CN109812341A - 一种采用lve运行方式的dln-2.6+燃烧***燃烧调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用LVE运行方式的DLN‑2.6+燃烧***燃烧调整方法，过程如下：调整燃气轮机负荷；实时获取18个燃烧室中各个燃烧室4个频段的燃烧压力脉动值，并记录每个频段的振幅峰值、频率值以及振幅最大的燃烧室编号；实时获取并记录机组排放数据；根据燃烧室压力脉动及排放数据，判断机组的燃烧状态；调整燃料通道的燃料分配，并记录燃烧室压力脉动及排放数据；重复上一步，直至燃烧室压力脉动或机组排放数据超出限值，此时记录机组运行的边界条件。根据边界条件，选取燃料通道燃料分配的可操作区间，选取燃料分配的最优值；升负荷直至满负荷，重复上述步骤直至燃烧室压力脉动及机组排放数据均处于最优的数值。

Description

一种采用LVE运行方式的DLN-2.6+燃烧***燃烧调整方法

技术领域

本发明涉及DLN-2.6+燃烧***燃烧状态分析及调整技术，属于燃气轮机发电运行及调整技术领域。

背景技术

DLN-2.6+燃烧***共18个燃烧室，每个燃烧室均配备燃料组件、燃烧衬套帽、燃烧衬套、导流套筒及过渡段。2号和3号燃烧室配置点火器，点火后火焰通过联焰管传播至其它燃烧室，15、16、17及18号燃烧室配置火焰探测器。

DLN-2.6+燃烧***含有4个燃料通道：D5、PM1、PM2及PM3，D5、PM2及PM3燃料通道均可由压气机排气抽出的空气进行吹扫，当某燃料通道不处于运行状态时，则对此通道进行吹扫。

在每一个燃烧器燃料组件上，PM1、PM2及PM3管路的燃料分为内外两条通道进入燃烧室，内外通道之间的燃料分配由孔板控制。

采用LVE(Low Visible Emission)运行方式，可以缩短燃气轮机启动阶段的扩散燃烧模式时间，提前进入预混模式，能够有效降低污染物的排放，消除启动过程中的黄烟现象，如申请号为201710311835.2的中国专利。

在每年季节交替或天然气热值有变动时及时的对燃气轮机进行燃烧调整，将燃气轮机性能和排放指标恢复到较好水平，可保证热端部件的安全运行，延长其使用寿命。

燃烧调整涉及到燃气轮机核心控制***及燃烧***，受到OEM厂商的技术封锁，国内科研单位、发电企业均未很好掌握燃气轮机燃烧调整的标准和参数，在役燃气轮机机组也无法通过自动调整确保其在最优点运行，不利于有效控制安全状况和开展异常诊断、分析。

因此，为保证燃气轮机能够长期安全的运行，提供一种自主的DLN-2.6+燃烧***燃烧调整方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种采用LVE运行方式的DLN-2.6+燃烧***燃烧调整方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种采用LVE运行方式的DLN-2.6+燃烧***燃烧调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、调整燃气轮机负荷，设定燃气轮机负荷值，PM1、PM2及PM3燃料通道均处于运行状态，则调整PM1、PM2及PM3通道的燃料占比；根据其燃烧参考指数CRT的数值，通过修改控制常量来调整PM1和PM3通道的燃料占比；

