西门子9F燃机NOX排放跟踪及控制优化
9F级燃气机组控制系统研究
9F级燃气机组控制系统研究【摘要】GE公司的9F级燃气轮机是目前国内新建联合循环机组中燃机的主力机型，其控制系统采用GE公司配套的新一代燃机控制系统MARK VI。
对燃机的主要控制功能进行了分析和研究，包括转速/负荷控制系统、温度控制系统以及干式低NOX燃烧控制系统等。
可为今后燃机的调试、运行和维护提供参考。
【关键词】9F级燃气轮机；燃烧控制系统；负荷控制系统作为“西气东输”工程的配套项目，国内新建了一批大型燃气—蒸汽联合循环电厂，目前正在进行紧张调试并陆续投入商业运行。
这批联合循环机组中共引进了13套GE公司的9F级燃气轮机。
以某电厂为例，该厂联合循环机组为多轴一拖一方案，燃机型号为PG9351FA，压气机为18级轴流式压气机，带可调进口导叶，燃机透平为3级，燃烧系统共有18个逆流环状燃烧室，型号为DLN2.0+。
燃机使用天然气为主燃料，轻油为备用燃料，ISO工况下燃用天然气时功率为253MW。
燃机控制系统由GE公司随设备配套供货，采用MARK VI三冗余数字控制系统。
现对其主要控制策略和功能进行的介绍，适用于同类型的燃气轮机。
1.燃气轮机主控制系统燃机主控制系统根据负荷指令、排气温度等控制要求来调节燃料量。
主控制系统包括转速/功率控制、温度控制、启动控制、停机控制、加速度控制、手动控制等子系统，各个子系统的输出通过低选环节选出最小值作为燃料控制基准。
以上子系统中启动、停机、加速度等控制仅在燃机并网前、解列后或甩负荷时起作用。
例如：启动子系统仅控制燃机从点火到并网过程中的燃料量。
启动过程的燃料量采用开环控制，根据启动工况对应的逻辑信号给出不同阶段的燃料设定值。
当变频启动系统控制发电机拖动燃机完成清吹具备点火条件时，燃料量置为点火值，燃机点火成功后，燃料量降低为暖机值，待暖机完成，燃料量按照一定的速率不断增加到最大值，最终退出控制。
燃机带负荷运行中起作用的是转速/功率控制和温度控制两个回路。
转速/功率调节回路的目标是调节燃料量，使燃机实发功率达到预设值，采用功率—转速串级调节。
9F燃烧调整
9FA 机组的机组的燃烧调整燃烧调整徐杖上海漕泾热电有限责任公司摘要：燃烧调整称（DLN TUNING）是机组经过大小修、或者机组运行时，发现排气分散度偏大、震动偏大、热通道检修后或者季节性温度变化超过40°F 等情况出现时所进行的必要调整。
这是对燃烧安全性进行的测试。
关键词：燃烧调整；必要调整；安全性；测试A b stract:DLN TUNING is the necessary adjustments that unit after repair or during unit operation,we found that the exhaust dispersion is too large,vibration is too large,hot-aisle is repaired or immediately after inspection of the seasonal temperature changed more than 40°F,etc.This is a combustion safety test conducted by.Key words :DLN TUNING ;necessary adjustments;safety ;test;一、燃烧调整的目标与作用：燃气轮机燃烧调整的首要目标是保证燃烧的稳定和保障机组的安全运行。
其中包括了保证燃烧不熄火、不回火、燃烧室不超温、燃烧波动不导致燃烧室破坏等几个方面。
在保证机组安全稳定运行的基础上，燃烧调整的目的还有要提高燃料燃烧效率，减少污染物排放的作用。
二、燃烧调整的实质与手段：燃烧其实就是空气与燃料的混合配比的问题，燃料过多叫做富油燃烧，容易使燃烧温度过高，而烧坏燃烧部件。
燃料过少称为贫油燃烧，会由于空气量太多而吹熄火焰。
燃烧调整的手段是调节燃烧进燃烧筒的分配比例与量，而空气量由IGV 自行控制。
燃烧调整不加干涉。
9F燃机燃机规程
技术标准燃机及天然气运行规程（正式版第一版）2012-06-01发布2012-07-01实施东亚电力（厦门）有限公司发布前言为满足东亚电力（厦门）有限公司燃气轮机生产运行的需要，规范燃气轮机各项运行操作、事故预防和处理，根据《西门子燃气轮机运行与维护手册》、《西门子燃气轮机安装说明书》及《辅助系统运行与维护手册》等，在总结原规程和已有运行经验的基础上，修订出版本规程。
