CN114033555B - 一种减少黄烟排放时间的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种减少黄烟排放时间的方法，该方法通过分析温控曲线，提出了优化低负荷阶段温控曲线的措施和对策，通过缩短机组启动时间来减少黄烟排放时间；该方法结合机组试验，通过对机组启动过程中低负荷阶段温控曲线进行优化，缩短机组启动时间，实现减少黄烟排放时间的目标。同时由于缩短了机组启动时间，节省了燃料，具有良好的经济效益。

Description

一种减少黄烟排放时间的方法

技术领域

本发明涉及燃气轮机污染物减排领域，具体为一种减少黄烟排放时间的方法。

背景技术

燃气轮机联合循环机组在启机过程中，在低负荷阶段会出现可见黄烟。尽管NOx排放可满足排放标准要求，但是由于机组白天启机，启动过程中烟囱可见黄烟问题开始受到公众的关注，也成为各燃气轮机联合循环发电企业加强环保管理的重要方向。

针对燃气轮机联合循环机组启机过程中的黄烟问题，通常采用燃烧器升级改造、加装SCR脱硝装置等方法进行消黄。然而上述消黄措施投资成本大，在NOx排放满足排放标准的前提下，燃气轮机联合循环发电企业则倾向寻求更经济的技术措施来减黄。

发明内容

为了减少燃气轮机联合循环机组启机过程中的黄烟问题，本发明提出一种减少黄烟排放时间的方法，该方法通过分析温控曲线，提出了优化低负荷阶段温控曲线的措施和对策，通过缩短机组启动时间来减少黄烟排放时间。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种减少黄烟排放时间的方法，包括以下步骤：

步骤1、获取燃气轮机的温控线的构成及各个温控线的温控基准，并根据负荷确定需要优化的温控线；

步骤2、根据优化的温控线A的温控基准，获取其温控曲线A1；

步骤3、根据温控线A的温控基准a与压气机压比的对应关系，调节压气机压比得到新温控基准，当新的温控基准小于温控基准a，根据新的温控基准得到优化后的温控曲线；

步骤4、根据步骤2的温控曲线A1和步骤3优化的温控曲线确定优化目标，然后获取优化后的温控曲线对应的机组运行参数，当机组的运行参数符合优化目标，则结束优化过程；

当机组的运行参数不符合优化目标，则执行步骤3，直至运行参数符合预定目标；

步骤5、根据优化后的温控线控制机组运行，通过缩短启动时间达到减少黄烟排放的时间的目的。

优选的，步骤1中所述温控线包括等排气温度温控线、带压气机压比信号偏置的温控线、FSR偏置的温控线、DWATT偏置的温控线，以及IGV温控线。

优选的，步骤1中确定需要优化的温控线的方法如下：

选取燃气轮机在低负荷阶段的温控线作为需要优化的温控线。

优选的，所述需要优化的温控线为IGV温控线。

优选的，所述IGV温控线的温控基准TTRXGV的表达式如下：

TTRXGV＝TTRXGV0+(CTD-TTKGVTCDO)*TTKGVTCDG

式中，CTD为压气机排气温度，TTKGVTCDO为IGV温控线CTD偏置，TTKGVTCDG为IGV温控线CTD偏置增益。

优选的，所述机组运行参数包括燃气轮机在低负荷阶段的启动时间，机组运行安全以及污染物排放参数。

优选的，当机组运行参数全部符合预定目标，则完成优化过程。

优选的，当机组的运行参数不符合优化目标，再次获取新的温控基准，并且新的温控基准的值小于上次温控基准的值。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的一种减少黄烟排放时间的方法，该方法在不加装SCR脱硝装置、不对燃烧器进行升级改造的前提下，通过对低负荷阶段的温控曲线进行优化，缩短机组启动时间，既可减少黄烟的排放，也可节省燃料，具有较高的环境效益和较大的经济效益。

附图说明

图1为本发明温控线优化流程的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

下面以某型燃机温控线优化为说明例，结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

某型燃气轮机共有18个分管逆流式结构的DLN2.0+燃烧室，其主要通过透平排气温度来间接控制燃气轮机工作温度。结合机组试验，对机组启动过程中低负荷阶段的温控线进行优化。

一种减少黄烟排放时间的方法，包括以下步骤：

步骤1、分析主控系统的温度控制逻辑，获取温控线及相应的温控基准，并根据负荷确定优化的温控线；

具体的，所述温控线包括等排气温度温控线ISOTHERMAL、带压气机压比信号CPR偏置的温控线CPR BIAS、FSR或DWATT偏置的温控线FSR或DWATTBIAS、IGV温控线。

