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一种实现CFB机组停炉不停机的灵活调峰控制方法

专利类型	发明授权	法律事件	公开; 实质审查; 授权;
专利有效性	有效专利	当前状态	授权
申请号	CN202210939836.2	申请日	2022-08-05
公开(公告)号	CN115342337B	公开(公告)日	2025-04-25
申请人	山西河坡发电有限责任公司; 山西格盟中美清洁能源研发中心有限公司;	申请人类型	企业
发明人	王鹏程; 李圳; 郝铭星; 李丽锋; 荣澔洁; 胡万平; 解颉环; 高明楷;	第一发明人	王鹏程
权利人	山西河坡发电有限责任公司,山西格盟中美清洁能源研发中心有限公司	权利人类型	企业
当前权利人	山西河坡发电有限责任公司,山西格盟中美清洁能源研发中心有限公司	当前权利人类型	企业
省份	当前专利权人所在省份：山西省	城市	当前专利权人所在城市：山西省阳泉市
具体地址	当前专利权人所在详细地址：山西省阳泉市白泉工业区泉盛街9号	邮编	当前专利权人邮编：045000
主IPC国际分类	F22B35/00	所有IPC国际分类	F22B35/00 ; F01K7/04 ; F01K7/16 ; F01K11/02
专利引用数量	2	专利被引用数量	0
专利权利要求数量	8	专利文献类型	B
专利代理机构	太原科卫专利事务所	专利代理人	武建云;
摘要	本发明涉及机组调峰技术领域，具体涉及一种实现CFB机组停炉不停机的灵活调峰控制方法。本发明在灵活调峰过程中通过解列机、电、炉大连锁保护，防止炉跳机保护时的停机；通过保持合理的水煤比，实现给水量的匹配；通过监视高压汽缸排汽温度，操作高排通风阀，保证汽轮机高压缸的安全；通过对汽轮机进汽过热度的控制，防止对汽轮机低压缸产生汽水冲击，实现汽轮机低压缸的安全运行；通过依次启动引风机、二次风机、一次风机，锅炉完全流化后投煤，使负荷回调时不需要投助燃油。通过上述方案实现了CFB机组停炉不停机的灵活调峰，提高了机组运行的灵活性，解决了面临新能源装机所占比重日渐加大情况下对新能源电力的消纳。
权利要求	1.一种实现CFB机组停炉不停机的灵活调峰控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在接收到机组深度调峰信号之后，解列机、电、炉大联锁保护，防止锅炉解列时汽轮机停机；发电机有功降至100‑110MW时，将6KV厂用电切至启备变接带；步骤2，先减少锅炉给煤量，再减少送入锅炉的风量，使得电负荷伴随降低，汽温稳定，气压下降；步骤3，保持水煤比，逐步减少给水量，实现给水量的匹配；步骤4，依次停止给煤机、风机运行，锅炉跳闸；步骤5，锅炉跳闸停运后，维持给水控制和汽轮机控制；步骤6，进行调峰时高压缸保护；步骤7，进行调峰时低压缸保护；步骤8，进行调峰时发电机防逆功率保护；具体过程为：锅炉跳闸后，立即关闭过热器、再热器减温水调整门、电动门，并且关闭抽汽系统各抽汽门，根据主汽压变化情况，立即关小汽轮机进汽阀门，通过给水的匹配维持机组负荷为3MW，保证汽温缓慢下降，保持蒸汽温度下降的速度不大于1℃/min，并且维持机组负荷在3MW的时间为1小时；步骤9，进行不投助燃油的起炉控制。 2.根据权利要求1所述的一种实现CFB机组停炉不停机的灵活调峰控制方法，其特征在于，所述步骤2中减少锅炉给煤量是通过减少称重给煤机皮带转速来实现，所述称重给煤机皮带转速为90～900rpm，每次减少给煤机转速30转；减少送入锅炉风量的具体为：配合给煤量的减少，通过降低锅炉风机变频器转速、关小锅炉二次风小挡板和播煤风挡板，减少送入锅炉的风量；所述通过降低锅炉风机变频器转速、关小锅炉二次风小挡板、播煤风挡板，减少送入锅炉的风量的具体方法是：锅炉风机出力通过配置的变频器进行调节，通过DCS系统向变频器下达转速降低指令，以此减少风机出力。 