步骤2、实时获取18个燃烧室中各个燃烧室4个频段的燃烧压力脉动值，并记录每个频段的振幅峰值、频率值以及振幅最大的燃烧室编号；

步骤3、实时获取并记录机组排放数据，包括NO_x、CO及O₂；

步骤4、根据燃烧室压力脉动及排放数据，判断机组的燃烧状态；

步骤5、根据机组所处燃烧模式，结合机组燃烧状态，调整燃料通道的燃料分配，并记录燃烧室压力脉动及排放数据；

步骤6、重复步骤5，直至燃烧室压力脉动或机组排放数据超出限值，此时记录机组运行的边界条件；

步骤7、根据边界条件，选取燃料通道燃料分配的可操作区间，综合燃烧调整时的环境条件，选取燃料分配的最优值；

步骤8、若修改燃料通道的燃料分配不能实现燃烧室压力脉动或机组排放数据在限值以内的情况，则考虑调整D5通道的清吹空气流量；

步骤9、升负荷直至满负荷，重复步骤1至8直至燃烧室压力脉动及机组排放数据均处于最优的数值；

步骤10、机组从满负荷至修改控制参数的负荷进行负荷摆动，观察燃烧室压力脉动及排放数据变化；若在某负荷点燃烧室压力脉动或机组排放数据超限，则在此负荷点再次调整；若数据均在限值以内，则燃烧调整结束。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明通过对采用LVE运行方式的DLN-2.6+燃烧***燃烧室压力脉动及排放数据的监测、分析，判断燃气轮机燃烧状态，通过调整各运行燃料通道的燃料分配，调整预混燃料的燃空比，当某频段压力脉动值偏高或排放数据超限时，确定燃气轮机稳定燃烧的边界值，根据当前环境条件，进一步选取最优点，从而保证机组能够长期安全、稳定运行。

附图说明

图1是本发明实施例的DLN-2.6+燃烧***燃料供应及清吹组件示意图。

图1包括截止阀(ASV)、速比阀(SRV)、D5通道燃料控制阀(VGC-1)、PM1通道燃料控制阀(VGC-2)、PM2通道燃料控制阀(VGC-3)及PM3通道燃料控制阀(VGC-4)等燃料组件，D5通道清吹空气控制阀(VA-1)、PM2通道清吹空气控制阀(VA-2)及PM3通道清吹空气控制阀(VA-3)等清吹组件。通过燃料控制阀调节相应通道的燃料流量，通过清吹空气控制阀调节相应通道清吹空气流量。

图2是本发明实施例中采用LVE运行方式的燃气轮机燃烧模式切换方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图并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。

参见图1至图2，一种采用LVE运行方式的DLN-2.6+燃烧***燃烧调整方法，包括以下步骤：

步骤1、调整燃气轮机负荷，例如设定燃气轮机负荷为60MW，此时处于Mode6.2模式，PM1、PM2及PM3燃料通道均处于运行状态，则需调整PM1、PM2及PM3通道的燃料占比；其燃烧参考指数(CRT)为81，则需通过修改FXKSP1C[2]及FXKSP1C[3]来调整PM1通道的燃料占比，通过修改FXKSP3C[2]及FXKSP3C[3]来调整PM3通道的燃料占比。

步骤2、实时获取18个燃烧室中各个燃烧室4个频段的燃烧压力脉动值，并记录每个频段的振幅峰值、频率值，并记录振幅最大的燃烧室编号。

步骤3、实时获取并记录机组排放数据，包括NO_x、CO及O₂。

步骤4、根据燃烧室压力脉动及排放数据，判断机组的燃烧状态。例如，18个燃烧室中，CDAB频段振幅最大值为1.32psi，CDAL频段振幅最大值为1.06psi，CDAM频段振幅最大值为0.97psi，CDAH频段振幅最大值为0.88psi，则4个频段的压力脉动值均在报警值以内；NO_x及CO排放均满足国家及地方排放标准，则燃气轮机燃烧状态良好。

4个频段划分及其报警值：

频段	频率范围	报警值(psi)	一级报警(psi)	二级报警(psi)
					CDAB	10-30Hz	2.0	4.0	6.0
CDAL	30-105Hz	3.0	4.0	6.0
					CDAM	105-180Hz	3.0	4.0	6.0
CDAH	180-900Hz	3.0	4.0	6.0

步骤5、根据机组所处燃烧模式，结合机组燃烧状态，调整燃料通道的燃料分配，并记录燃烧室压力脉动及排放数据。例如，CRT为81时，PM1通道的燃料占比为19.8％，CRT处于80.54及82.5之间，则调整PM1通道燃料占比需通过调整控制常数FXKSP1C[2]及FXKSP1C[3]来实现，其原始设定值为21％及18.5％，则以0.25％的步长同时上、下调节，如调整为21.25％和18.75％，则PM1通道燃料占比调整为20.5％，记录燃烧室压力脉动及排放数据。