1.下列人员应熟悉、掌握该规程：生产副总、安生部经理、运行部经理、检修部经理。
值长、各专业工程师、主值、副值和巡检员。
化学专工、化验员和化学值班员应熟悉相关部分。
运行部其他岗位人员必须熟知、执行本规程的相关部分。
其他部门应熟悉、撑握该规程的人员由各部门自行规定。
2.本版规程主要修订根据近年来的使用情况和反馈，在2009年1月1日颁布的试用版基础上对机组保护、事故处理、日常操作维护等相关章节，进行了调整修订。
殷望各位在使用本规程过程，提出宝贵意见，以便随时更正及再版时修订。
3.本规程自2012年07月01日起开始执行，原试用版规程同时失效。
4.本规程解释权归东亚电力（厦门）有限公司生产运行部。
批准：屠建君审核：叶涌清修订：江贵生编写：唐源奉目录前言 (II)第一章燃气轮机设备技术规范 (1)第一节燃气轮机技术规范 (1)1.1.1概况 (1)1.1.2燃气轮机设计性能参数 (1)1.1.3发电机主要技术参数 (2)第二节辅助系统技术规范 (3)1.2.1电气辅助设备技术规范 (3)1.2.2液压油系统 (5)1.2.3润滑油及顶轴油系统 (5)1.2.4罩壳通风系统 (6)1.2.5二氧化碳火灾保护系统 (6)1.2.6压气机进气系统 (6)1.2.7防喘放气系统 (7)1.2.8透平冷却空气系统 (7)1.2.9燃机天然气模块 (7)1.2.10危险气体检测系统 (7)第三节热工保护定值 (8)1.3.1燃机热工保护定值表 (8)1.3.2燃机自动停机 (12)1.3.3燃机其他报警说明 (14)第二章燃气轮机启动 (16)第一节燃气轮机启动条件 (16)2.1.1燃机启动的条件 (16)2.1.2下列情况禁止燃机启动 (17)第二节燃机正常启动前的准备 (18)2.2.1启动前的检查 (18)2.2.2电气准备工作 (18)2.2.4天然气系统的检查 (20)2.2.5燃机本体的检查 (22)2.2.6压气机进气系统的检查 (22)2.2.7燃机罩壳通风系统的检查 (23)2.2.8润滑油/顶轴油系统的检查 (23)2.2.9燃机液压油及压缩空气系统检查 (24)2.2.10冷却水系统的检查 (24)2.2.11发电机氢油水系统检查 (25)2.2.12T3000系统准备 (25)第三节燃气轮机启动及并网带负荷 (26)2.3.1机组启动 (26)2.3.2启动过程 (27)2.3.3机组升速点火过程 (27)2.3.4并网与带负荷 (28)2.3.5燃机启动步骤 (28)2.3.6机组启动曲线 (33)第三章燃气轮机运行调整及日常操作维护 (36)第一节燃气轮机运行调整 (36)3.1.1运行控制 (36)3.1.2运行中的监视与检查 (36)第二节燃气轮机日常操作维护 (39)3.2.1辅机系统的操作通则 (39)3.2.2润滑油/顶轴油系统 (40)3.2.3密封油系统 (43)3.2.4液压油系统 (44)3.2.5燃机天然气模块 (45)3.2.6罩壳通风系统 (48)3.2.7压气机进气系统 (49)3.2.8压气机防喘放气系统 (50)3.2.9透平冷却密封空气系统 (50)第四章燃气轮机停运 (53)第一节燃机故障停机 (53)4.1.1紧急停机 (53)4.1.2紧急停机操作注意事项 (53)第二节燃机正常停机 (54)4.2.1下列情况将自动停机 (54)4.2.2下列情况应经值长同意后按正常停机操作 (54)4.2.3手动停机操作 (54)4.2.4停机过程中的注意事项 (55)4.2.5燃机停机步程序 (55)第三节盘车操作 (59)4.3.1正常盘车 (59)4.3.2高速盘车 (61)第四节压气机水洗 (63)4.4.1压气机水洗系统概述 (63)4.4.2压气机在线水洗 (63)4.4.3压气机离线水洗 (64)4.4.4水洗工作注意事项 (68)第五章燃气轮机事故处理 (69)第一节事故处理通则 (69)第二节燃气轮机事故原因及处理 (71)第三节燃气轮机辅助系统事故处理 (73)5.3.1泵与风机故障通用处理原则 (73)5.3.2润滑油系统 (73)5.3.3液压盘车系统 (75)5.3.4液压油系统 (75)5.3.5燃机天然气系统 (77)5.3.6防喘保护系统 (77)5.3.7罩壳通风系统 (78)5.3.9轴系温度和振动 (79)5.3.10电气故障 (79)5.3.11二氧化碳火灾保护系统 (81)第六章天然气系统运行规程 (82)第一节天然气的基本知识 (82)第二节天然气系统概述 (84)第三节天然气系统运行监视及维护 (88)第四节天然气系统事故处理 (92)附录：燃机启动前分系统检查项目清单 (96)第一章燃气轮机设备技术规范第一节燃气轮机技术规范1.1.1概况V94.3A（SGT5-4000F）型燃气轮机由上海电气&西门子公司联合设计制造。
