一种DLN-2.0+燃烧系统燃烧调整方法技术方案

本发明专利技术涉及一种DLN‑2.0+燃烧系统燃烧调整方法，属于燃气轮机发电运行及调整技术领域。目前，采用DLN‑2+燃烧系统的燃气轮机热端部件出现诸多问题，包括火焰筒鼓包、喷嘴烧损、喷嘴堵塞等，这主要是由于燃气轮机燃烧状态不稳定造成的。本发明专利技术通过对DLN‑2.0+燃烧系统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。

【技术实现步骤摘要】
一种DLN-2.0+燃烧系统燃烧调整方法
本专利技术涉及DLN-2.0+燃烧系统燃烧室压力脉动监测、分析及调整技术，属于燃气轮机发电运行及调整

技术介绍
DLN-2+燃烧系统共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+燃烧系统含有3个燃料通道：D5、PM1及PM4，所有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及PM4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。近年采用DLN-2+燃烧系统的燃气轮机热端部件出现诸多问题，包括火焰筒鼓包、喷嘴烧损、喷嘴堵塞等，这主要是由于燃气轮机燃烧状态不稳定造成的。燃气轮机的工作特性受环境变化影响较大，在大气温度、天然气热值变化幅度较大的情况下，其燃烧工况会偏离设计点，导致燃烧不稳定，进而发生热端部件问题，如申请号为201310359612.5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系统及燃烧系统，受到厂商的技术封锁，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-2.0+燃烧系统燃烧调整方法是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术针对现有采用DLN-2.0+燃烧系统的燃气轮机燃烧不稳定及排放过高问题，提供了一种DLN-2.0+燃烧系统燃烧调整方法。该方法可实现燃气轮机从点火至满负荷全过程的燃烧调整，判断其运行状态，提高其运行稳定性，消除由于环境参数变化、燃烧模式切换对燃气轮机运行的不良影响，实现燃气轮机的安全、稳定、经济运行。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种DLN-2.0+燃烧系统燃烧调整方法，其特征在于，步骤如下：（1）调整燃气轮机负荷，确定其所处燃烧模式，根据燃烧参考温度，判断其处于运行状态的燃料通道，确定需要修改的控制常数；（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和频率值，并记录振幅最大的燃烧室编号；（3）实时获取并记录燃气轮机的排放数据，包括NOx、CO及O2；（4）根据燃烧室压力脉动及排放数据，判断燃气轮机的燃烧状态；（5）根据燃气轮机所处燃烧模式，结合燃气轮机燃烧状态，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；（6）重复步骤（5），直至燃烧室压力脉动或燃气轮机排放数据超出限值，此时记录燃气轮机运行的边界条件；（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，选取燃料占比的最优值；（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燃气轮机排放数据在限值以内的情况，则调整D5通道的清吹空气流量；（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燃气轮机排放数据均处于最优的数值；（10）燃气轮机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。进一步而言，在步骤（2）中，4个燃烧压力脉动频段分别为：CDAB频段，频率10～70Hz；CDAL频段，频率70～110Hz；CDAM频段，频率110～180Hz；CDAH频段，频率180～600Hz。进一步而言，在步骤（5）中，以0.25%的步长上下调节，来调整处于运行状态燃料通道的燃料分配，直至寻找到边界条件。进一步而言，燃烧调整为燃气轮机全负荷段的调整：从某一稳定负荷点开始，每次以30MW为增加单位，直至满负荷，得到一系列稳定负荷点。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：本专利技术通过对DLN-2.0+燃烧系统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是本专利技术实施例的DLN-2.0+燃烧系统燃料供应及清吹组件示意图。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。实施例。图1为DLN-2.0+燃烧系统燃料供应及清吹组件示意图。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）及PM4通道燃料控制阀（VGC-3）等燃料组件，D5通道清吹空气控制阀（VA-1）、PM1通道清吹空气控制阀（VA-2）及PM4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。参照图1，本实施例中的DLN-2.0+燃烧系统燃烧调整方法，其燃烧调整过程如下：1、调整燃气轮机负荷，例如设定燃气轮机负荷为80MW，此时处于先导预混燃烧模式，D5、PM1及PM4燃料通道均处于运行状态，则需调整D5及PM1通道的燃料占比；其燃烧参考温度为1096℃，则需通过修改FXKSG1_H_0[2]及FXKSG1_H_0[3]来调整D5通道的燃料占比，通过修改FXKSG2_H_0[2]及FXKSG2_H_0[3]来调整PM1通道的燃料占比。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。3、实时获取并记录机组排放数据，包括NOx、CO及O2。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1.15psi，CDAL频段振幅最大值为1.27psi，CDAM频段振幅最大值为1.03psi，CDAH频段振幅最大值为0.86psi，则4个频段的压力脉动值均在报警值以内；NOx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。下表为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）CDAB10-70Hz3.54.56.0CDAL70-110Hz4.05.57.0CDAM110-180Hz4.05.57.0CDAH180-600Hz4.05.57.05、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，燃烧参考温度为1096℃时，D5通道的燃料占比为45.09%，燃烧参考温度处于1038℃及1149℃之间，则调整D5通道燃料占比需通过调整控制常数FXKSG1_H_0[2]及FXKSG1_H_0[3]来实现，其原始设定值为47%及43%，则以0.25%的步长同时上、下调节，如调整为47.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DLN‑2.0+燃烧系统燃烧调整方法，其特征在于，步骤如下：（1）调整燃气轮机负荷，确定其所处燃烧模式，根据燃烧参考温度，判断其处于运行状态的燃料通道，确定需要修改的控制常数；（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和频率值，并记录振幅最大的燃烧室编号；（3）实时获取并记录燃气轮机的排放数据，包括NOx、CO及O2；（4）根据燃烧室压力脉动及排放数据，判断燃气轮机的燃烧状态；（5）根据燃气轮机所处燃烧模式，结合燃气轮机燃烧状态，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；（6）重复步骤（5），直至燃烧室压力脉动或燃气轮机排放数据超出限值，此时记录燃气轮机运行的边界条件；（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，选取燃料占比的最优值；（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燃气轮机排放数据在限值以内的情况，则调整D5通道的清吹空气流量；（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燃气轮机排放数据均处于最优的数值；（10）燃气轮机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。...

【技术特征摘要】
1.一种DLN-2.0+燃烧系统燃烧调整方法，其特征在于，步骤如下：（1）调整燃气轮机负荷，确定其所处燃烧模式，根据燃烧参考温度，判断其处于运行状态的燃料通道，确定需要修改的控制常数；（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和频率值，并记录振幅最大的燃烧室编号；（3）实时获取并记录燃气轮机的排放数据，包括NOx、CO及O2；（4）根据燃烧室压力脉动及排放数据，判断燃气轮机的燃烧状态；（5）根据燃气轮机所处燃烧模式，结合燃气轮机燃烧状态，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；（6）重复步骤（5），直至燃烧室压力脉动或燃气轮机排放数据超出限值，此时记录燃气轮机运行的边界条件；（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，选取燃料占比的最优值；（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燃气轮机排放数据在限值以内的情况，则调整D5通道的清吹空气流量；（9）升负荷直至满负荷，重复...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梦可，石永锋，郝建刚，丁阳，徐婷婷，刘志敏，李明，谢大幸，田鑫，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33