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技术丨火电灵活性改造究竟改哪里?

北极星电力会展网 来源:北极星电力网 2017-03-20 02:44:47

近几年由于政策主导,火电行业频出热词。提到“超低排放”大家直接想到“50、35、5”这几个数字,可是提到“灵活性改造”或许很多人还有些陌生。

去年6月起,国家能源局密集下发了一系列关于火电灵活性改造的通知,并确定了丹东电厂等16个项目作为本次改造的试点项目。

那么何为火电灵活性改造?为什么要进行火电灵活性改造?改造究竟改哪些方面?本文对这些问题进行解答。

1 何为火电灵活性改造?

火电灵活性改造即提升燃煤电厂的运行灵活性,具体涉及到增强机组调峰能力、提升机组爬坡速度、缩短机组启停时间、增强燃料灵活性、实现热电解耦运行等方面。

2 为何要进行火电灵活性改造?

之所以要对火电机组的灵活性进行改造,其原因在于需要火电来消纳日益增长的风电/太阳能发电的份额。据估计,到2020年,风电装机装机将达到2.3亿千瓦左右(每年增长2千万千万),太阳能发电装机将达到1.4亿千瓦左右,两者加起来有4亿千瓦以上。消纳非水可再生能源,成为紧迫的任务。对于燃气机组,由于其燃气成本高和燃气资源分布问题,难以担当消纳风电/太阳能的重任。

按2014年底的统计,30万千瓦级的机煤组有880台,60万千瓦级有481台,两者装机大约为7亿千瓦,是煤电灵活性改造的主力机组。

3 改造涉及电厂的哪些系统?

火电灵活性改造要求燃煤机组实现在超低负荷(20%~25%负荷)下安全稳定运行、机组负荷快速升降、低负荷脱硝投入,改造主要集中在锅炉侧。主要涉及以下系统:

1 )脱硝系统:受脱硝催化剂活性温度窗口限制,很多电厂在低负荷运行时脱硝入口温度低于320℃,需强制退出脱硝系统,这一做法与环保监测部门要求的全时段数据达标相矛盾。低负荷脱硝改造主要的两个思路:提高低负荷下脱硝入口烟温、拓宽催化剂活性温度范围。前者涉及省煤器及烟道的改造,后者则从催化剂性能上考量。此外,低负荷意味着低烟气流速,催化剂堵灰问题亦需要关注。

2 )脱硫系统:脱硫系统的除雾器通常设计流速在3.5~5.5m/s之间,过高或过低的流速均不利于除雾器正常运行,为满足全时段雾滴脱除效果,超低负荷下除雾器对烟气流速的适应性需进一步提升。

3 )燃烧系统:实现超低负荷下燃烧稳定燃烧及2%~3%额定负荷/min快速爬坡,涉及富氧燃烧技术、燃烧器改造、磨煤机分离器改造等。

4 )空预器:低负荷条件下,锅炉排烟温度低,烟气流速低,空预器结露和堵灰问题值得关注。

5)供热机组:受供热能力的限制,冬季通常采用以热定电的方式运行,调峰能力受到热负荷的制约,涉及四抽蒸汽改造、热水储罐改造等。

2017年火电灵活性改造技术研讨会会议安排

一、会议时间及地点

时间:2017 年4月10日至11日(上午9:00-下午5:00,会议)

地点:华北电力大学(北京校区)

二、会议组织机构

主办:华北电力大学国家大学科技园、北极星电力网

三、研讨议题

议题一、顶层设计

1、电力发展十三五规划

──全面推动煤电机组灵活性改造,“十三五”期间,“三北”地区热电机组灵活性改造约1.33亿千瓦,纯凝机组改造约8200万千瓦,其他地区纯凝机组改造约450万千瓦。改造完成后,增加调峰能力4600万千瓦,其中“三北”地区增加4500万千瓦。

2、煤电节能减排升级与改造行动计划

──合理确定燃煤发电机组调峰顺序和深度,积极推行轮停调峰,探索应用启停调峰方式,提高高效环保燃煤发电机组负荷率。

3、灵活性改造试点文件

──为加快能源技术创新,挖掘燃煤机组调峰潜力,提升我国火电运行灵活性,全面提高系统调峰和新能源消纳能力,在各地方和发电集团报来建议试点项目基础上,经电规总院比选,综合考虑项目业主、所在地区、机组类型、机组容量等因素,确定丹东电厂等16个项目为提升火电灵活性改造试点项目。