SIMENS9F二拖一机组供热方式下灵活启停调峰技术
第37卷,总第215期2019年5月,第3期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Vol.37,Sum.No.215May.2019,No.3SIMENS 9F 二拖一机组供热方式下灵活启停调峰技术梁言凯,关天罡,马万军,边 防,侯 宝,李振海,刘克然(京能集团北京京桥热电有限责任公司,北京 100067)摘 要:为了解决西门子9F 级二拖一燃气———蒸汽联合循环机组在冬季处于抽凝及背压供热工况下,机组无法配合电网进行快速启停调峰消纳清洁风电,以及启停调峰过程中中断供热的问题。
在不进行发电机组大规模系统改造的前提下,通过采用大负荷偏差法并、退汽,汽轮机保护参数修改,启停控制逻辑优化,以及一系列创新的控制策略等,从而实现机组在抽凝及背压供热方式下配合电网进行快速启停调峰消纳清洁风电的同时不停止对外供热。
通过实际启停调峰试验验证:机组在抽凝背压工况下起停调峰时,启动全过程耗时由6h 缩短至1.5h 以内,停运全过程耗时由6h 缩短至1h 以内,并且启停调峰过程中机组正常对外供热。
通过采用新的启停调峰技术方案,机组可在全工况下进行快速启停调峰,并且可实现过程的全自动,与机组正常纯凝工况下启停调峰的灵活性和安全性已无差别。
关键词:西门子;9F 级;联合循环;抽凝及背压;供热;起停调峰;并、退汽中图分类号:TP242 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2019)03-0270-05收稿日期 2019-01-10 修订稿日期 2019-05-25作者简介:梁言凯(1989~),男,工程硕士,工程师,从事联合循环机组优化运行相关方面工作。
SIMENS 9F Two Tow One Combined Cycle —heat -supply FormFlexible Peak -shaving TechnologyLIANG Yan -kai,GUAN Tian -gang,MA Wan -jun,BIAN Fang,HOU Bao,LI Zheng -hai,LIU Ke -ran(Beijing Energy Group Beijing Jingqiao Thermal Power Co.,Ltd.,Beijing 100067,China)Abstract :This paper aims to solve the problem that Siemens 9F class two -tow -one gas -steam com⁃bined cycle unit is in condensation and back pressure heating condition in winter,in which the unit can not cooperate with the power grid to quickly start and stop peak -shaving to absorb clean wind power and interrupt heating during peak -shaving process.Without large -scale system transformation of generating units,by adopting large load deviation method,merging and degassing,modification of protection param⁃eters of steam turbines,optimization of start -stop control logic and a series of innovative control strate⁃gies,the unit can achieve rapid start -stop peak regulation to absorb clean wind power in conjunction with power grid under condensation and back pressure heating modes.At