为了及时满足用户的用电需求,电网要求发电机组具有较快的负荷响应速度。但由于燃煤
发电机组固有的特点,其负荷响应速度是不尽人意的,它远远跟不上用电负荷变化。好在
电网日益壮大,缓和了这对矛盾,而提高燃煤发电机组负荷响应速度,及时满足用户的用
电需求,保证电网安全和稳定运行仍然是我们努力的方向。
机组负荷调节能力主要指负荷的调节速度和负荷的调节范围,这里我们着重讨论负荷
调节速度。为达到电网频率的稳定,调度要求燃煤发电机组的出力能快速随负荷指令变化
即负荷响应的延迟小,且负荷变化速度快。为叙述方便,以下称机组发电功率或出力为机
组负荷。
早期由于我国缺电,发电机组的主要任务是满发和稳发,随着我国电力的发展,用电
和发电已经基本平衡,有时甚至出现发电过剩的情况,而且用电量变化的幅度和频度也在
增大,电网为及时平衡用电和发电,对发电机组提出更高的调峰要求。在早期投产的燃煤
发电机组中,绝大多数大机组是按带基本负荷设计的,机组负荷变化的能力相对较差,新
建 300MW 和 600MW 大型燃煤发电机组,由于其设备性能较好,自动化水平较高,目前都
参加 AGC,已经成为电网的主力调峰机组。
目前电网内参加 AGC 机组的负荷变化速率为 1.5%MCR(额定负荷)/min 左右,负
荷响应延迟小于 2 分钟。负荷调节范围从机组运行来讲应该为机组最低不投油枪的负荷到
满负荷,新机组一般为 40~100%MCR。从协调控制系统来讲应该是 CCS 投入自动的负
荷范围,目前 AGC 实际投运的负荷范围一般为 60~100%MCR。
二. 燃煤发电机组的能量转换特性
燃煤发电机组是把燃煤的化学能转换成电能的过程,燃煤首先通过制粉系统磨成煤粉,
煤粉配以适量的风输入锅炉,进行燃烧,把机组的循环介质(水)变成高温高压蒸汽,完
成燃煤的化学能到蒸汽热量的转换,通过汽轮机把蒸汽的热量转换成机械能,并由发电机
把汽轮机的机械能转换成电能。
在整个发电过程中(如图 7-1-1),制粉系统类型、锅炉的类型和能量转换特性、以
及汽轮机调门的特性与机组负荷调节的性能有密切的关系。为了搞清燃煤发电机组的负荷
调节性能,下面对这些环节进行一些分析。
(一) 制粉系统的制粉和输送特性
制粉系统的作用是把较粗的原煤磨制成极细的煤粉,提高锅炉的燃烧效率,制粉系统
可以分成直吹式和中间储仓式二种形式,这二种制粉系统的机组的负荷调节性能有较大的
差别,为此有必要研究制粉系统的工艺过程和与负荷调节有关的性能。
1 直吹式制粉系统
在直吹式制粉系统中,原煤经给煤机输到磨煤机进行辗磨,同时磨煤机输入合适的一
次风量,对原煤进行干燥,并把磨制好的煤粉直接送到锅炉的燃烧器。这种制粉系统目前
大部分配中速磨煤机,如 HP 和 MPS 等磨煤机。另外还有双进双出的钢球磨煤机和高速风
扇磨煤机,虽然它也采用直吹方式送粉,但从原煤到煤粉输出的特性有所不同,本文主要
分析直吹式的中速磨。
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