4、灵活性改造总体构想

──电规总院向国家能源局请示成立“提升中国火电灵活性,促进电力绿色转型”协作平台。在国家能源局的指导下进一步充实平台的参加单位,推动平台的技术交流、技术引进、技术路线和相关标准制定、政策机制研究、示范试点项目建设等工作。

议题二、国外经验

1、丹麦

──自80年代末,丹麦经历了一个从基于大型燃煤火电厂向风力发电、热电联产(CHP)小机组和太阳能光伏发电相结合的转变过程。随着可再生能源电力生产的大幅增加(特别是丹麦风电2015年占全国发电量的42%),大型火电机组灵活性和深度调峰能力面临着越来越大的挑战。

2、德国

──德国的发电企业,已经不再兴建任何大型燃煤火电机组。主要原因就是德国拥有可再生能源法,最严格的执行只要是可再生能源发电就必须上网。德国将关闭所有的核电站,未来不再兴建任何核设施。德国已经成为欧洲新能源标杆之一,风电光伏的成就背后离不开包括煤电机组在内的调峰电源的支撑。

议题三、技术路线

1、纯凝机组低负荷运行(稳燃、水动力等)

汽轮机一般可在20%~30%额定负荷下稳定运行,机组的最低负荷往往取决于锅炉,而锅炉最低负荷又主要取决于燃烧稳定性和水动力工况安全性。当机组负荷较低,不利于锅炉稳定运行;直流锅炉在低负荷下,水冷壁管间受热不均以及水冷壁入口欠焓过大,发生水动力不稳定的问题。通过运行设备改造适应性,提高锅炉燃烧的稳定性。

2、热电机组热电解耦(电锅炉、蓄热罐等)

东北部分机组为供热机组,需实现热电解耦。供热量大的通常采用蓄热罐方案,还有电热锅炉、抽汽减温减压等。增加储热装置等实现“热电解耦”,在调峰困难时段通过储热装置热量供热,降低供热强迫出力,在调峰有余量的时段,储存富裕热量;电锅炉将调峰时多余电量转化为热量,从而实现机组灵活运行。

3、快速启停

——随着大功率非线性负荷的迅速增加,使得供电系统中电压、电流波形发生畸变, 对电网造成了严重的影响。火电快速循环启停,可作为系统安全可靠备用,保证整个系统稳定运行。尽量缩短启停时间,提升火电弹性是解决规模化新能源消纳的有效手段,是煤电机组进行灵活性改造的重要内容。

4、低负荷污染物排放控制

——随着环保形势的日益严峻,新颁布的《火电厂大气污染物排放标准》对燃煤火力发电厂污染物排放浓度限值提出了更高的要求,研究高效的低污染物排放控制技术刻不容缓。

5、燃料灵活性

——火电厂燃料的可变性,包括煤、油、燃气等多种化石燃料,化石燃料与生物质燃料的混烧,甚至包括完全的生物质、垃圾等多种可再生能源燃料。目前,丹麦的主要大型火电机组均实现了从传统煤粉炉向掺烧生物质,进而过度到完全的生物质或垃圾等可再生能源燃料的转换。

6、提高负荷响应速率

——目前市场用户的用电需求变化非常快,尤其是大型电气设备的启停,对电网的冲击很大,为了既能及时满足用户的用电需求,又能维持电网频率的稳定,要求入网的发电机组具有较快的负荷响应速度。

议题四、试点现状

1、华能丹东

2、国投

四、费用及其他

(1)收费标准:

① 发电集团、火电厂、科研院所、高等院校等会务费1200 元/人,含会议费、资料费、午餐费;

② 辅机配套厂商、相关设备企业、工程和建筑公司等会务费3000 元/人,含会议费、资料费、午餐费;

③ 住宿费(主办方可以协调预订)及交通费自理。

(2)报名表:填好相关信息之后邮件(chenchen@bjxmail.com)给我们。

(3)为保证良好的会议秩序及沟通、交流效果,本次会议将限制人数,请及时办理报名手续。尤其是需要住宿的企业或者个人。我们将按照报名先后顺序安排客房,满员为止。

五、联系方式

联系人:陈尘

手机:13693626116 QQ:1831213786

传真:010-85758835 邮箱:chenchen@bjxmail.com

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