3.根据权利要求1所述的一种实现CFB机组停炉不停机的灵活调峰控制方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程为：在调峰控制运行中，根据燃料量调整给水量，实现给水量的匹配，根据中间点温度，保证合适的水煤比，维持负荷与水煤比的对应关系，防止水煤比失调造成参数大幅度波动，确保锅炉各受热面金属壁温在正常的范围内；根据汽水分离器出口温度修正给水流量，过热度高于设定值时，增加给水量；过热度低于设定值时，减少给水量；燃烧工况阶跃扰动、给水自动失灵或跳手动造成水煤比失衡时，将给水切至手动方式，维持负荷与水煤比的对应关系，调节给水量使其重新恢复平衡，但应尽量避免燃烧和给水同时调节。 4.根据权利要求1所述的一种实现CFB机组停炉不停机的灵活调峰控制方法，其特征在于，所述步骤4中给煤机停止运行具体操作为：将给煤机自动切手动，停全部给煤机运行；所述步骤4中风机停止运行具体操作为：当氧气含量上升至15％时，依次停止一次风机、二次风机和引风机；停止一次风机为变频器解除自动，逐步将入口调节档板和变频器调节减至最小15Hz，入口调节档板反馈到5％以下，停止风机电机，联关一次风机出口档板、手动关闭入口挡板；停止二次风机为：变频器解除自动，逐步将入口调节档板和变频器调节减至最小 15Hz，入口调节档板反馈到5％以下，停止风机电机，联关二次风机出口档板、手动关闭入口挡板；停止引风机为：检查另一台风机变频控制在自动位，或另一台风机已停，以一定速率关闭该引风机变频至10Hz，逐步关入口调整挡板至零，注意炉膛压力的变化，停止引风机电机，联锁关闭停运引风机的入口挡板，检查停运风机止速，无倒转，停运引风机的冷却风机。 5.根据权利要求1所述的一种实现CFB机组停炉不停机的灵活调峰控制方法，其特征在于，所述步骤5中维持给水控制和汽轮机控制的具体过程为：锅炉跳闸停运后，维持汽轮机转速至3000rpm，保持负荷下降速度7WM/min；同时调整好给水，使之与电负荷相匹配，给水量逐渐降至50t/h并维持，保证主蒸汽温度不超限。 6.根据权利要求1所述的一种实现CFB机组停炉不停机的灵活调峰控制方法，其特征在于，所述步骤6的具体过程为：保持电负荷持续下降和给水流量匹配，监视高压缸排汽温度，当温度大于427℃时打开高排通风阀。 7.根据权利要求1所述的一种实现CFB机组停炉不停机的灵活调峰控制方法，其特征在于，所述步骤7的具体过程为：通过对汽轮机的进汽温度进行限制，控制汽轮机进汽过热度大于50℃，防止蒸汽在低压缸后几级做完功之后的温度可能低于此级压力下的饱和温度变成湿蒸汽而对汽轮机造成汽水冲击。 8.根据权利要求1所述的一种实现CFB机组停炉不停机的灵活调峰控制方法，其特征在于，所述步骤9的具体过程为：对锅炉及辅助转运设备进行一次全面检查，并保证在空气通道已经建立的条件下，启动一台引风机，调整炉膛负压为‑60Pa～‑200Pa，启动一台高压流化风机运行，并将每路“J”阀空气喷嘴通风量控制在固定的风量表数值范围内，启动选定的二次风机，维持二次风量在最小风量，并使二次风箱风压大于锅炉床压，同时调整各分二次风挡板在合适开度，确保各二次风口的最低风量，避免一次风机启动时，床料反窜到二次风 3 道，启动两台一次风机，保证一次风量大于最低流化风量180000Nm/h，维持最小燃烧风量 