the same time,external heating is not stopped.Through the test and verification of the actual start -up and shut -down peak -shaving test,when the unit starts and shut -down peak -shaving under the condition of pumping back pressure,the whole start -up time is shortened from 6hours to 1.5hours,the whole shutdown time is shortened·072·from6hours to less than1hour,and the unit normal external heating during the start-up and shut-down peak-shaving process.By adopting the new peak-setting technology,the unit can start and stop peak-setting quickly under all working conditions,and can realize the full automation of the process. which is not different from the flexibility and safety of peak-setting under the normal pure condensation condition of the unit.Key words:Simens;9F;combined cycle;condensation extraction and back-pressure;heat-supply form;peak-shaving;put in and out Line0 引言近年随着北京市电网用电负荷不断的增长,北京作为特大城市也伴随产生了昼夜间用电负荷峰谷差极大的问题。
西门子9F联合循环机组影响NOx排放量的原因分析
西门子9F联合循环机组影响NOx排放量的原因分析摘要：本文结合NOx生成机理、西门子9F型燃气轮机燃烧方式及运行具体数据，分析影响NOx排放量的原因，为以后机组安全、环保运行提供参考。
关键词：天然气数据分析 NOx排放量引言：随着国民经济的发展，能源消耗的快速增加，带来越来越严重的环境污染。
众所周知，燃气-蒸汽联合循环机组主要污染物为NOx。
按照国家环保局最新《火电厂大气污染物排放标准》规定，天然气NOx排放量小于50mg/m3。
1、燃烧过程中NOx生成机理1.1 热力型热力型NOx是指空气中的N2在高温条件下氧化生成的氮氧化物，其主要成分是NO。
根据泽尔道维奇机理，温度对热力型NOx的影响是非常明显的，当温度低于1800K时，热力型NOx生成量很少，当温度高于1800K时，反应逐渐明显，而且随着温度的升高，NOx生成量急剧升高。
1.2 快速型快速型NOx指燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团(CH)等反应而生成NOx。
其基本现象是碳氢燃料在过量空气系数小于1的情况下，在火焰面内急剧生成大量的NOx，而CO、H2等非碳氢燃料在空气中燃烧却没有发生这种现象。
碳氢燃料的种类对快速型NOx的生成影响较大，火焰温度对快速型NOx生成的影响不大，但随着压力的增大，快速型NOx会有所增加。
1.3 燃料型天然气的主要成分是甲烷、乙烷、丙烷及丁烷等低分子量的烷烃，还含有少量的硫化氢、二氧化碳、氢、氮等气体。
常用的天然气含甲烷85%以上。
燃用含氮燃料也会排放出NOx，这部分氮氧化物通常被称之为燃料型NOx。
2、西门子9F燃气轮机燃烧方式西门子9F型燃气轮机，在组织天然气的燃烧过程时有两种基本模式：第一种是扩散燃烧模式，另一种是预混燃烧模式。
2.1 扩散燃烧方式燃料和空气分别送入燃烧室，依靠扩散与湍流交换的作用，使它们彼此相互掺混，进而在过量空气系统α=1的火焰面上进行燃烧，形成一个高达理论燃烧温度的火焰，称之为“扩散燃烧”，其燃烧过程是边混合边燃烧。
燃气轮机的排放控制技术研究
燃气轮机的排放控制技术研究随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严峻，燃气轮机作为一种高效、灵活的能源转换设备，在发电、工业驱动和航空等领域得到了广泛的应用。