需要说明的时，通过分析温度控制逻辑，只能获得所有温控线的名称，而并不能获取各个温控线的参数。

ISOTHERMAL温控线的温控基准为TTKn_I；

CPR BIAS温控线的温控基准为TTRXP；

FSR或DWATTBIAS温控线的温控基准为TTRXS；

IGV温控线的温控基准为TTRXGV。

上述四条温控线确定的温控基准中的最小值选出作为实际执行的温控基准TTRX，通常只有TTRXP被选出作为执行的温控基准，在低负荷时，TTRXGV为执行的温控基准。因低负荷时，黄烟明显，因此确定对低负荷时的TTRXGV温控基准进行优化。

步骤2、分析IGV温控基准的算法，依据TTRXGV表达式，获得IGV温控曲线；

TTRXGV表达算式如下：

TTRXGV＝TTRXGV0+(CTD-TTKGVTCDO)*TTKGVTCDG   (1)

式中，CTD为压气机排气温度；TTKGVTCDO为IGV温控CTD偏置；TTKGVTCDG为IGV温控CTD偏置增益。

而TTRXGV0与压气机压比CPR有对应关系。依据TTRXGV0与CPR的对应关系，可近似获得TTRXGV温控基准确定的IGV温控曲线。

步骤3、根据温控基准TTRXGV与压气机压比CPR的对应关系，调节压气机压比CPR，得到新的温控基准TTRXGV1，当新的温控基准TTRXGV1小于温控基准TTRXGV，根据新的温控基准TTRXGV1得到优化后的IGV温控曲线。

具体的，TTRXGV1为需优化的温控基准。TTRXGV1与压气机比CPR有对应关系，依据TTRXGV1与压气机比CPR有对应关系，可近视获得TTRXGV1，TTRXGV经过TTRXGV1的修正，当TTRXGV1小于TTRXGV时，取TTRXGV1的值进行控制，通过燃机温控线试验，确定TTRXGV与TTRXGV1的交点及对应的负荷，依据机组试验确定交点及对应负荷，然后通过对交点以下的压比及相应的排气温度调整的方式确定TTRXGV1温控基准，进而获得优化后的IGV温控曲线。

步骤4、利用机组试验对IGV温控曲线进行验证，当机组的运行参数符合预定目标，则结束优化过程。

当机组的运行参数不符合预定目标，执行步骤3，直至运行参数符合预定目标。

具体的，机组的运行参数包括机组启动时间、机组运行安全及污染物排放的影响，利用机组试验评估优化的IGV温控线，通过分析试验前后负荷、主汽温度及主汽减温阀开度随时间的变化曲线，确定机组启动时间的缩短量；通过分析试验前后，是否有超温运行，是否有压力脉动高报警，来评估机组运行安全的影响；考察试验前后，污染物排放的变化大小，评定污染物排放总体变化趋势；

若上述评估指标符合预期，就可结束优化过程，否则需继续优化温控线并试验验证对比，直至符合预期。

步骤5、根据优化后的IGV温控线控制机组运行，已达到减少黄烟排放的时间的目的。

具体的，通过步骤4获得最终具备缩短机组启动时间的IGV温控曲线。根据IGV温控曲线确定低负荷阶段，可减少的启动时间，最终达到减少黄烟排放时间的目标。

本发明提出一种减少黄烟排放时间的方法，该方法结合机组试验，通过对机组启动过程中低负荷阶段温控曲线进行优化，缩短机组启动时间，实现减少黄烟排放时间的目标。同时由于缩短了机组启动时间，节省了燃料，具有良好的经济效益。

实施例1

下面，针对某型燃气轮机，结合附图对本发明具体实施例进行详细说明。

本实施例优化温控线的工作过程为：

步骤1，分析主控系统的温度控制逻辑，可知温控曲线包括等排气温度温控线ISOTHERMAL、带压气机压比信号CPR偏置的温控线CPR BIAS、FSR或DWATT偏置的温控线FSR或DWATTBIAS、IGV温控线四条温控线。ISOTHERMAL温控线的温控基准为TTKn_I；CPR BIAS温控线的温控基准为TTRXP；FSR或DWATTBIAS温控线的温控基准为TTRXS；IGV温控线的温控基准为TTRXGV。上述四条温控线确定的温控基准中的最小值选出作为实际执行的温控基准TTRX，通常只有TTRXP被选出作为执行的温控基准，在低负荷时，TTRXGV为执行的温控基准。因低负荷时，黄烟明显，因此确定对低负荷时的TTRXGV温控基准进行优化。