3 291000Nm /h，在没有投煤之前，流化所需的一次风会导致床料冷却，所以在一次风机启动后的60s内，认真监视床温数值，使锅炉床温大于650℃，等待锅炉完全流化后，向炉内投煤 100t/h，若锅炉中的O2含量下降至6％，说明锅炉扬火成功，锅炉恢复运行，此时投入机、电、炉大联锁，并根据燃烧变化的情况不断调整一次风量和给煤量控制床温，若温度上升较快可适当增加一次风，减小给煤量，若温度下降，可适当减少一次风，但不能低于临界风量，并根据具体情况增加给煤量，直至燃烧稳定，控制床温在850～950℃运行，当燃烧稳定后，调整蒸汽参数，当蒸汽参数达到并汽要求后即可按并汽步骤进行并汽或直接进行供汽。
说明书全文	一种实现CFB机组停炉不停机的灵活调峰控制方法技术领域 [0001] 本发明涉及机组调峰技术领域，具体为一种实现CFB机组停炉不停机的灵活调峰控制方法。背景技术 [0002] 循环流化床(Circulating Fluidized Bed，简称CFB)燃烧技术是目前公认的、最有发展前景的一项“洁净”燃煤技术。它具有煤种适应性广、负荷调节能力强、氮氧化物排放低、负荷调节快、燃烧效率高等优点。CFB 锅炉采用高温固体颗粒物料的循环流化床燃烧方式，炉内热容量大，炉膛温度分布均匀，因此循环硫化床具有良好的深度调峰性能。 [0003] 由于新能源发电波动性，新能源电厂电力的消纳成了一个亟待解决的问题。因此，火力发电机组提高运行灵活性，开展深度调峰已经成为必然趋势。发明内容 [0004] 针对上述问题本发明提供了一种实现CFB机组停炉不停机的灵活调峰控制方法。 [0005] 为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案： [0006] 本发明提供一种实现CFB机组停炉不停机的灵活调峰控制方法，包括以下步骤： [0007] 步骤1，在接收到机组深度调峰信号之后，解列机、电、炉大联锁保护，防止锅炉解列时汽轮机停机；发电机有功降至100‑110MW时，将6KV厂用电切至启备变接带； [0008] 步骤2，先减少锅炉给煤量，再减少送入锅炉的风量，使得电负荷伴随降低，汽温稳定，气压下降； [0009] 步骤3，保持水煤比，逐步减少给水量，实现给水量的匹配； [0010] 步骤4，依次停止给煤机、风机运行，锅炉跳闸； [0011] 步骤5，锅炉跳闸停运后，维持给水控制和汽轮机控制； [0012] 步骤6，进行调峰时高压缸保护； [0013] 步骤7，进行调峰时低压缸保护； [0014] 步骤8，进行调峰时发电机防逆功率保护； [0015] 步骤9，进行不投助燃油的起炉控制。 [0016] 进一步，所述步骤2中减少锅炉给煤量是通过减少称重给煤机皮带转速来实现，所述称重给煤机皮带转速为90～900rpm，每次减少给煤机转速30转；减少送入锅炉风量的具体为：配合给煤量的减少，通过降低锅炉风机变频器转速、关小锅炉二次风小挡板和播煤风挡板，减少送入锅炉的风量；所述通过降低锅炉风机变频器转速、关小锅炉二次风小挡板、播煤风挡板，减少送入锅炉的风量的具体方法是：锅炉风机出力通过配置的变频器进行调节，通过DCS系统向变频器下达转速降低指令，以此减少风机出力。 [0017] 进一步，所述步骤3的具体过程为：水煤比是调整主蒸汽温度的主调手段，而中间点温度的变化能快速反应水煤比变化，维持该点温度稳定才能保证主蒸汽温度的稳定。