1. 靈活性改造如何獲利?
我國(guó)資源稟賦特性決定了煤電必將成為提升電力系統(tǒng)靈活性的重要手段,是當(dāng)前調(diào)峰輔助服務(wù)的主力軍。近年來,各省地方政府陸續(xù)發(fā)布關(guān)于調(diào)峰輔助服務(wù)兩個(gè)細(xì)則,火電廠參與深度調(diào)峰可減少考核分?jǐn),此外不同?fù)荷下有償調(diào)峰最高可達(dá)0.8元/kW·h。從“雙碳”到“三改聯(lián)動(dòng)”,火電企業(yè)轉(zhuǎn)型正當(dāng)其時(shí),靈活性改造的風(fēng)口來臨。
一方面,火電靈活性改造的成本顯著低于其他調(diào)峰方式,單位發(fā)電成本僅0.05元/千瓦時(shí),單位投資成本約500~1500元/千瓦時(shí)。

另一方面,國(guó)內(nèi)多地政府出臺(tái)政策,將發(fā)電企業(yè)火電靈活性改造總量與新能源建設(shè)指標(biāo)掛鉤,新能源建設(shè)指標(biāo)配置是新增調(diào)峰容量的1.4-2.5倍不等;痣娹D(zhuǎn)型企業(yè)在新能源項(xiàng)目的獲取上具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)。
考慮到上述兩點(diǎn),火電靈活性改造可在發(fā)電企業(yè)轉(zhuǎn)型過程中起到關(guān)鍵作用。
常見的煤電靈活性改造思路包括:制粉系統(tǒng)改造、汽輪機(jī)通流節(jié)能改造、煙氣余熱供熱改造、低壓缸切缸供熱改造、低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)改造等。
影響燃煤機(jī)組變負(fù)荷深度和負(fù)荷響應(yīng)速度的核心因素是鍋爐燃燒系統(tǒng),而調(diào)節(jié)燃燒系統(tǒng)的基礎(chǔ)在于燃料供應(yīng)的靈活可變性,輸煤、配煤、磨煤等一系列步驟皆有很大的改造空間。
2. 燃煤成本與靈活性不可兼得怎么辦?
目前對(duì)于電廠而言,經(jīng)濟(jì)煤種摻燒已經(jīng)成為常態(tài),配煤摻燒是提升經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。尤其是參與深度調(diào)峰的機(jī)組,其供電煤耗會(huì)隨著負(fù)荷降低而升高。通過優(yōu)化配煤,不僅可以降低飛灰含碳量,改善鍋爐結(jié)渣狀況,還能降低污染物排放量,節(jié)約燃煤成本,調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷,最大程度上減輕火電廠經(jīng)濟(jì)損耗。
目前,國(guó)內(nèi)燃煤發(fā)電機(jī)組的配煤摻燒方式主要采用“爐前摻配、爐內(nèi)混燒”,即切換煤種時(shí)通過輸煤皮帶重新上煤完成。然而,這種方式缺乏靈活性和實(shí)時(shí)性,若想更換一個(gè)煤倉(cāng)的煤種,最快也需3小時(shí),無法針對(duì)變負(fù)荷需求及時(shí)調(diào)整煤炭比例。
為此,我公司提出原煤倉(cāng)分倉(cāng)改造方案,提升機(jī)組變負(fù)荷速率,實(shí)現(xiàn)燃料供應(yīng)靈活性與經(jīng)濟(jì)效益的雙重優(yōu)化。截至目前,我司已成功完成了多家電廠原煤倉(cāng)的分倉(cāng)改造項(xiàng)目,取得顯著成果。
3. 原煤倉(cāng)怎么改?