然而，燃气轮机的运行过程中会产生一系列污染物排放，如氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO₂）和颗粒物（PM）等，对大气环境造成了严重的影响。
因此，研究和开发有效的燃气轮机排放控制技术，对于减少环境污染、实现可持续发展具有重要的意义。
一、燃气轮机污染物排放的特点燃气轮机的燃烧过程通常在高温、高压和高湍流度的条件下进行，这使得污染物的生成机制较为复杂。
其中，氮氧化物是燃气轮机排放中最主要的污染物之一，其生成主要与燃烧温度、氧气浓度和燃烧时间等因素有关。
高温会促进氮氧化物的形成，而快速燃烧和较短的停留时间则有助于减少其生成。
一氧化碳的排放主要源于燃料的不完全燃烧，通常在低负荷和燃烧不稳定的情况下较为严重。
二氧化硫的排放则取决于燃料中的硫含量，而颗粒物的形成与燃料的性质、燃烧条件以及后处理设备的效率等密切相关。
二、燃气轮机排放控制技术1、燃烧优化燃烧优化是降低燃气轮机污染物排放的最基本和最有效的方法之一。
通过改进燃烧器的设计、优化燃料和空气的混合比例、控制燃烧温度和压力等参数，可以在不增加额外设备的情况下，显著降低氮氧化物和一氧化碳的排放。
例如，采用分级燃烧技术，将燃料分为多级喷射，在不同的区域形成不同的燃烧条件，从而降低燃烧温度峰值，减少氮氧化物的生成。
2、低氮燃烧技术低氮燃烧技术是专门针对氮氧化物排放控制而开发的一系列燃烧方法。
其中，预混燃烧技术通过在燃烧前将燃料和空气充分混合，实现均匀的燃烧过程，降低火焰温度，从而减少氮氧化物的生成。
贫燃预混燃烧技术则进一步降低了燃料和空气的混合比，使燃烧在贫燃条件下进行，进一步抑制氮氧化物的形成。
此外，还有一些新型的低氮燃烧技术，如催化燃烧和等离子体辅助燃烧等，也在不断的研究和发展中。
3、尾气脱硝技术尾气脱硝技术是在燃气轮机排气系统中安装脱硝装置，将已经生成的氮氧化物还原为氮气和水。
试论如何提高9F级燃气机组的总体性能
试论如何提高9F级燃气机组的总体性能【摘要】目前，已有部分9F级燃气-蒸汽联合循环电厂陆续投入商业运行。
但是，使用清洁能源成本较高。
因此，如对主机参数进行优化匹配，对辅助系统进行优化，提高机组的出力和效率，从而最大限度降低发电成本，可有效提高9F级燃机电厂的竞争力。
下面讨论可能的各种优化技术，包括针对特定气象条件的燃机进气部分、利用燃机排烟余热的余热锅炉系统、汽机冷端系统的优化。
【关键词】9F级;燃气轮机;性能优化1.燃机进气系统的优化1.1燃机出力与进气系统参数的关系燃气轮机从大气连续吸取空气做工质，经压缩、加热、膨胀做功后排回大气。
膨胀过程做功扣除压缩过程耗功及其他损耗功后才是装置的输出功。
所以，当地气象条件变化对燃机压气机的耗功有很大影响。
燃机出力随气温增加而减少，随气压增加而增加。
当气温在25℃以下时，燃机出力随相对湿度增加而增加;在25℃以上时，燃机出力随相对湿度增加而减少。
其中，通过减少进气滤网、进气道的压降，使燃机压气机进气压力增高。
气温可调节的方法较多。
当气候炎热时，可通过各种降温手段使压气机进气温度下降，从而使压气机功耗减少，以增加净输出功。
燃机进气的相对湿度通常随进气冷却而增加。
需注意，降低进气温度，会增加机组的出力，但对联合循环机组的效率来说未必如此。
9F级燃机机组的最佳效率点随机型的不同而不同，一般为10~15℃。
所以，进气的冷却效益需考虑联合循环机组的整体效率影响而引起的总燃料消耗量的变化。
1.2进气冷却的类型及原理目前，主要的进气冷却技术有蒸发冷却和制冷冷却。
制冷冷却根据采用的制冷型式又可分为压缩式制冷、吸收式制冷等几种型式。
蒸发冷却的原理是利用水在空气中蒸发时所吸收的潜热来降低空气温度。
当未饱和的空气与水接触时，两者间便会发生传热、传质过程。
结果是空气的闪热变为水蒸发吸收潜热，使温度降低。
此类冷却技术的初始成本及运行维护费用较低，适合干燥炎热地区。
其缺点是空气中的含水量对燃机压气机的寿命影响较大，燃机对喷水有严格的限制。
燃气轮机排放控制与性能优化技术研究
燃气轮机排放控制与性能优化技术研究燃气轮机作为一种重要的动力设备，广泛应用于能源、石化、航空航天等领域。
然而，随着环境保护意识的提高和排放标准的加大，燃气轮机的排放控制和性能优化问题备受关注。
本文将对燃气轮机排放控制与性能优化技术进行研究和探讨。
一、燃气轮机排放控制技术燃气轮机排放控制技术是解决燃气轮机排放问题的关键。