步骤6、重复步骤5，直至燃烧室压力脉动或机组排放数据超出限值，此时记录机组运行的边界条件。例如，PM1通道燃料占比向上调整至22.3％时，折算后NO_x排放超过50mg/m³，则记录此时的PM1通道燃料占比为上边界；PM1通道燃料占比向下调整至17.8％时，CDAB频段压力脉动振幅峰值达到2.34psi，则记录此时的PM1通道燃料占比为下边界。

同时，由于NO_x排放过低则意味着燃气轮机燃烧温度偏低，有可能导致燃气轮机熄火，因此，在Mode6.2模式下，NO_x排放应控制在20mg/m³以上，Mode6.3模式下，NO_x排放应控制在15mg/m³以上。

同样的方法调整PM3通道燃料占比，直至燃烧室压力脉动或机组排放数据超出限值，记录PM3通道燃料占比的边界条件。

步骤7、根据边界条件，选取燃料通道燃料分配的可操作区间，综合燃烧调整时的环境条件，选取燃料分配的最优值。例如，在夏天进行燃烧调整，此时环境温度较高，应考虑环境温度降低时对燃气轮机燃烧室压力脉动及排放的影响，综合运行通道的燃料分配变化对燃气轮机燃烧室压力脉动及排放的影响，选取此负荷点燃料分配的最优值。

步骤8、如果修改燃料通道的燃料分配不能实现燃烧室压力脉动或机组排放数据在限值以内的情况，则考虑调整D5通道的清吹空气流量。例如，在Mode6.2模式下，PM1、PM2及PM3燃料通道均处于运行状态，D5清吹空气通道处于运行状态，若上、下调整PM1、PM3通道的燃料配比均不能使CDAH频段的压力脉动峰值处于3psi以下，则考虑上下调整D5通道的清吹空气流量来调整燃气轮机的燃烧状态。

步骤9、升负荷直至满负荷，重复步骤1至8直至燃烧室压力脉动及机组排放数据均处于最优的数值。

作为举例，本步骤进行实施时，在60MW负荷的基础上增加90MW，使负荷稳定在90MW，然后通过步骤1至8，使得此负荷点下的燃烧室压力脉动及机组排放数据均处于最优值。然后再增加30MW，使负荷稳定在120MW，然后通过步骤1至8，使得此负荷点下的燃烧室压力脉动及机组排放数据均处于最优值，这样逐步增加负荷进行燃烧调整，直至燃气轮机满负荷。

步骤10、机组从满负荷至修改控制参数的负荷进行负荷摆动，观察燃烧室压力脉动及排放数据变化。若在某负荷点燃烧室压力脉动或机组排放数据超限，则在此负荷点再次调整；若数据均在限值以内，则燃烧调整结束。

以下是本实施方案中DLN-2.6+燃烧***各控制常数的调整情况实例，通过调整这些常数值来调整机组燃烧状况。包括DLN-2.6+燃烧***各燃烧模式控制常数，机组启动期间PM1通道燃料占比；

并网之后Mode3模式下PM1通道燃料占比

控制常量	CRT	控制常量	D5占比[％]
				FXKTP1N_CRT[0]	50	FXKSP1N[0]	48
FXKTP1N_CRT[1]	53	FXKSP1N[1]	47
				FXKTP1N_CRT[2]	56	FXKSP1N[2]	46
FXKTP1N_CRT[3]	59	FXKSP1N[3]	45
				FXKTP1N_CRT[4]	60.84	FXKSP1N[4]	44
FXKTP1N_CRT[5]	62.86	FXKSP1N[5]	44
				FXKTP1N_CRT[6]	64.82	FXKSP1N[6]	44
FXKTP1N_CRT[7]	66.79	FXKSP1N[7]	44
				FXKTP1N_CRT[8]	68.69	FXKSP1N[8]	46
FXKTP1N_CRT[9]	70.54	FXKSP1N[9]	46
				FXKTP1N_CRT[10]	72.5	FXKSP1N[10]	46
FXKTP1N_CRT[11]	74.46	FXKSP1N[11]	46