步骤2，分析IGV温控基准的算法，TTRXGV表达算式为TTRXGV＝TTRXGV0+(CTD-673.09)*0.35，而TTRXGV0与压气机压比CPR有对应关系。依据TTRXGV0与压气机压比CPR的对应关系，可近似获得IGV温控曲线。

步骤3、通过燃机温控线试验，确定TTRXGV与优化后的温控基准TTRXGV1的交点在CPR＝13，此时燃机负荷为172MW。即在CPR<13，负荷小于172MW时，燃机IGV温控曲线为依据TTRXGV1温控基准确定的温控线。依据机组试验确定的交点及对应负荷，通过对交点以下的压比及相应的排气温度调整的方式优化TTRXGV1温控基准，进而获得优化IGV温控线。

步骤4、通过机组试验评估IGV温控线优化前后负荷、主汽温度及主汽减温阀开度随时间的变化，获得机组启动过程缩短的时间；通过低负荷阶段排气温度与燃烧压力脉动的变化，评估温控线优化对机组运行安全的影响；通过IGV温控线优化前后NOx和CO排放的变化，评估温控线优化对污染物排放的影响；若上述评估中低负荷阶段启动时间缩短，机组运行安全无影响或影响较小、污染物排放变化较小，就可结束温控线优化过程，否则需继续优化温控线并试验，直至符合预期。

需再次通过燃机温控线试验，重点关注机组在低负荷阶段的启动时间变化、机组是否有超温、燃烧压力脉动高、污染物排放超标的报警信息。

步骤5、获得具备缩短机组启动时间的温控线，最终达到减少黄烟排放时间的目标。

本发明公开的一种减少黄烟排放时间的方法，该方法结合机组试验，通过对机组启动过程中低负荷阶段温控曲线进行优化，缩短机组启动时间，实现减少黄烟排放时间的目标。同时由于缩短了机组启动时间，节省了燃料，具有良好的经济效益。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种减少黄烟排放时间的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取燃气轮机的温控线的构成及各个温控线的温控基准，并根据负荷确定需要优化的温控线，选取燃气轮机在低负荷阶段的温控线作为需要优化的温控线，通过对低负荷阶段的温控线进行优化，缩短机组启动时间；

步骤2、根据优化的温控线A的温控基准，获取其温控曲线A1；

步骤3、根据温控线A的温控基准a与压气机压比的对应关系，调节压气机压比得到新温控基准，当新的温控基准小于温控基准a，根据新的温控基准得到优化后的温控曲线；

步骤4、根据步骤2的温控曲线A1和步骤3优化的温控曲线确定优化目标，然后获取优化后的温控曲线对应的机组运行参数，当机组的运行参数符合优化目标，则结束优化过程；

当机组的运行参数不符合优化目标，则执行步骤3，直至运行参数符合预定目标；

步骤5、根据优化后的温控线控制机组运行，通过缩短启动时间达到减少黄烟排放的时间的目的。

2.根据权利要求1所述的一种减少黄烟排放时间的方法，其特征在于，步骤1中所述温控线包括等排气温度温控线、带压气机压比信号偏置的温控线、FSR偏置的温控线、DWATT偏置的温控线，以及IGV温控线。

3.根据权利要求1所述的一种减少黄烟排放时间的方法，其特征在于，所述需要优化的温控线为IGV温控线。

4.根据权利要求3所述的一种减少黄烟排放时间的方法，其特征在于，所述IGV温控线的温控基准TTRXGV的表达式如下：

TTRXGV＝TTRXGV0+(CTD-TTKGVTCDO)*TTKGVTCDG

式中，CTD为压气机排气温度，TTKGVTCDO为IGV温控线CTD偏置，TTKGVTCDG为IGV温控线CTD偏置增益。

5.根据权利要求1所述的一种减少黄烟排放时间的方法，其特征在于，所述机组运行参数包括燃气轮机在低负荷阶段的启动时间，机组运行安全以及污染物排放参数。

6.根据权利要求1所述的一种减少黄烟排放时间的方法，其特征在于，当机组运行参数全部符合预定目标，则完成优化过程。

7.根据权利要求1所述的一种减少黄烟排放时间的方法，其特征在于，当机组的运行参数不符合优化目标，再次获取新的温控基准，并且新的温控基准的值小于上次温控基准的值。

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