CN109654534B - 一种dln1.0燃烧系统的燃烧调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种DLN1.0燃烧系统的燃烧调整方法，适用于GE 9E燃机在大气温度变化超过20℃或天然气华白指数超过5%引起的氮氧化物排放浓度超标时的解决方案。目前，预混燃烧方式稳定燃烧窗口比较狭窄，燃气轮机工作时外接条件对其影响较大，在大气温度变化较大或天然气热值变化较大的情况下，燃机燃烧会出现不稳定，污染物排放浓度会出现异常。本发明的调整采用DLN1.0燃烧器的GE 9E燃机在预混稳定阶段下一级喷嘴和二级喷嘴的燃料配比，使其可以适应环境温度变化以及天然气华白指数变化带来的影响，优化排放，提高燃烧稳定性，可在降低氮氧化物排放的同时，保持稳定燃烧不发生燃烧震荡现象。

Description

一种DLN1.0燃烧系统的燃烧调整方法
技术领域
本发明涉及一种DLN1.0燃烧系统的燃烧调整方法，适用于GE 9E燃机在大气温度变化超过20℃或天然气华白指数超过5%引起的氮氧化物排放浓度超标时的解决方案。
背景技术
由于环保要求的需要，国家对燃用天然气的燃烧装置的氮氧化物排放做了最高限要求，目前主流的技术是采用预混燃烧方式燃烧，即将燃料和空气混合后送入燃烧室燃烧，降低了燃烧局部高温以减小氮氧化物的生成，如申请号为201710600180.0的中国专利，但预混燃烧方式稳定燃烧窗口比较狭窄，燃气轮机工作时外接条件对其影响较大，在大气温度变化较大或天然气热值变化较大的情况下，燃机燃烧会出现不稳定，污染物排放浓度会出现异常，本申请针对特性的燃气轮机型号和燃烧器类型，提供一种调整方案，可以解决上述问题。
发明内容
目前燃气轮机燃烧调整由国外燃机制造厂家垄断，发明人针对现有技术中存在的上述不足，对燃烧调整不断的摸索研究提出了一种DLN1.0燃烧系统的燃烧调整方法，可在降低氮氧化物排放的同时，保持稳定燃烧不发生燃烧震荡现象。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种GE1.0燃烧系统的燃烧调整方法，其特征在于，调整采用DLN1.0燃烧器的GE 9E燃机在预混稳定阶段下一级喷嘴和二级喷嘴的燃料配比，使其可以适应环境温度变化以及天然气华白指数变化带来的影响，优化排放，提高燃烧稳定性。
进一步而言，在实施调整之前需要保证污染物测量仪的准确性，校核所用的标气浓度宜为国家排放标准浓度的50%-100%。
进一步而言，对于燃烧调整中燃机负荷点的选择，尽可能按照燃烧参考温度选择，使TTRF1均匀分布于FXKTPM[0]与FXKTPM[3]构成的区间内，建议选择4个负荷点，首先选择最大负荷，剩下的三个负荷点对应的燃烧参考温度尽量处于FXKTPM[0]-FXKTPM[1]、FXKTPM[1]-FXKTPM[2]和FXKTPM[2]-FXKTPM[3]之间。
进一步而言，需要设置每个负荷点燃料分配比例的最大值（FXKSPMMX）以及最小值（FXKSPMMN），最大值和最小值极限设置建议在现有流量分配基础上改变3个单位。
进一步而言，燃机需要调整4个负荷点，以最高负荷点BASE LOAD为例，等待燃机稳定后，查看此时基本负荷对应燃烧参考温度TTRF1，若TTRF1大于FXKTPM[3]，仅需修正FXKTPM[3]；若TTRF1处于FXKTPM[2]和FXKTPM[3]区间内，则同时修正FXKTPM[2]和FXKTPM[3]。正反向逐步增加相应区间FXKTPM取值直至NOx排放值发生明显变化，增加量变化建议为0.5个单位。
进一步而言，在燃烧调整中参考火焰强度指标的变化规律，当火焰强度过低时不宜继续增加燃料分配比例。
