330MW机组制粉系统运行对负荷控制精度的影响分析

电力18讯：    摘要：浙江电网实行发电侧电力市场后，对发电机组有功功率的控制精度作出了明确的规定，并且作为经济考核的重要指标之一。台州发电厂#7、8机组锅炉采用直吹式制粉系统，由于其调节惯性较大，不利于机组精确地控制负荷。本文试就制粉系统运行方式、启停过程对控制负荷指令的影响进行初步分析，探讨更好地控制机组出力、满足系统需要的方法和措施。
    关键词：制粉系统　负荷　调节　启停
       1　导言
     MGC指令是电力市场下达给发电机组的实时发电负荷命令，市场内的每台发电机组都必须严格执行。《浙江电网发电市场发电出力及电量偏离调度范围罚则》即是保证MGC指令被有效地执行的具体规定，以维护市场有序、规范地运行。台州发电厂也出台了《电力市场经济责任考核细则》，以进一步加强全厂机组参与电力市场运作的管理。减少负荷偏差，是发电厂提高利润、降低发电不良损失的重要工作内容。
     对于台州发电厂#7、#8机组，由于锅炉采用配MPS中速磨煤机的直吹式制粉系统，其本身具有较大的调节迟滞和启停热冲击，使机组精确地控制负荷、严格执行MGC指令带来了一定的困难。本文试就根据制粉系统运行方式、启停过程的特点，分析对执行负荷指令的影响，探讨更好地调节机组出力、满足系统需要的方法和措施。
      2　锅炉主辅设备简况及机组运行方式
      台州发电厂#7、#8锅炉型号：B－1025/18.44M，为亚临界一次中间再热自然循环汽包炉，最大连续蒸发量（MCR）1004t/h，过热器出口新蒸汽压力18.44MPa，计算燃料消耗量152.4t/h。每台锅炉配置四套直吹式制粉系统，磨煤机型号MPS－225，最大出力62.35t/h，最低限制出力16t/h，专用一次风机送粉。
      制粉流程：原煤经电子称重皮带给煤机送入磨煤机，经破碎碾压及热风干燥后，由8根一次风管将风粉混合流体送入前后墙对冲布置的8个旋流燃烧器。在330MW负荷下，额定主汽流量936t/h，三台制粉系统投运，一台备用，实际燃料消耗量120-135T/h（根据煤种发热量有所变化），每台磨煤机出力40-45t/h。
     运行方式：机组正常采用机炉协调控制（COORD方式），锅炉、汽机主控共同接受负荷和主汽压力信号，维持发电出力和主汽压力稳定，此时可投入MGC自动方式。当遇到锅炉设备不符合自动条件时，可切至汽机跟随方式（TF方式），手动控制给煤量决定发电出力，由汽机调门自动控制主汽压力稳定。若机炉均不能投自动，则手动控制给煤量并在DEH上手动设置负荷指令，发电出力和主汽压力均由操作员手动控制（BASE方式）。
     制粉系统切换：为防止MPS磨煤机磨盘与磨辊直接接触引起震动，设计有最低出力限制，实际运行中保持一定的裕量，最低出力一般不低于20t/h。因此在启停磨煤机时，给煤量存在0-20t/h的阶跃。
       3　制粉系统调节迟滞对发电出力的影响分析
       直吹式制粉系统与中间储仓式制粉系统相比较，最明显的缺点是送入炉膛的煤粉量不能直接调节。直吹式制粉系统调整锅炉负荷的手段是改变给煤机的转速，即调节磨煤机的给煤量。从调节指令发出，到最终发电出力变化，除了燃烧率变化―→蒸发量变化―→汽机作功变化的热力环节外，还包含磨煤机制粉出力变化这一个具有较大时间常数的惯性环节。
图1：配直吹式制粉系统机组负荷调节各环节
在制粉系统出力范围内，存在以下平衡：
Q2 ＝Q1 ＋ΔQ3－Q4
Q1：给煤量
Q2：输出的煤粉量
ΔQ3：磨煤机筒体储存煤粉量的变化量
Q4：石子煤量
     一般情况下石子煤量很少，Q4可以忽略不计。在稳定平衡状态下，ΔQ3＝0，所以Q2 ＝Q1；但在给煤量变化的初期，由于磨煤机筒体的存储作用，稳定平衡状态尚未建立，ΔQ3≠0 Q2 ≠Q1，输出的煤粉量的变化就迟滞于给煤量的变化。
    影响磨煤机出力的因素有磨煤出力、干燥出力、通风出力。在给煤量变化的同时，调节冷热风门开度，使进入磨煤机的热风量变化，干燥出力发生变化，同时，调节一次风量调节档板开度，使进入磨煤机的一次风量变化，通风出力发生变化。由于气流量的变化速度远远大于干燥量的变化速度，因此通风出力的变化是很快。为了抵消磨煤机存储作用，可以采用通风量超前变化的手段。在调节上，改变给煤量的同时，改变通风量，虽然研磨出力来不及变化，但通风携带的煤粉量已发生变化，可以部分克服了存储作用带来的迟滞。所以，保持磨煤机风量调节的准确度和灵敏度可以减小制粉系统迟滞特性对发电出力的影响。其次，保持合适的研磨压紧力、较小的磨辊的磨损程度、合理的磨煤机出口