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近日,国家能源集团江苏太仓公司在不供热、不转湿态、不开启旁路排放运行工况下,完成了江苏省首台600兆瓦同类型机组,20%负荷深度调峰试验。


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为什么要参与深度调峰?


随着“双碳”目标的提出,发电天团中的风电、水电、光伏等新能源装机容量持续增加,火电由主体性电源逐步向辅助服务型电源转变。



但是,目前在风小、枯水期、阴雨天等特殊条件下,新能源不能保证稳定产出电能,此时相对稳定的火电就要顶上,以深度调峰的方式,继续完成发电的使命。


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什么是深度调峰?


深度调峰就是受电网负荷峰谷差较大影响,而导致各火电厂降出力,发电机组超过基本调峰范围进行调峰的一种运行方式,一般深度调峰的负荷率多为40%至30%。



在区域电网的用电需求量图中,有着高低起伏的曲线,我们把曲线最高点称为“峰顶”,把曲线最低点称为“峰谷”,在“峰顶”意味着用电量大这时候火电厂要“多出力”。而在“峰谷”时,则需要降负荷减少发电量,根据用户需求控制发电量的整个过程称为“调峰”。


至于“深度调峰”,我们可以用数值反映


举个例子


一台600兆瓦的燃煤发电机组


进行40%深度调峰


功率从600兆瓦变成了240兆瓦


机组负荷下降了360兆瓦


其调峰的深度为60%


机组调峰前后数据的变化,反映了调峰的“深度”,当然除了40%负荷调峰,还可以进行30%负荷调峰,甚至20%负荷的深度调峰,调峰的数值越小,深度调峰的难度也就越大。


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国家能源集团江苏太仓公司20%深度调峰曲线


在规定时间内,火电机组能够安全、平稳、高效地升降负荷,且降至的负荷越低,说明机组的深度调峰能力越强,“尖峰顶得上、低谷压得下”这就是深度调峰最强机组。


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煤电深度调峰助降碳一臂之力


“新能源发电的短板是‘不可控’。随着越来越高比例的间歇性电源接入电网,电力系统对调节电源容量的需求陡增,煤电机组因此承担起调峰任务,也就是通过改变出力工况来适应负荷变化。”清华大学能源与动力工程系教授毛健雄解释,机组调峰能力取决于锅炉对低负荷的适应能力,未来持续低负荷运行渐成常态,深度调峰是煤电助力实现“双碳”目标的最主要举措。


实践证明,煤电调峰为降碳打下了基础。国网东北分部调度控制中心计划处处长张晓天告诉记者,东北电网已完成灵活性改造火电机组装机容量4612万千瓦,约占火电总装机容量的45%。通过改造,增加深调能力1657万千瓦,成为确保电网安全供电、促进新能源消纳的“主力军”。“从2014年10月启动到去年底,新能源及核电受益电量达1450亿千瓦时,相当于节约标煤超过4600万吨,降低二氧化碳排放超过1.1亿吨。”


按照国家发改委、国家能源局去年底发布的《全国煤电机组改造升级实施方案》,现役机组灵活性改造要实现应改尽改,纯凝工况调峰最小发电出力要达到35%额定负荷。据此,更多电厂加速行动。


上海申能电力科技有限公司总经理冯伟忠举例称,我国首创的“亚临界机组600℃升温改造技术”,可满足机组负荷在20%-100%之间灵活调节的需求,已在徐州华润电厂#3机组实施改造并通过验证。“在没有投油助燃且保持超低排放条件下,机组最低稳定运行负荷能力从改造前的55%降到19%,深度调峰能力得到质的提升。该方案具备可行性和普适性,若能在现役亚临界机组大规模推广,有望整体提升20%的深度调峰性能,腾出7000万千瓦调峰容量,相应增加3.5亿千瓦新能源消纳能力。”


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深度调峰时我们怎么做?


1、控制给煤量


磨煤机作为锅炉的“牙齿”, 深度调峰时控制它的“咀嚼频率”,就控制了煤粉进入炉膛的多少。“吃的少”,机组产出的电量就降低了。


2、准备燃油系统


深度调峰过程中,随着煤粉投入量减少,负荷降低,为保证锅炉持续燃烧不灭火,燃油系统要时刻做好准备。


3、控制省煤器入口水量


在给煤量减少的情况下,打开系统内的再循环旁路,从大的给水管道上引出一支回水管路,减少省煤器入口流量,保证给水系统的正常运行。


4、辅汽汽源切换


机组负荷下降后,原来的辅汽压力会随着主蒸汽压力的减少而降低,为了使辅汽压力满足电厂其他系统需求,根据机组现状调整辅汽汽源。


本文来源:中国能源报,能源电力说,电力设备管理杂志社


注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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