进一步而言，每次燃机各项参数变化稳定后，记录燃机关键数据，如：时间（TIME）、燃机负荷（DWATT）、燃烧参考温度（TTRF1）、燃料配比瞬时值（FSRXSR）、环境温度（CTIM）、压气机压比（CPR）、压气机排气温度（CTD）、透平排气温度（TTXM）、排气分散度（TTXSP1、TTXSP2）、天然气进气温度（FTG）、IGV开度（CSGV）、IBH开度（CSRBH）、NOx排放量（15%O2修正）、CO排放量（15%O2修正）和O2含量参数。
进一步而言，绘制工况点燃料配比与NOx和CO变化关系曲线，进行数据分析和总结确定FXKSPM阵列取值。若曲线中存在非平滑点，需重复进行测量确保数据准确性。
进一步而言，根据当前所调整的燃烧参考温度，采用线性差值方法得到FXKTPM和TTRF1的关系。
进一步而言，在FXKTPM重新确定之后，进行燃烧模式切换试验。预选40MW负荷，燃烧模式从PM_SS切换至LL_NEG而后切至LL_POS，稳定运行15min后，增加负荷使燃烧模式从LL_POS切换至PM_SS。随后进行升负荷试验。燃机从预混模式切换点逐步升至基本负荷，确保参数无异常波动。停机后，将调整后燃料配比阵列常数FXKSPM[i]重新写入控制系统。
进一步而言，在环境温度变化超过20℃或华白指数变化超过5%时需要对机组开展燃烧调整。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
（1）操作流程清晰简便，由于事先规定了燃料分配比例变动的上限和下限，在燃调整过程中出现意外的风险大大降低。
（2）通过火焰强度监测，间接推断燃烧状态。由于DLN1.0燃烧器没有配备燃烧脉动监测系统，因此可根据火焰强度来判断值班火焰强度，火焰强度高，间接说明燃烧趋于稳定。
（3）试验点分配合理，燃机负荷升降平稳。本发明采用燃烧参考温度来确定燃烧调整的试验点，相比于参考负荷变化选取试验点更容易确定FXKTPM和TTRF1的关系，FXKTPM的分配也更均衡。
下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
本实施例中的GE1.0燃烧系统的燃烧调整方法，调整采用DLN1.0燃烧器的GE 9E燃机在预混稳定阶段下一级喷嘴和二级喷嘴的燃料配比，使其可以适应环境温度变化以及天然气华白指数变化带来的影响，优化排放，提高燃烧稳定性。
在实施调整之前需要保证污染物测量仪的准确性，校核所用的标气浓度宜为国家排放标准浓度的50%-100%。
对于燃烧调整中燃机负荷点的选择，尽可能按照燃烧参考温度选择，使TTRF1均匀分布于FXKTPM[0]与FXKTPM[3]构成的区间内，选择4个负荷点，首先选择最大负荷，剩下的三个负荷点对应的燃烧参考温度分别处于FXKTPM[0]-FXKTPM[1]、FXKTPM[1]-FXKTPM[2]和FXKTPM[2]-FXKTPM[3]之间。
需要设置每个负荷点燃料分配比例的最大值（FXKSPMMX）以及最小值（FXKSPMMN），最大值和最小值极限设置在现有流量分配基础上改变3个单位。
燃机需要调整4个负荷点，以最高负荷点BASE LOAD为例，等待燃机稳定后，查看此时基本负荷对应燃烧参考温度TTRF1，若TTRF1大于FXKTPM[3]，仅需修正FXKTPM[3]；若TTRF1处于FXKTPM[2]和FXKTPM[3]区间内，则同时修正FXKTPM[2]和FXKTPM[3]。正反向逐步增加相应区间FXKTPM取值直至NOx排放值发生明显变化，增加量变化建议为0.5个单位。
在燃烧调整中参考火焰强度指标的变化规律，当火焰强度过低时不宜继续增加燃料分配比例。
每次燃机各项参数变化稳定后，记录燃机关键数据，包括时间（TIME）、燃机负荷（DWATT）、燃烧参考温度（TTRF1）、燃料配比瞬时值（FSRXSR）、环境温度（CTIM）、压气机压比（CPR）、压气机排气温度（CTD）、透平排气温度（TTXM）、排气分散度（TTXSP1、TTXSP2）、天然气进气温度（FTG）、IGV开度（CSGV）、IBH开度（CSRBH）、NOx排放量（15%O2修正）、CO排放量（15%O2修正）和O2含量等参数。