對(duì)現(xiàn)有原煤倉(cāng)實(shí)施改造,在原煤倉(cāng)內(nèi)區(qū)域加裝隔板。在給煤機(jī)入口上方的雙曲線煤斗區(qū)域安裝一套新式插板門,分別控制一側(cè)煤流。所有的輸煤設(shè)備(包括犁煤器、落料口等)及配煤系統(tǒng)本體結(jié)構(gòu)不改變,將原煤斗內(nèi)部沿皮帶方向(給煤機(jī)排列方向)進(jìn)行分隔,增設(shè)一個(gè)厚度10mm的不銹鋼板。同時(shí)考慮支撐,從煤斗的下方往上進(jìn)行分隔,根據(jù)所需上煤量確定高度。
為保證改造效果和利用率,在原煤倉(cāng)頂部增設(shè)防爆照明及視頻監(jiān)控,在原煤倉(cāng)內(nèi)隔板兩測(cè)各增加一臺(tái)用于測(cè)量煤位的導(dǎo)波雷達(dá)設(shè)備,F(xiàn)有的給煤機(jī)入口插板門仍保留。為使原煤倉(cāng)煤流下煤順暢,防堵煤,煤倉(cāng)內(nèi)部加裝導(dǎo)流板,隔板墻下部厚度縮小以增大落煤流通面積,并在原煤倉(cāng)倉(cāng)壁上增設(shè)空氣炮,作為輔助處理堵煤時(shí)的應(yīng)急手段。
在磨煤機(jī)及給煤機(jī)運(yùn)行中,原煤倉(cāng)隔板的雙向閘板可以任意來回切換,對(duì)原煤倉(cāng)下煤無影響。分隔后的原煤倉(cāng),一半裝好煤,一半裝劣質(zhì)煤,根據(jù)不同負(fù)荷和深度調(diào)峰的需要,自動(dòng)開啟不同的插板門向給煤機(jī)實(shí)時(shí)提供與負(fù)荷相對(duì)應(yīng)的原煤,高負(fù)荷燒高熱值煤,低負(fù)荷燒低熱值煤,滿足快速響應(yīng)負(fù)荷要求的同時(shí)提高了劣質(zhì)煤摻煤率。
4. 原煤倉(cāng)改造有什么優(yōu)勢(shì)?
1、靈活性高,快速切換。實(shí)現(xiàn)一個(gè)煤倉(cāng)一臺(tái)給煤機(jī)同時(shí)供應(yīng)兩種不同的煤種,及時(shí)改變鍋爐配煤,滿足鍋爐不同負(fù)荷對(duì)煤質(zhì)的要求。改造完成后原煤倉(cāng)可做兩種煤摻配,也可用于單一煤種。
2、改造工程量小,改造成本低。鍋爐制粉系統(tǒng)變動(dòng)不大,不需要再增加一個(gè)煤斗倉(cāng),也不需增加給煤機(jī)、磨煤機(jī),特別是上煤系統(tǒng)不用做任何變動(dòng)。利用現(xiàn)有的原煤倉(cāng)存儲(chǔ)兩種不同煤種,輔以必要的監(jiān)視手段,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線變換煤種的目的。
3、操作簡(jiǎn)單方便,運(yùn)行安全可靠。可快速響應(yīng)機(jī)組負(fù)荷的變化,徹底改變以往配煤過程中時(shí)間滯后、不能及時(shí)變換煤種的弊端。面對(duì)負(fù)荷快速變動(dòng)時(shí)的精準(zhǔn)配煤需求,分倉(cāng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷“高峰頂?shù)蒙,低谷降得下”,從根本上解決了機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)與精準(zhǔn)配煤之間的矛盾。
4、提高劣質(zhì)煤摻燒量,鍋爐燃燒精準(zhǔn)調(diào)整。滿足火電機(jī)組靈活性要求,滿足發(fā)揮機(jī)組輔助服務(wù)的需要,在火電企業(yè)參與電網(wǎng)輔助服務(wù)、調(diào)頻等方面發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。靈活應(yīng)對(duì)全天快速變負(fù)荷的要求,從燃料側(cè)為企業(yè)增收節(jié)支、提質(zhì)增效提供有力保障,進(jìn)而提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
5、經(jīng)濟(jì)效益顯著。原煤倉(cāng)進(jìn)行靈活性分倉(cāng)改造成本低、收益高。以當(dāng)前市場(chǎng)計(jì)算,20.9MJ的高熱值煤價(jià)為1000元/t,15.9MJ的低熱值煤價(jià)為600元/t,每臺(tái)給煤機(jī)出力50t/h,以各帶一半負(fù)荷計(jì),年內(nèi)運(yùn)行小時(shí)按5000h,全年低熱值煤占比50%,分倉(cāng)運(yùn)行的投入率按40%考慮,年收益為:(50t/h--25t/h)×5000h×(1000元/t-600元/t)×50%×40%=1000萬元。而參與深度調(diào)峰的補(bǔ)償,假設(shè)一個(gè)300MW煤電機(jī)組靈活性改造后穩(wěn)定負(fù)荷率從50%降至30%(即新增調(diào)峰容量 60MW),當(dāng)調(diào)峰補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)為0.40元/kWh 時(shí),每年可通過調(diào)峰增加利潤(rùn)407萬元。目前深度調(diào)峰仍為稀缺資源,率先完成改造的火電機(jī)組有望獲益更多。