8月23日，遼寧電力科學研究院5名技術人員前往華能營口熱電有限公司提供技術服務，確保機組平穩(wěn)運行。自2019年開始，營口熱電廠連續(xù)3年實施提升供熱機組電出力調(diào)節(jié)能力的蒸汽系統(tǒng)流程改造示范工程。該工程是由國網(wǎng)遼寧省電力有限公司牽頭、遼寧電科院負責實施的國家重點研發(fā)技術項目“常規(guī)/供熱機組調(diào)節(jié)能力提升與電熱綜合協(xié)調(diào)調(diào)度技術”項目的重要組成部分。
遼寧電力調(diào)度控制中心主任高凱介紹，項目應用后，能提升火電機組參與調(diào)峰的能力，從而提升電網(wǎng)調(diào)峰能力，促進清潔能源消納。
承擔國家重點項目攻關
營口熱電廠的機組供熱負荷高，冬季供暖期面臨很大的電負荷調(diào)節(jié)壓力。在示范工程實施前，該電廠的機組供熱期最小電出力為74%。營口熱電廠生產(chǎn)技術部汽機主管徐世明介紹，營口熱電廠供熱負荷高，如果按保證機組對外供熱量來確定發(fā)電量，則機組發(fā)電負荷高，參與調(diào)峰能力較差。
2018～2019年，遼寧電科院組織項目團隊先后完成營口熱電廠2號機組、1號機組改造，提高了機組的電出力調(diào)節(jié)能力。2號機組改造后最小電出力由74%降低至41.5%，增加了32.5%的額定容量調(diào)峰能力。
近年來，東北及內(nèi)蒙古東部地區(qū)風電裝機容量迅速增長，同時，供熱機組熱負荷高，且缺乏成熟的靈活性改造方案，發(fā)電出力調(diào)節(jié)能力不足。
為此，2017年7月，來自電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電機發(fā)電設備制造企業(yè)、高校和科研機構(gòu)的354名人員組成項目團隊，分赴多家熱電廠勘查設備，圍繞5個課題開展攻關。遼寧電科院負責電-熱設備靈活性改造的最優(yōu)規(guī)劃設計技術和廠級綜合能量管理、火電機組調(diào)節(jié)能力提升與電熱協(xié)調(diào)調(diào)度技術工程示范工作。
研究成果在示范應用中取得良好效果。其中，常規(guī)火電機組在50%額定容量的最小技術出力基礎上，增加額定容量的15%以上的調(diào)峰能力；供熱機組增加額定容量的20%以上的調(diào)峰能力，形成兼顧安全性、經(jīng)濟性的系列解決方案。
解決關鍵技術問題
“多供熱模式下的柔性控制技術能夠依據(jù)約束條件變化，實現(xiàn)各供熱模式間的平穩(wěn)切換?！?月20日，遼寧電科院供熱機組調(diào)節(jié)能力提升與電熱綜合協(xié)調(diào)調(diào)度技術項目汽輪機小組負責人黃潤澤談及項目創(chuàng)新開展的關鍵技術攻關。
2020年5月至2021年5月，多供熱模式柔性控制技術在內(nèi)蒙古烏蘭察布市的京能集團京寧熱電廠1號、2號機組深調(diào)改造項目中應用。
供熱機組存在多種供熱方式，電負荷大幅度變化要求供熱機組能夠在多種供熱模式間切換?！斑@時，控制系統(tǒng)需要在對象結(jié)構(gòu)、控制手段發(fā)生變化的情況下，保證電-熱負荷響應的連續(xù)性和重要參數(shù)的穩(wěn)定性?！秉S潤澤說。
2018年8月，項目團隊提出了整體技術路線：通過研究火電機組低負荷運行與快速調(diào)峰技術和供熱機組保熱調(diào)電的蒸汽流程改造技術，提升電源側(cè)靈活性；通過研究電-熱源靈活性改造的最優(yōu)規(guī)劃設計技術和電-熱能綜合調(diào)度技術，實現(xiàn)靈活性的優(yōu)化配置和調(diào)度……這些研究成果推動了火電機組熱電產(chǎn)業(yè)升級，為提高電網(wǎng)調(diào)度靈活性打下基礎。
依托項目研發(fā)的提升供熱機組電出力調(diào)節(jié)能力的蒸汽系統(tǒng)流程改造技術已應用于110臺火電機組，累計增加電調(diào)峰能力330萬千瓦，累計消納新能源發(fā)電29.45億千瓦時，相當于減少燃煤消耗226.7萬噸，減排二氧化碳594萬噸、粉塵4.3萬噸、二氧化硫1.96萬噸、氮氧化物3.62萬噸。
擴展項目研究范圍
8月5日，遼寧電科院技術人員前往莊河發(fā)電廠回訪關于火電機組最小技術出力降低與調(diào)峰能力提升示范工程的應用情況。技術人員通過技術革新使機組最小技術出力由24萬千瓦下降至18萬千瓦，年平均可多消納風電0.75億千瓦時。
“‘常規(guī)/供熱機組調(diào)節(jié)能力提升與電熱綜合協(xié)調(diào)調(diào)度技術’項目的研究對象，不僅有供熱火電機組，還有常規(guī)的火電機組?！表椖窟|寧電科院鍋爐技術組負責人叢日成介紹，“項目主要是針對常規(guī)火電機組低負荷下安全穩(wěn)定性能下降導致的調(diào)峰能力不足開展研究。”
項目團隊提出了鍋爐燃燒穩(wěn)定性定量表征方法及火電機組工況自適應控制術，并通過示范工程具體實施。
2020年，項目團隊相繼完成莊河發(fā)電廠1號機組和白城發(fā)電廠2號機組在鍋爐、汽機、環(huán)保、金屬和自控5個方面的改造，實現(xiàn)了機組最小技術出力降至30%額定負荷的目標。
以莊河發(fā)電廠為例，在充分挖掘機組自身低負荷調(diào)峰潛力的基礎上，項目團隊通過設備、系統(tǒng)改造，提升低負荷的運行能力，研發(fā)基于燃燒穩(wěn)定性指標的精細化運行調(diào)整技術及煤粉濃淡分離、煙氣回流等燃燒系統(tǒng)改造技術，提高機組低負荷穩(wěn)燃能力，使機組最小出力進一步降低。
其中，莊河發(fā)電廠60萬千瓦的1號機組按照增加額定容量的10%的調(diào)峰能力計算，每年可增加約8190萬千瓦時風電電量接納能力。
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