CN111691985A - 一种降低燃气机组dln-2.6燃烧***nox排放的控制方法 - Google Patents

一种降低燃气机组dln-2.6燃烧***nox排放的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种降低燃气机组DLN‑2.6燃烧***NOX排放的控制方法，其技术特点是：在燃气机组在启动阶段时，5个燃料喷嘴进行扩散模式；设定燃气机组NOX排放上限，当NOX排放达到上限时，增加预混模式并执行扩散燃烧，同时调整函数k值，保证预混比例；根据预混比例，在PM1或PM4控制阀前混合按比例天然气空气，D5进入天然气。本发明通过调整预混模式中燃烧量函数k值，保证预混比例，从而使燃气机组在启动阶段保证燃气充分燃烧，降低NOX排放，并避免因不充分燃烧造成的机组启动时燃机发生喘振，影响机组正常升速。而且本发明能够保证燃气机组稳定运行，发生特殊情况下能够将损失降到最低，更可以保证电网的长期稳定运行。

Description

一种降低燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放的控制方法
技术领域
本发明属于机组自动发电控制技术领域，尤其是一种降低燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放的控制方法。
背景技术
燃气轮机作为电网调峰机组启停动作频繁，在启动过程中会产生较高浓度的NOX，烟囱会出现黄棕色烟雾，对社会影响较为敏感。
燃气轮机进入燃气的主要阀门叫做速比截止阀(SRV)，速比截止阀具有两种功能，在实际运行中，第一个也是最重要的一个功能是作为一个截止阀，是保护***的一个组成部分。电气遮断或正常停机将此阀关闭，防止燃气进入透平。关闭速比阀有两种方法：从速比阀的液压随动油缸中将液压油泄掉或利用保护***中的速比阀位置控制回路用电气信号关闭该阀。速比阀另外的一个功能是作为一个压力调节阀，控制***用速比阀来调整气体截止阀前的压力。通过速比截止阀后进入燃机的燃烧室，其中就有PM1和PM4控制阀。
燃机的性能和可靠性取决于燃机的进口空气质量和纯净度。空气的品质在一年中随时间的不同而发生变化，更甚者在几个小时的时间范围内都会不同。脏污的空气会使压气机结垢。压气机结垢会减少透平的功率和效率。因此，为了有效地运行，需要对进入燃机的大气进行处理，滤除污染。空气进口***的作用，就是改善供给燃机压气机进口的空气质量。经过专门设计，以改善在各种温度、湿度和污染状态下的空气质量，使之更适用于燃机。
燃机进口管道***以最小压力降，将进口过滤器罩壳的空气流导入充气室。与此同时，进口管道上安***器装置，降低噪音以满足有关规定要求。
允许空气流过的下一个部件是抽气加热器***，它有助于防止压气机冻结，并用来减少幅射。然后弯管重新将空气向下导入进口充气室，通过减少流通面积形成层流。弯管内有两件碎屑滤网，防止异物损坏燃机。弯接头有助于现场安装，并将进口***负载与燃机负载隔离开来。其中D5为燃烧室进气阀门。
通过研究调查分析，燃气轮机发电机组的燃烧室为分管式干式低氮(DLN2.6)结构型式。圆周布置，顺气流方向看为逆时针排列，每个燃烧器内有5个燃料喷嘴，中圈送入来自D5控制阀来的预混天然气，外圈2个自PM1或PM4控制阀来的预混天然气或者扩散天然气。扩散模式燃烧会产生大量NOX造成污染，预混模式燃烧是天然气和空气在进入燃烧室前进行混合后再进入燃烧室燃烧，燃烧温度低，但是容易燃烧不充分，当预混天然气或者扩散天然气分别进行时会导致燃烧不均匀而引起燃机喘振，严重的会导致机组非计划停机。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种降低燃机DLN-2.6燃烧***NOX排放的控制方法，能够提高燃气机组燃烧效率，降低NOX排放。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种降低燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、判断燃气机组DLN-2.6燃烧***是否为启动阶段，若燃气机组DLN-2.6燃烧***在启动阶段，则燃气机组DLN-2.6燃烧***执行扩散模式，若燃气机组DLN-2.6燃烧***不在启动阶段，则继续判断；
步骤2、设定燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量上限，燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量随燃气机组DLN-2.6燃烧***转速的上升而增加，判断当前燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量是否达到燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量上限，若燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量未达到燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量上限，则燃气机组DLN-2.6燃烧***继续执行扩散模式，若燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量达到燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量上限，则燃气机组DLN-2.6燃烧***增加预混模式；
步骤3、随着燃气机组DLN-2.6燃烧***转速继续增加，调整燃气机组DLN-2.6燃烧***预混模式中的预混比例，保证燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量的稳定。
而且，所述步骤1中燃气机组DLN-2.6燃烧***在定速3000转之前为启动阶段。
而且，所述步骤2中燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量上限为30mg/m3。
而且，所述步骤2中预混模式为空气和天然气在进入燃气机组DLN-2.6燃烧***的燃烧室前进行混合，并在燃烧室进行燃烧。
而且，所述步骤3中调整燃气机组DLN-2.6燃烧***预混模式中预混比例的方法为，通过调整天然气、空气的混合比例值，调整燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX的排放量。
而且，所述天然气、空气的混合比例值与燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX的排放量的关系为
Y＝kx+b
其中，Y为燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量，x为火焰温度，b为氧气实际进气量，k为天然气、空气的混合比例。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明通过调整预混模式中燃烧量函数k值，保证预混比例，从而使燃气机组在启动阶段保证燃气充分燃烧，降低NOX排放，并避免因不充分燃烧造成的机组启动时燃机发生喘振，影响机组正常升速。
2、本发明能够保证燃气机组稳定运行，发生特殊情况下能够将损失降到最低，更可以保证电网的长期稳定运行。
附图说明
图1是分管式干式低氮(DLN2.6)结构型式燃烧室图；
图2是分管式干式低氮(DLN2.6)结构型式燃烧室燃料喷嘴示意图；
图3是本发明在燃气机组转速小于3000转的过程中，火焰温度与氮氧化物排放曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详述。
一种降低燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、判断燃气机组DLN-2.6燃烧***是否在定速3000转之前，若燃气机组DLN-2.6燃烧***在定速3000转之前，则燃气机组DLN-2.6燃烧***执行扩散模式，若燃气机组DLN-2.6燃烧***不在定速3000转之前，则继续判断。
