26
成果主要完成人
刘 吉、常 屹、王 荣、董永红、魏广鸿、刘青松、刘 帅、董伟波
项目概况
近年来,国家以推动实现“碳达峰、碳中和”为契机,加快调整优化产业结构和能源结构,进一步扩大可再生能源装机规模,火电机组利用小时数逐年下降,燃煤机组已成为深度调峰的“主力”。机组深调脱硝入口烟温太低NOx排放指标不能满足环保要求,机组无法安全、环保运行。
为满足机组深调脱硝系统连续投运的要求,京隆发电公司积极探索国内外现有机组灵活性改造方案,通过对省煤器简单水旁路、省煤器分级、省煤器烟气旁路、邻炉加热、省煤器热水再循环等几种技术路线进行对比,综合考虑技术、投资、改造风险、运行成本、现场布置、调峰效果、施工工期等因素,最终确定了采用省煤器热水再循环+临机加热改造的技术方案,并配合进行锅炉低负荷稳燃、辅机系统运行优化、负荷响应速率协调优化等技术挖掘,通过控制热水循环泵流量实现省煤器入口水温控制,不同负荷区间省煤器入口温度提升约44~74℃,完全满足各种负荷下脱硝系统正常投运及环保排放的要求。2019年,京隆发电公司两台机组先后进行了锅炉宽负荷脱硝改造及相关设备运行优化,完成了机组灵活性改造相关工作,顺利通过华北电科院机组15%额定负荷深度调峰性能验收试验,包括深调锅炉、汽机、热控性能试验、深调AGC试验、一次调频试验、进相能力试验、汽轮机及调节系统参数测试、AVC、PSS性能试验,机组各参数稳定、各项性能试验完全符合电网调峰需求,成为华北电网第一家进行15%额定负荷深调的火电厂,实现机组启动初期即可投入脱硝系统运行,同时也是国内目前深度调峰能力最好的火电机组。
京隆发电公司两台机组通过低负荷深调参与华北电网深度调峰辅助服务市场,2020年全年辅助服务市场盈利1190余万元,2021年“两个细则”和调峰辅助服务结算奖励5794万元,为公司挖潜增效做出了巨大的贡献。同时,京隆发电公司机组灵活性改造为国内火电机组灵活性改造技术提供了良好的应用示范,也为国内火电机组深调奠定坚实的技术基础。深调负荷越低,越能有效缓解电网低谷调峰压力,避免新能源调峰弃电,最大限度以清洁和绿色方式保障电力充足供应,为构建新能源为主体的新型电力系统作出了突出贡献,也为国家实现“碳达峰、碳中和”目标做出了突出贡献。