切换至Mode6.2模式时的CRT

控制常量	名称	值
			K26FXCCRT	CRT	69.8
K26FXCCRTDB	死区	-1.96

Mode6.2模式下，PM1通道燃料占比

Mode6.2模式下，PM3通道燃料占比

切换至Mode6.3模式时的CRT

控制常量	名称	值
			K26FXBCRT	CRT	82.5
K26FXBCRTDB	死区	-1.96

Mode6.3模式下，PM1通道燃料占比

Mode6.3模式下，PM3通道燃料占比

控制常量	燃烧参考温度[°F]	控制常量	PM1占比[％]
				FXKTP3B_CRT[0]	79.29	FXKSP3B[0]	93
FXKTP3B_CRT[1]	79.29	FXKSP3B[1]	93
				FXKTP3B_CRT[2]	80.29	FXKSP3B[2]	91
FXKTP3B_CRT[3]	82.5	FXKSP3B[3]	89
				FXKTP3B_CRT[4]	84.64	FXKSP3B[4]	81.5
FXKTP3B_CRT[5]	85.71	FXKSP3B[5]	79
				FXKTP3B_CRT[6]	86.61	FXKSP3B[6]	76
FXKTP3B_CRT[7]	87.68	FXKSP3B[7]	75.4
				FXKTP3B_CRT[8]	89.11	FXKSP3B[8]	74
FXKTP3B_CRT[9]	90.36	FXKSP3B[9]	71
				FXKTP3B_CRT[10]	92.32	FXKSP3B[10]	69
FXKTP3B_CRT[11]	93.21	FXKSP3B[11]	66.5
				FXKTP3B_CRT[12]	94.11	FXKSP3B[12]	66.5
FXKTP3B_CRT[13]	94.82	FXKSP3B[13]	64.75

Mode6.2及Mode6.3模式下，D5清吹阀开度

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 (1)

1.一种采用LVE运行方式的DLN-2.6+燃烧***燃烧调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、调整燃气轮机负荷，设定燃气轮机负荷值，PM1、PM2及PM3燃料通道均处于运行状态，则调整PM1、PM2及PM3通道的燃料占比；根据其燃烧参考指数CRT的数值，通过修改控制常量来调整PM1和PM3通道的燃料占比；

步骤2、实时获取18个燃烧室中各个燃烧室4个频段的燃烧压力脉动值，并记录每个频段的振幅峰值、频率值以及振幅最大的燃烧室编号；

步骤3、实时获取并记录机组排放数据，包括NO_x、CO及O₂；

步骤4、根据燃烧室压力脉动及排放数据，判断机组的燃烧状态；

步骤5、根据机组所处燃烧模式，结合机组燃烧状态，调整燃料通道的燃料分配，并记录燃烧室压力脉动及排放数据；

步骤6、重复步骤5，直至燃烧室压力脉动或机组排放数据超出限值，此时记录机组运行的边界条件；

步骤7、根据边界条件，选取燃料通道燃料分配的可操作区间，综合燃烧调整时的环境条件，选取燃料分配的最优值；

步骤8、若修改燃料通道的燃料分配不能实现燃烧室压力脉动或机组排放数据在限值以内的情况，则考虑调整D5通道的清吹空气流量；

步骤9、升负荷直至满负荷，重复步骤1至8直至燃烧室压力脉动及机组排放数据均处于最优的数值；

步骤10、机组从满负荷至修改控制参数的负荷进行负荷摆动，观察燃烧室压力脉动及排放数据变化；若在某负荷点燃烧室压力脉动或机组排放数据超限，则在此负荷点再次调整；若数据均在限值以内，则燃烧调整结束。