在调峰控制运行中，根据燃料量调整给水量，实现给水量的匹配，根据中间点温度，保证合适的水煤比，维持负荷与水煤比的对应关系，防止水煤比失调造成参数大幅度波动，确保锅炉各受热面金属壁温在正常的范围内；根据汽水分离器出口温度修正给水流量，过热度高于设定值时，增加给水量；过热度低于设定值时，减少给水量；燃烧工况阶跃扰动、给水自动失灵或跳手动造成水煤比失衡时，将给水切至手动方式，维持负荷与水煤比的对应关系，调节给水量使其重新恢复平衡，但应尽量避免燃烧和给水同时调节。 [0018] 进一步，所述步骤4中给煤机停止运行具体操作为：将给煤机自动切手动，停全部给煤机运行；所述步骤4中风机停止运行具体操作为：当氧气含量上升至15％时，依次停止一次风机、二次风机和引风机；停止一次风机为：变频器解除自动，逐步将入口调节档板和变频器调节减至最小15HZ，入口调节档板反馈到5％以下，停止风机电机，联关一次风机出口档板、手动关闭入口挡板；停止二次风机为：变频器解除自动，逐步将入口调节档板和变频器调节减至最小 15HZ，入口调节档板反馈到5％以下，停止风机电机，联关二次风机出口档板、手动关闭入口挡板；停止引风机为：检查另一台风机变频控制在自动位，或另一台风机已停，以一定速率关闭该引风机变频至10Hz，逐步关入口调整挡板至零，注意炉膛压力的变化，停止引风机电机，联锁关闭停运引风机的入口挡板，检查停运风机止速，无倒转，停运引风机的冷却风机。 [0019] 进一步，所述步骤5中维持给水控制和汽轮机控制的具体过程为：锅炉跳闸停运后，维持汽轮机转速至3000rpm，保持负荷下降速度7WM/min；同时调整好给水，使之与电负荷相匹配，给水量逐渐降至50t/h并维持，保证主蒸汽温度不超限。 [0020] 进一步，所述步骤6的具体过程为：保持电负荷持续下降和给水流量匹配，监视高压缸排汽温度，当温度大于427℃时打开高排通风阀。 [0021] 进一步，所述步骤7的具体过程为：通过对汽轮机的进汽温度进行限制，控制汽轮机进汽过热度大于50℃，防止蒸汽在低压缸后几级做完功之后的温度可能低于此级压力下的饱和温度变成湿蒸汽而对汽轮机造成汽水冲击。 [0022] 进一步，所述步骤8的具体过程为：锅炉跳闸后，立即关闭过热器、再热器减温水调整门、电动门，并且关闭抽汽系统各抽汽门，根据主汽压变化情况，立即关小汽轮机进汽阀门，通过给水的匹配维持机组负荷为3MW，保证汽温缓慢下降，保持蒸汽温度下降的速度不大于1℃/min，并且维持机组负荷在3MW 的时间为1小时。 [0023] 进一步，所述步骤9的具体过程为：对锅炉及辅助转运设备进行一次全面检查，并保证在空气通道已经建立的条件下，启动一台引风机，调整炉膛负压为‑60Pa～‑200Pa，启动一台高压流化风机运行，并将每路“J”阀空气喷嘴通风量控制在固定的风量表数值范围内，启动选定的二次风机，维持二次风量在最小风量，并使二次风箱风压大于锅炉床压，同时调整各分二次风挡板在合适开度，确保各二次风口的最低风量，避免一次风机启动时，床3 料反窜到二次风道，启动两台一次风机，保证一次风量大于最低流化风量180000Nm /h，维 3 持最小燃烧风量约291000Nm /h，在没有投煤之前，流化所需的一次风会导致床料冷却，所以在一次风机启动后的60s内，认真监视床温数值，使锅炉床温大于 650℃，等待锅炉完全流化后，向炉内投煤100t/h，若锅炉中的O2含量下降至 6％，说明锅炉扬火成功，锅炉恢复运行，此时投入机、电、炉大联锁，并根据燃烧变化的情况不断调整一次风量和给煤量控制床温，若温度上升较快可适当增加一次风，减小给煤量，若温度下降，可适当减少一次风，但不能低于临界风量，并根据具体情况增加给煤量，直至燃烧稳定，控制床温在850～950℃运行，当燃烧稳定后，调整蒸汽参数，当蒸汽参数达到并汽要求后即可按并汽步骤进行并汽或直接进行供汽。 [0024] 与现有技术相比本发明具有以下优点： [0025] 本发明在灵活调峰过程中通过解列机电炉大连锁保护，防止炉跳机保护时的停机；保持合理的水煤比，实现给水量的匹配；通过监视高压汽缸排汽温度，操作高排通风阀，保证汽轮机高压缸的安全；通过对汽轮机进汽过热度的控制，防止对汽轮机低压缸产生汽水冲击，实现汽轮机低压缸的安全运行；通过依次启动引风机、二次风机、一次风机，锅炉完全流化后投煤，使负荷回调时不需要投助燃油等方案实现了CFB机组停炉不停机的灵活调峰，提高了机组运行的灵活性，解决了面临新能源装机所占比重日渐加大情况下对新能源电力的消纳。附图说明 [0026] 图1为本发明方法的流程示意图； [0027] 图2为本发明的设备示意图； [0028] 图3为本发明的锅炉给水示意图； [0029] 图4为本发明的汽水走向示意图。具体实施方式 [0030] 下面结合本发明实施例和附图，对本发明的技术方案进行具体、详细的说明。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。 [0031] 如图1所示：一种实现CFB机组停炉不停机的灵活调峰控制方法，包括调峰前准备、调峰时控制、调峰时高压缸保护措施、调峰时低压缸保护措施、调峰时防逆功率保护措施、不投助燃油启炉控制。 [0032] 为保证在深度调峰期间，锅炉停止燃烧时不会导致炉跳机的现象出现，在接收到机组深度调峰信号之后，先解列机、电、炉大联锁保护，防止锅炉BT后汽轮机、发电机相继跳闸，然后再进行调峰控制、高压缸保护、低压缸保护、发电机防逆功率保护、不投助燃油起炉等操作。 [0033] 解列机、电、炉大联锁保护后，开始调峰控制操作，减少锅炉给煤量，减少送入锅炉的风量，使得电负荷伴随降低，汽温稳定，气压下降；保持水煤比，逐步减少给水量，实现给水量的匹配；给煤机、风机依次停止运行，锅炉跳闸 (BT)；维持给水控制，维持汽轮机控制。 [0034] 减少锅炉给煤量和送入锅炉的风量：通过减少称重给煤机皮带转速来实现减少锅炉给煤量，所述称重给煤机皮带转速为90～900rpm，每次减少给煤机转速30转。配合给煤量的减少，通过降低锅炉风机变频器转速、关小锅炉二次风小挡板和播煤风挡板减少送入锅炉的风量，先减煤后减风，避免缺氧燃烧；所述通过降低锅炉风机变频器转速、关小锅炉二次风小挡板、播煤风挡板，减少送入锅炉的风量的具体方法是：锅炉风机出力通过配置的变频器进行调节，通过DCS系统向变频器下达转速降低指令，以此减少风机出力； [0035] 保持水煤比，逐步减水，实现给水量的匹配：水煤比是调整主蒸汽温度的主调手段，而中间点温度的变化能快速反应水煤比变化，维持该点温度稳定才能保证主蒸汽温度的稳定。在调峰控制运行中，根据燃料量调整给水量，实现给水量的匹配，根据中间点温度，保证合适的水煤比，维持负荷与水煤比的对应关系，防止水煤比失调造成参数大幅度波动，确保锅炉各受热面金属壁温在正常的范围内；根据汽水分离器出口温度修正给水流量，过热度高于设定值时，增加给水量；过热度低于设定值时，减少给水量；燃烧工况阶跃扰动、给水自动失灵或跳手动等造成水煤比失衡，应将给水切至手动方式，维持负荷与水煤比的对应关系，调节给水量使其重新恢复平衡，但应尽量避免燃烧和给水同时调节。 [0036] 给煤机、风机依次停止运行，锅炉跳闸：所述给煤机停止运行具体操作为：将给煤机自动切手动，停全部给煤机运行。当氧气含量上升至15％时，停止风机运行具体为：依次停止一次风机、二次风机和引风机；停止一次风机：变频器解除自动(变频状态)，逐步将入口调节档板和变频器调节减至最小15HZ，入口调节档板反馈到5％以下，停止风机电机，联关一次风机出口档板、手动关闭入口挡板。