深度调峰

本项目属于火电技术领域。“三北地区”新能源消纳难题已发展成制约其规模化开发利用的重大瓶颈。热电联产机组其“以热定电”的运行方式激化了供热与电网之间的矛盾。本项目解决了多家发电企业在深度调峰改造过程中遇到的热电解耦问题，为国内 200MW～600MW 煤电机组起到引领和示范作用；通过对常压储热罐解耦技术的研究，在国内率先掌握了大容量常压储热系统的成套设计方法及工艺，为该技术在行业内的推广起到示范作用。

深入挖掘火电机组深度调峰能力、实现风光火储多能互补运行是应对规模化新能源并网消纳的重要手段。提出火电机组深度调峰和爬坡成本、污染物惩罚成本、储能系统运行成本及新能源弃电惩罚成本的计算方法，建立了考虑火电深度调峰的风光火储系统日前优化调度模型。分别以风光出力最大、净负荷波动最小和系统运行成本最低为优化目标，并设定火电机组的不同调峰深度，对含高比例新能源的风光火储系统在典型日的优化调度策略进行仿真计算。结果表明：所建立的模型能够满足不同优化目标下的风光火储优化调度策略计算；通过提升火电机组深度调峰能力，可有效降低新能源弃电率。

电力生产中，发电机组厂用电绝大部分消耗在像凝结水泵这样的使用高压交流电机的大容量辅机中。现阶段节能改造中，将凝泵机组由工频运行改为变频运行，通过调节变频器的输出频率改变电机的转速，达到调节出口流量的目的，节能降耗效果十分明显。不过，随着变频技术的推广与应用，凝泵变频技术存在着一些新的隐患与问题，较多凝泵采用变频技术后在某些转速下会有振动增大的现象，由于凝泵泵体轴系较长，凝泵等立式水泵电机上部所反映的振动一般仅为泵轴底部叶轮、口环等处振动的1/5~1/4.因此，当凝泵电机上部振动超标时，其泵轴下部振动将呈倍数关系的放大，振动超标的情况下长期运行将导致轴承、叶轮等部分偏磨等故障，严重时可能造成泵轴弯曲、机组跳闸等恶性事故。对设备的安全稳定运行和经济性能产生很大的影响，同时影响机组深度调峰过程的机组经济性和安全性。 目前常用的降振措施包括动平衡和加支撑，动平衡方式只能一定程度上降低不平衡激振力，共振峰值仍然存在；而加支撑方式常常会导致泵轴、口环、机封等部分结构的偏磨，导致设备的异常，这两者都只是抑制了共振，并没有从源头消除共振问题。因此，研究一种能够方便、快捷实施的振动抑制方案来保证设备运行安全，提高深度调峰过程中凝泵的可靠性和节能效果，显得尤为必要。

随着国家更为严格的火力发电厂大气污染物排放标准的实施和各发电公司对经济效益的追求，对大型电站锅炉的运行要求越来越高，而与之相对应的入炉煤质却变差，设备越来越复杂，运行人员操作水平并没有相应提高，这种矛盾在低氮燃烧器改造后更为明显地表现出来，低氮改造后锅炉经常出现：结焦、水冷壁高温腐蚀、低负荷时的炉膜压力大幅度波动、甚至灭火等问题，这些间题的出现基本都与锅炉的局部燃烧气氯变化造成的，尤其是锅炉水冷壁表面氛围，而炉底的可燃气体的积聚和爆燃又会造成炉膜压力波动，低负荷运行时表现更为明显，与此同时电网容量不断增大，新能源所占比重快速升高，电网对于可再生能源的消纳压力大幅度增加，另外用电结构也发生了明显变化：工业用电比重下降，居民生活用电比重上升，使的电网负荷峰谷差呈不断增大的趋势，这样电力系统的调峰能力就显不足，火力发电就要承担更多的调峰任务，尤其是深度调峰任务，而火力发电机组的深度调峰能力取决于锅炉的最低稳燃能力，因此局部燃烧气氛对锅炉低负荷稳燃能力也有着关键性影响，因此只有掌握这些局部气氛的变化规律，消除不利因素才能保证锅炉运行在经济性和环保特性的最佳 状态，并能有效提高机组的深度调峰能力。

W火焰锅炉是燃用低挥发分煤种的主力炉型，即使配套低氮燃烧系统，在实际运行过程中仍然存在NOx排放高、深度调峰能力差的问题，很难满足燃煤锅炉NOx超低排放以及火电机组运行灵活性的需求。因此，在日益严格的环保要求以及二氧化碳减排背景下电网调峰需求快速增长的新形势下，W火焰锅炉需要找到控制NOx排放、灵活参与火电机组深度调峰的合理路径。项目研发了拱上煤粉喷口背火侧的二次风引射高温烟气回流技术，提出了“多级引射、多点分级” 的燃烧方法，确保了W火焰锅炉宽比例燃用烟煤的燃烧安全性、经济性与环保性。研制了一种适用于W火焰锅炉的煤粉气流速度可调的高低速燃烧器，既有利于煤粉气流的着火，又保证了下射刚性，满足了燃用不同挥发分煤的需求。提出了基于炉膛“特征温度”的W火焰锅炉燃烧状态识别方法，快速判断炉膛火焰充满度与燃烧状态，进而实现了对W火焰锅炉清洁、高效燃烧的有效控制。项目取得实用新型专利权7项，发表论文3篇；成果通过中国电机工程学会组织的技术鉴定，鉴定结论国际领先。

本成果属于火力发电技术开发领域，热控专业，主要涉及系统建模和控制系统优化。 深度调峰已经成为火力发电机组的必然趋势，配煤接烧是火电企业提升经济性的重要途径。 大多数超超临界机组在配煤接烧后，AGC考核结果不够理想，在该情况下，对AGC控制进行优化，以期全面改善提高AGC控制的各项性能指标显得尤为重要。对火电机组AGC系统进行建模并对控制系统进行优化，是在保证机组安全的前提下发挥现有设备的最大性能，是发电企业提升机组灵活性和应对“两个细则”考核最经济、有效、快速的实现途径。 本项目即是为解决多变量系统建模与控制系统优化的问题而设立。

本项目属于火电技术领域。“三北地区”新能源消纳难题已发展成制约其规模化开发利用的重大瓶颈。热电联产机组其“以热定电”的运行方式激化了供热与电网之间的矛盾。本项目解决了多家发电企业在深度调峰改造过程中遇到的热电解耦问题，为国内 200MW～600MW 煤电机组起到引领和示范作用；通过对常压储热罐解耦技术的研究，在国内率先掌握了大容量常压储热系统的成套设计方法及工艺，为该技术在行业内的推广起到示范作用。

2016年6月21日至22日，华能国际电力股份有限公司在沈阳组织召开了煤电机组适应电网需求提升灵活性水平技术讨论会，会议确定丹东电厂做为公司第一个提升火电机组灵活试点单位。2016年7月4日，国家能源局下发了《关于下达火电灵活性改造试点项目的通知》，确定了丹东电厂等16个电厂为首批灵活性改造试点单位。目前东北电力辅助服务市场运营规则中包含实时深度调峰交易，激励开机状态的火电调减发电出力，使机组负荷率降低到有偿调峰基准以下。费用分摊由省内负荷率高于深度调峰基准的火电厂、风电场、核电厂共同分摊，政策推动机组进行深度调峰。该项目适用于300MW等级燃煤机组，已在华能辽宁分公司范围内全面推广，取得了良好效果，目前已在华能集团公司进行经验推广。