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
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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