停止二次风机：变频器解除自动(变频状态)，逐步将入口调节档板和变频器调节减至最小15HZ，入口调节档板反馈到5％以下，停止风机电机，联关二次风机出口档板、手动关闭入口挡板。停止引风机：检查另一台风机变频控制在自动位，或另一台风机已停，以一定速率关闭该引风机变频至10Hz，逐步关入口调整挡板至零，注意炉膛压力的变化，停止引风机电机。联锁关闭停运引风机的入口挡板，检查停运风机止速，无倒转，停运引风机的冷却风机。 [0037] 维持给水控制和汽轮机控制：锅炉停运后，汽轮机和发电机不停运，利用锅炉余热产生的蒸汽仍可继续发电。锅炉停运，维持汽轮机转速至3000rpm，保持负荷下降速度7WM/min。同时调整好给水，使之与电负荷相匹配，给水量逐渐降至50t/h并维持，注意中间点过热度，保证主蒸汽温度不超限。 [0038] 高压缸保护：保持电负荷持续下降和给水流量匹配，监视高压缸排汽温度，当温度大于427℃时高排通风阀打开。 [0039] 低压缸保护：当锅炉跳闸后，通过对汽轮机的进汽温度进行限制，控制汽轮机进汽过热度大于50℃，防止蒸汽在低压缸后几级做完功之后的温度可能低于此级压力下的饱和温度变成湿蒸汽而对汽轮机造成汽水冲击； [0040] 发电机防逆功率保护：锅炉压火后，立即关闭过热器、再热器减温水调整门、电动门，并且关闭抽汽系统各抽汽门，根据主汽压变化情况，立即关小汽轮机进汽阀门，通过给水的匹配维持机组负荷为3MW，保证汽温缓慢下降，下降的速度不大于1℃/min，并且维持机组负荷在3MW的时间为1小时。给水控制：保持蒸汽温度下降的速度不大于1℃/min，机组降负荷，保证汽水分离器过热度缓慢降低，当贮水箱水位开始上升时，锅炉将从干态进入湿态运行，全关锅炉给水主阀后，通过调整锅炉给水旁路调节阀，确保锅炉给水流量稳定，压火过程中，利用给水泵维持给水流量为50t/h。 [0041] 不投助燃油起炉控制操作：对锅炉及辅助转运设备进行一次全面检查，并保证在空气通道已经建立的条件下，启动一台引风机，调整炉膛负压(‑60Pa< 炉膛负压<‑200Pa)，启动一台高压流化风机运行，并将每路“J”阀空气喷嘴通风量控制在固定的风量表数值范围内，启动选定的二次风机，维持二次风量在最小风量，并使二次风箱风压大于锅炉床压，同时调整各分二次风挡板在合适开度，确保各二次风口的最低风量，避免一次风机启动时，床料反窜到二次风道，启动两台一次风机，保证一次风量大于最低流化风量180000Nm3/h，维持最小燃烧风量约291000Nm3/h，在没有投煤之前，流化所需的一次风会导致床料冷却，所以在一次风机启动后的60s内，认真监视床温数值，使锅炉床温大于650℃，等待锅炉完全流化后，向炉内投煤100t/h，若锅炉中的O2含量下降至6％，说明锅炉扬火成功，锅炉恢复运行，此时投入机、电、炉大联锁，并根据燃烧变化的情况不断调整一次风量和给煤量控制床温，若温度上升较快可适当增加一次风，减小给煤量，若温度下降，可适当减少一次风，但不能低于临界风量，并根据具体情况增加给煤量，直至燃烧稳定，控制床温在850～950℃运行，当燃烧稳定后，调整蒸汽参数，当蒸汽参数达到并汽要求后即可按并汽步骤进行并汽或直接进行供汽。锅炉恢复正常运行，停炉不停机灵活调峰控制操作完成。 [0042] 本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

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