主要包括以下几个方面的技术：1. 燃烧控制技术：燃气轮机的燃烧控制技术对排放水平有着重要影响。
通过优化燃烧过程，可以降低燃烧产物中的氮氧化物和颗粒物生成量。
常见的技术手段包括燃烧室设计优化、燃烧稳定性控制、燃料预混等。
2. 排放治理设施：燃气轮机排放治理设施主要用于降低燃气轮机排放物的浓度和排放量。
如颗粒物捕集器、氮氧化物还原剂喷射系统、烟气脱硫装置等。
这些设施可以有效地捕集和减少燃气轮机的排放物。
3. 燃气轮机调速控制：燃气轮机的调速控制技术对提高燃气轮机的运行效率和降低排放有重要作用。
通过精确控制燃气轮机的供气量和排气量，可以使其在不同负荷条件下工作在最佳状态，实现性能的最优化。
二、燃气轮机性能优化技术除了排放控制技术，燃气轮机的性能优化也是提高其经济性和可靠性的关键。
以下是一些常见的燃气轮机性能优化技术：1. 燃烧效率提升：通过优化燃气轮机的燃烧过程，提高燃烧效率，减少燃料消耗和排放物的生成。
2. 热力性能优化：热力性能优化是燃气轮机性能优化的重要方面。
通过调整燃气轮机的供气温度、排气温度、进出口压力等参数，可以提高其发电效率和热利用效率。
3. 涡轮增压技术：涡轮增压技术是提高燃气轮机性能的一种重要手段。
利用涡轮增压技术，可以提高燃气轮机的压气机压比和进气质量流量，增加燃气轮机的额定功率和燃烧效率。
4. 运行策略优化：通过合理的运行策略，如启停策略、负荷分配策略、调速策略等，可以最大程度地发挥燃气轮机的性能优势，实现经济运行。
三、发展趋势与展望燃气轮机排放控制与性能优化技术的研究与实践在不断推进。
9F燃机的主厂房布置优化
9F燃机的主厂房布置优化作者：赵昊天来源：《城市建设理论研究》2012年第32期摘要：9F燃机是国内目前最大的燃机机组，国内对其主厂房的布置主要形式比较单一，文章结合南方某电厂2x400MW机主设计布置优化的对比实践，介绍燃气-蒸汽联合循环机组布置方式和原则，分析研究出比较典型的9F燃机布置方案。
关键词：9F燃机；布置；优化中图分类号：N945.15文献标识码：A文章编号：1 机组布置方式和原则9F燃机是燃气-蒸汽联合循环机组中一种机型，必须首先了解燃气-蒸汽联合循环机组的布置方式，燃气-蒸汽联合循环机组随主设备不同有单轴联合循环机组(简称：单轴机组)以及多轴联合循环机组(简称：多轴机组)。
单轴机组是指燃气轮机、汽轮机、发电机连接在同一轴上的配置方式，由燃气轮机和汽轮机同时驱动发电机发电。
多轴机组是指燃气轮机与汽轮机分别驱动各自的发电机且不连接在同一轴上的布置方式，多轴机组通常有下列组合形式：1+1(或称一拖一)机组；2+1(或称二拖一)机组。
1+1(或称一拖一)机组：指由一台燃气轮机和一台余热锅炉、一台汽轮机组成的联合循环机组，燃气轮机和汽轮机分别驱动各自的发电机(其主要特点是：燃气轮机驱动一台发电机，汽轮机驱动另一台发电机，两台发电机分处不同的轴系中，汽轮机的蒸汽来自于利用对应燃气轮机排气余热的余热锅炉)。
2+1(或称二拖一)机组：指由二台燃气轮发电机组和二台余热锅炉、一台汽轮发电机组组成的多轴联合循环发电机组(其主要特点是：二台燃气轮机分别驱动各自的发电机，汽轮机驱动另一台发电机，他们分处不同的轴系中，汽轮机的蒸汽来自于利用对应二台燃气轮机排气余热的二台余热锅炉)。
联合循环机组的布置方式应根据拟建电厂的总装机容量、建设场地情况、燃料供应条件、电网要求、承担的负荷性质以及资金情况等因素经技术经济比较确定联合循环布置方式：1、F级燃气轮机的燃机电厂宜优先采用单轴联合循环机组。
2、E级、E级改进型燃气轮机的燃机电厂一般采用多轴联合循环机组。
GE9FA燃机电厂DCS电源改造及优化
电源与节能技术燃机电厂DCS电源改造及优化王宇飞（北京上庄燃气热电有限公司，北京（Distributed Control System，DCS）通过计算机实现对工业生产现场的分散操作与集中管理。
随着电力需求的增加，人们对发电机组自动化水平提出了更高要求。
DCS稳定安全，提高发电企业的市场竞争力。
随着电力客户需求的变化，原有的特点，分析GE9FA燃机电厂燃机电厂；分布式控制系统（DCS）；电源改造；优化设计；电力工程Power Supply Transformation and Optimization of DCS Control System of GE9FA GasTurbine Power PlantWANG Yufei(Beijing Shangzhuang Gas Thermal Power Co., Ltd., BeijingAbstract: Distributed Control System(DCS) realizes distributed operation and centralized management of industrial操作员站工程师站上位计算机现场监测站现场控制站通信网络图1 DCS结构电厂采用的计算机控制系统主要有集散控制系。
