[发明专利]燃气轮机干式低NOx燃烧调整方法

说明书

技术领域

本发明属于燃烧监测及分析技术领域，尤其涉及燃机燃烧压力脉动采集分析及调整技术。

背景技术

为了降低燃气轮机NO_x的排放，现代先进燃气轮机都采用预混燃烧技术。在燃烧前将燃料和氧气(或空气)预先混合成均匀的混合气，此可燃混合气称为预混合气，预混合气在燃烧器内进行着火、燃烧的过程称为预混燃烧(premixed combustion)。

预混燃烧虽然降低了燃气轮机的NO_x排放，但是由于接近贫燃料熄火极限，燃烧工况容易受燃料及环境参数的影响而变得不稳定，出现燃烧振荡，影响燃气轮机的安全稳定运行。燃烧不稳定主要表现为燃烧火焰筒压力的剧烈脉动、发出嗡嗡声或尖利的噪声。这种燃烧不稳的压力大幅脉动，会引起回火、喷嘴熄火等问题，从而造成机组跳机，严重的造成燃烧器、火焰筒、透平部件等昂贵热通道部件的烧损或者疲劳损伤，从而影响使用寿命。

燃烧不稳定现象是采用干式低NO_x燃烧技术的大型燃机共同面临的重要问题。

再者，对于中国而言，采用干式低NO_x燃烧技术的重型燃机都是进口设备，燃气轮机的干式低NO_x燃烧调整技术都掌握在设备供应商手中，设备的使用者无法进行自行调整。如中国第一批引进的9FA型燃气轮机的火焰筒鼓包、燃烧部件报废率高等问题，都与低NO_x燃烧调整不当有关。

由此可见提供一种自主全新的、能够保证大型燃气轮机的燃烧稳定性的干式低NO_x燃烧调整方案，是本领域亟需要解决的问题。

发明内容

本发明针对现有采用干式低NO_x燃烧技术的大型燃气轮机燃烧不稳定的问题，而提供一种燃气轮机干式低NO_x燃烧调整方法。该方案可以对采用预混燃烧技术的现代燃气轮机进行燃烧优化调整，改善其运行状态，提高运行稳定性，减轻对燃机热部件的损伤。避免由于热值变化、环境温度变化对燃气轮机运行的影响。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

燃气轮机干式低NO_x燃烧调整方法，所述调整方法包括如下步骤：

（1）通过燃烧压力脉动监测设备实时获取正确的燃烧火焰筒内燃烧动态压力监测结果；

（2）通过排放监测设备实时获取燃气轮机NO_x和CO的排放数值；

（3）根据燃烧动态压力监测结果及NO_x和CO排放数值判断燃气轮机燃烧状况；

（4）根据对燃烧状况的分析，通过对控制常数的调整来实现对DLN-2+燃烧系统的D5、PM1、PM4以及清吹空气控制值进行实时调整；

（5）重复步骤（1）至步骤（4），直至燃烧动态压力监测结果和NO_x、CO排放都处于合适的数值。

在本发明的优选方案中，所述步骤（4）中以1%～2%的步长上、下调节，来调整D5、PM1、PM4以及清吹空气控制值，影响动态压力波动和NO_x排放值，直到动态压力波动和NO_x、CO排放值符合要求。

进一步的，所述调整方法中还包括燃气轮机从开机加负荷到满负荷的调整步骤：

（11）从某一稳定负荷点开始，每次以10MW为增加单位，得到一系列稳定负荷点；

（12）在每一个稳定负荷点重复步骤（1）至（5），直到燃气轮机满负荷。

进一步的，所述调整方法中还包括燃气轮机从满负荷开始减负荷至停机的调整步骤：

（22）从满负荷点开始，每次以10MW为减少单位，得到一系列稳定负荷点；

（22）在每一个稳定负荷点重复步骤（1）至（5），直到燃气轮机停机。

本发明通过对燃烧动态压力的监测和分析，了解和掌握燃气轮机的燃烧状况，当燃烧偏离稳定运行工况点，靠近熄火极限或者NO_x排放超标时，通过对预混合气的空燃比进行调整，使其回到合适的范围内，从而保持燃烧的稳定性，使燃气轮机稳定运行，同时NO_x排放符合国家和地方的排放要求。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为燃气轮机DLN-2+气体燃料系统示意图。

具体实施方式