步骤2、设定燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量上限30mg/m3，燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量随燃气机组DLN-2.6燃烧***转速的上升而增加，判断当前燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量是否达到燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量上限30mg/m3，若燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量未达到燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量上限30mg/m3，则燃气机组DLN-2.6燃烧***继续执行扩散模式，若燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量达到燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量上限30mg/m3，则燃气机组DLN-2.6燃烧***增加预混模式。
在本步骤中，预混模式为空气和天然气在进入燃气机组DLN-2.6燃烧***的燃烧室前进行混合，并在燃烧室进行燃烧。
步骤3、随着燃气机组DLN-2.6燃烧***转速继续增加，调整燃气机组DLN-2.6燃烧***预混模式中的预混比例，保证燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量的稳定。
在本步骤中调整燃气机组DLN-2.6燃烧***预混模式中预混比例的方法为，通过调整天然气、空气的混合比例值，调整燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX的排放量，其中天然气、空气的混合比例值与燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX的排放量的关系为
Y＝kx+b
其中，Y为燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量，x为火焰温度，b为氧气实际进气量，k为天然气、空气的混合比例。
根据上述一种降低燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放的控制方法，对现有的某台燃气机组DLN-2.6燃烧***进行测试，以证明本发明的效果。
在某台燃气机组DLN-2.6燃烧***在启动阶段时NOX排放量达到燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量上限30mg/m3时，增加预混模式。预混模式中，天然气、空气的混合比例值与燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX的排放量关系为Y＝2x+b。
当火焰温度随燃气机组DLN-2.6燃烧***转速上升而上升时，k值从2不断进行变化以保证燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量不超过30mg/m3，检测到如图3所示的在燃气机组转速小于3000转的过程中，火焰温度与燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX的排放量的曲线图，其中火焰温度为1650K-1950K，燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX的排放量浓度为1ppm-10ppm。
其中，当火焰温度与燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX的排放量曲线为Y＝0.02x-33时，得到燃烧负荷最佳运行曲线，并且机组排放符合标准。
但在多次进行测试过程中由于燃气机组DLN-2.6燃烧***出现不同的不确定因素，导致火焰温度与燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX的排放量曲线偏离最佳曲线，因此k值取0-0.04，并且以0.001的单位线性增加或者减小，最终控制氮氧化物排放小于30mg/m3以满足规定。
通过使用本发明对上述现有的某台燃气机组DLN-2.6燃烧***进行测试，本发明能够控制燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX的排放量，并且能够保证电网的长期稳定运行。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种降低燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、判断燃气机组DLN-2.6燃烧***是否为启动阶段，若燃气机组DLN-2.6燃烧***在启动阶段，则燃气机组DLN-2.6燃烧***执行扩散模式，若燃气机组DLN-2.6燃烧***不在启动阶段，则继续判断；
步骤2、设定燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量上限，燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量随燃气机组DLN-2.6燃烧***转速的上升而增加，判断当前燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量是否达到燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量上限，若燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量未达到燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量上限，则燃气机组DLN-2.6燃烧***继续执行扩散模式，若燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量达到燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量上限，则燃气机组DLN-2.6燃烧***增加预混模式；
步骤3、随着燃气机组DLN-2.6燃烧***转速继续增加，调整燃气机组DLN-2.6燃烧***预混模式中的预混比例，保证燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量的稳定。
2.根据权利要求1所述的一种降低燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放的控制方法，其特征在于：所述步骤1中燃气机组DLN-2.6燃烧***在定速3000转之前为启动阶段。
3.根据权利要求1所述的一种降低燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放的控制方法，其特征在于：所述步骤2中燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量上限为30mg/m3。
4.根据权利要求1所述的一种降低燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放的控制方法，其特征在于：所述步骤2中预混模式为空气和天然气在进入燃气机组DLN-2.6燃烧***的燃烧室前进行混合，并在燃烧室进行燃烧。
5.根据权利要求1所述的一种降低燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放的控制方法，其特征在于：所述步骤3中调整燃气机组DLN-2.6燃烧***预混模式中预混比例的方法为，
通过调整天然气、空气的混合比例值，调整燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX的排放量。
6.根据权利要求5所述的一种降低燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放的控制方法，其特征在于：所述天然气、空气的混合比例值与燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX的排放量的关系为
Y＝kx+b
其中，Y为燃气机组DLN-2.6燃烧***NOX排放量，x为火焰温度，b为氧气实际进气量，k为天然气、空气的混合比例。
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