常见闭式环路控制系统包括控制器、控制对象与执行机构等，通常可根据DCS，控采用分散控制与集中管理理念，包括过程控制级和操作监控级，分别对应控制网络和采用先进的控制策略，可提高生产过是将各种控制算法编制成程序设计功能块，包括运算通信与函数功能块等。
数据通信是多台计算机间以二进制形式进行信息交互数据通信介质包括光缆、同轴电缆强调各种控制生产设备的位置与功能分散，3]。
其可以在室内通过简单按钮控制实现对生产环节的调控，在运行中具有安全性能高、自动化水平高、功能强大发电厂一期括工作站、光纤数据高速公路与远程处理单元。
记录事故时，针式打印机经常出现不走纸故障，即事故报警记录不能全面反映机制发生事故的运行状况。
燃气电厂氮氧化物排放控制技术
燃气电厂氮氧化物排放控制技术摘要：本文就国内燃气发电机组大气污染物排放控制政策进行了分析，介绍了降低燃气轮机NOx排放的主要技术，主要对注水/蒸汽、干式低NOx燃烧和选择性催化还原技术(SCR)3种控制NOx排放技术进行分析讨论，指出它们的优缺点和适用范围。
分析认为，单独采用注水/蒸汽法不能满足环保要求，干低式NOx燃烧技术(DLN)有燃烧不稳定，同时会使燃机调峰范围小等问题，因此DLN技术和低温SCR技术相结合的方式是目前燃气轮机发电机组应优先采用的降低NOx排放的技术。
关键词: 燃气轮机 ;氮氧化物 ;SCR技术引言21世纪能源动力系统中的核心关键技术是燃气轮机技术，燃气轮机在未来我国电力、动力等国民经济领域和国家安全等方面具有重要的战略意义。
燃气轮机作为一种清洁高效、低本、高可靠性的功能系统，近几年来的应用越来越广泛。
相对于燃煤发电而言，燃气轮机发电具有体积小、单位发电能力重量轻、污染小、热效率高等一系列优点。
自上世纪80年代以来，燃气轮机技术在世界上得到了迅速发展，并已成为发电主力机组一。
而且，随着世界主要发达国家逐步实施用以发展先进、环保燃气轮机系统的政策和计划兼具大功率、高效率和低污染特点的燃气轮机新技术得以快速应用。
同时，利用燃机排气余热进行蒸汽发电，由此而发展的燃气、蒸汽联合循环发电系统，也同步得到大规模应用。
目前，燃气轮机已发展到进汽温度1427 ℃以上、联合循环供电效率60%的阶段[1]。
此外，根据国家能源结构的调整和减少二氧化碳排放的要求，燃气轮机既适合带基本符合发电，也适合调峰运行，因此在电网中具有不可或缺的重要地位。
未来相当长一段时间，燃气轮机发电机将会大力发展。
随着环保要求的日益严苛，以天然气为燃料的燃气-蒸汽联合循环循环发电机组的NOx排放浓度标准进一步提高，其值为50mg/m3(标准状态下，15%的O2，下同)。
[2]1 NOx生成机理分析NOX生成主要由温度、含氮介质及反应介质决定[3]。
9F燃机压气机A级检修过程管理及故障处理
内燃机与配件0引言北京某燃气电厂配套引进上海电气-西门子重型单缸SGT5-4000F （+）型燃气轮机机组。
该厂燃气轮机机组均是以运行小时数为基准制定的检修计划，一般为8000EOH 为小修时间。
其中5号燃机自2014年10月投产至2015年10月燃机运行当量小时数6477EOH 。
根据该厂机组启停特点，提前对5号燃机进行小修，对燃烧室热部件进行了检修与维护，同时对压气机及透平叶片进行内窥镜检查。
以下对该燃气轮机配套的压气机检修中发现的问题进行了分析同时采取措施处理，并对运行维护提出了建议。
1燃气轮机基本概况SGT5-4000F（+）型燃气轮机由一台15级的轴流式压气机、24个低NO X 燃烧器组成的环形燃烧系统、一台4级的透平和燃机辅助系统组成。
压气机转子和透平转子由法兰刚性连接，采用2个支持轴承支撑。
表1为其性能参数。
该机型燃气轮机频率稳定，具有部分负荷及甩负荷特性以及先进的燃料质量控制模块等优点，运行灵活。
同时，燃机本体表面预留有专用检查口、人孔易于检修，可实现在不揭缸的情况下，通过检查口对压气机内部部件进行检查，通过人孔可进入燃烧室检查热燃气通道的全部部件。
2燃机压气机检查发现的问题按照燃机小修项目安排，对燃机压气机各级静叶、动叶进行内窥镜检查，通过内窥镜影像，发现压气机进口导叶IGV 叶片，钟表方向第12号IGV 叶片尾部损坏，压气机一级静叶第6号叶片边缘损坏，第1、2、3、21号一级动叶损坏，同时各级叶片都有部分损坏，如图1-2所示。
