一种DLN1.0燃烧系统的燃烧调整方法技术方案

本发明专利技术涉及一种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。本发明专利技术的调整采用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。

A Combustion Adjustment Method for DLN1.0 Combustion System

The invention relates to a combustion adjustment method of DLN1.0 combustion system, which is suitable for solving the problem of excessive concentration of nitrogen oxide emission caused by the change of atmospheric temperature of GE 9E gas turbine exceeding 20 C or the Huabai index of natural gas exceeding 5%. At present, the stable combustion window of premixed combustion mode is relatively narrow, and the external conditions of gas turbine have a great influence on it. Under the circumstances of large temperature change or large calorific value change of natural gas, the combustion of gas turbine will be unstable and the emission concentration of pollutants will be abnormal. The GE 9E gas turbine with DLN1.0 burner is used to adjust the fuel ratio of the primary and secondary nozzles in the pre-mixing stable stage, so that it can adapt to the influence of environmental temperature changes and natural gas Huabai index changes, optimize emissions, improve combustion stability, and maintain stable combustion without combustion oscillation while reducing nitrogen oxide emissions.

【技术实现步骤摘要】
一种DLN1.0燃烧系统的燃烧调整方法
本专利技术涉及一种DLN1.0燃烧系统的燃烧调整方法，适用于GE9E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。
技术介绍
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。
技术实现思路
目前燃气轮机燃烧调整由国外燃机制造厂家垄断，专利技术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。本专利技术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GE9E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BASELOAD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。本专利技术与现有技术相比，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。本专利技术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。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GE9E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BASELOAD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重新本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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GE9E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。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%。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，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。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，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。5.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。6.根据权利要求5所述的DLN1.0燃烧系统的燃烧调整方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁阳，石永锋，郝建刚，李明，张梦可，刘志敏，徐婷婷，
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