绘制工况点燃料配比与NOx和CO变化关系曲线，进行数据分析和总结确定FXKSPM阵列取值。若曲线中存在非平滑点，需重复进行测量确保数据准确性。
根据当前所调整的燃烧参考温度，采用线性差值方法得到FXKTPM和TTRF1的关系。
在FXKTPM重新确定之后，进行燃烧模式切换试验。预选40MW负荷，燃烧模式从PM_SS切换至LL_NEG而后切至LL_POS，稳定运行15min后，增加负荷使燃烧模式从LL_POS切换至PM_SS。随后进行升负荷试验。燃机从预混模式切换点逐步升至基本负荷，确保参数无异常波动。停机后，将调整后燃料配比阵列常数FXKSPM[i]重新写入控制系统。
在环境温度变化超过20℃或华白指数变化超过5%时需要对机组开展燃烧调整。
虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种DLN1.0燃烧系统的燃烧调整方法，其特征在于，调整采用DLN1.0燃烧器的GE 9E燃机在预混稳定阶段下一级喷嘴和二级喷嘴的燃料配比，使其适应环境温度变化以及天然气华白指数变化带来的影响，优化排放，提高燃烧稳定性；
在实施调整之前要保证污染物测量仪的准确性，校核所用的标气浓度为国家排放标准浓度的50%-100%；
对于燃烧调整中燃机负荷点的选择，按照燃烧参考温度选择，使TTRF1均匀分布于FXKTPM[0]与FXKTPM[3]构成的区间内；选择4个负荷点，首先选择最大负荷，剩下的三个负荷点对应的燃烧参考温度分别处于FXKTPM[0]-FXKTPM[1]、FXKTPM[1]-FXKTPM[2]和FXKTPM[2]-FXKTPM[3]之间；
设置每个负荷点燃料分配比例的最大值以及最小值，最大值和最小值极限的设置在现有流量分配基础上改变3个单位。
2.根据权利要求1所述的DLN1.0燃烧系统的燃烧调整方法，其特征在于，在燃烧调整中参考火焰强度指标的变化规律，当火焰强度过低时不继续增加燃料分配比例。
3.根据权利要求2所述的DLN1.0燃烧系统的燃烧调整方法，其特征在于，每次燃机各项参数变化稳定后，记录燃机关键数据，包括时间、燃机负荷、燃烧参考温度、燃料配比瞬时值、环境温度、压气机压比、压气机排气温度、透平排气温度、排气分散度、天然气进气温度、IGV开度、IBH开度、NOx排放量、CO排放量和O2含量参数。
4.根据权利要求3所述的DLN1.0燃烧系统的燃烧调整方法，其特征在于，绘制工况点燃料配比与NOx和CO的变化关系曲线，进行数据分析和总结确定FXKSPM阵列取值；若曲线中存在非平滑点，则重复进行测量确保数据准确性。
5.根据权利要求4所述的DLN1.0燃烧系统的燃烧调整方法，其特征在于，根据当前所调整的燃烧参考温度，采用线性差值方法得到FXKTPM和TTRF1的关系。
6.根据权利要求5所述的DLN1.0燃烧系统的燃烧调整方法，其特征在于，在FXKTPM重新确定之后，进行燃烧模式切换试验；预选40MW负荷，燃烧模式从PM_SS切换至LL_NEG而后切至LL_POS，稳定运行15min后，增加负荷使燃烧模式从LL_POS切换至PM_SS，随后进行升负荷试验，燃机从预混模式切换点逐步升至基本负荷，确保参数无异常波动，停机后，将调整后燃料配比阵列常数FXKSPM[i]重新写入控制系统。
7.根据权利要求1所述的DLN1.0燃烧系统的燃烧调整方法，其特征在于，在环境温度变化超过20℃或华白指数变化超过5%时对机组开展燃烧调整。
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