3原因查找及制定措施发现上述问题的同时，在燃烧室内外人孔之间进行了检查，发现了有金属块状异物，由此确定压气机叶片为异物所伤，同时对异物进行了光谱材质确认，对燃机压气机进气系统进行了全面检查，确定异物自进气系统过滤器处进入。
根据西门子叶片缺陷等级及处理标准对叶片进行分析及风险评估。
如果保持此种情况，让燃机继续运行，压气机的情况将继续恶化，而且许多受损叶片位置处于压气机的高振动负荷区域，这将导致裂痕产生，同时裂纹的迅速增大会造成最终叶片断裂给燃机带来重大的损坏。
燃气轮机燃烧过程中NOx排放抑制的可持续实现
燃气轮机燃烧过程中NOx排放抑制的可持续实现随着工业化的迅速发展和能源需求的不断增长，燃气轮机被广泛应用于发电、空调和工业生产等领域。
然而，燃气轮机燃烧过程中产生的氮氧化物（NOx）排放成为环境保护的一大难题。
NOx排放不仅对空气质量和人类健康造成负面影响，还对全球气候变化产生不可忽视的影响。
因此，实现燃气轮机燃烧过程中NOx排放的抑制具有重要的现实意义和经济效益。
为了降低燃气轮机燃烧过程中的NOx排放，科学家和工程师们不断努力，开展了大量的研究工作并取得了一系列重要的成果。
首先，改进燃烧系统是有效减少NOx排放的关键措施之一。
通过提高燃料燃烧的效率和质量，可以降低燃气轮机燃烧过程中的燃烧温度和燃料过量，从而减少NOx的生成。
采用高效的燃烧器设计、优化燃烧参数以及选择适当的燃料混合比例等技术手段，都可以有效地抑制NOx排放。
除了改进燃烧系统，使用环保燃料也是降低燃气轮机燃烧过程中NOx排放的重要途径之一。
传统的燃气轮机使用天然气等化石燃料，而这些燃料的硫和氮含量较高，容易产生大量的二氧化硫和氮氧化物。
而使用低硫燃料或可再生能源作为燃料可以显著减少NOx排放。
例如，采用生物质或生物燃料替代传统的燃料，不仅可以降低NOx排放，还能减少温室气体的排放，实现能源的可持续利用。
此外，引入催化剂技术也被广泛应用于燃气轮机燃烧过程中的NOx排放抑制。
催化剂可以促进NOx的还原与脱除，从而降低NOx的生成与排放。
其中，选择性催化还原（SCR）技术是目前最常使用的技术之一。
在SCR技术中，通过添加氨或尿素等还原剂，在催化剂的作用下，将NOx与还原剂反应生成氮气和水，从而实现NOx的减排。
此外，研究人员还不断探索新型催化剂材料，如钙钛矿催化剂和金属有机骨架催化剂，以提高NOx的转化效率和催化剂的稳定性。
在实现燃气轮机燃烧过程中NOx排放抑制的可持续发展上，还有一些关键技术和政策需要进一步完善。
一方面，需要加强多学科间的合作研究，充分发挥不同领域专家和科学家的作用，提高NOx排放研究的整体水平。
9F级燃气机组控制系统研究
如： 启动 子系 统仅 控制 燃机 从点 火到 并 网过程 中的燃 料量 。启动 空气 系数下进行 ． 降低燃烧温度 ． 从而抑制 Ｎ Ｘ的生成 但正因为预 Ｏ 过程 的燃 料量 采用 开环控 制 ． 据启 动工 况对 应 的逻 辑 信号 给 出 热燃 烧在燃 烧前进行 了均匀 混和 ， 的可燃 范围有限 ， 根 它 在低 负荷时燃 不 同阶段 的燃料设 定值 当变频启 动系 统控制 发 电机拖动 燃机 完 烧稳定性和效率都 比较差 成清 吹具 备点 火条 件 时 ． 料量 置为 点火 值 ． 燃 燃机 点火 成 功后 ， 燃 针 对两种燃烧方式 的不同特点 ． Ｅ公 司先 后开发 了几代 干式低 Ｇ Ｏ ＤＮ ＤＬ １ Ｄ Ｎ一 Ｄ Ｎ一 ＋， Ｎ一 ． Ｌ 料 量 降低 为 暖机值 ． 暖机 完 成 ． 料量 按 照 一定 的 速率 不 断增 Ｎ Ｘ （ Ｌ ）燃 烧 室 ： Ｎ一 ， Ｌ ２， Ｌ ２ ＤＬ ２６以及 Ｄ Ｎ一 待 燃
应 的温 控基准 ， 温 控基准＝ 即： 等温 常数一压 比一 （ 交点压 比） 斜率 。但 ×
实质 上 曲线 的斜率和交点 坐标并非定 值 ． 而是 一个包 括 ８ 元素 的 个 数组 ． 以根 据不 同的运行条件选 择不 同的值 ． 可 例如 ： 比修 正 曲线 压 可根据 压 比的大小来选择 数组元素 。此外 ． 在实 际的温控计算 中， 还
２１年第０ 期 ０２ ５
科技 量向导
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９ Ｆ级燃气机组控制系统研究
潘胜 勤 （ 张家港华兴电力有 限公司 江苏
张家港
２ ５２ ） １ ６ ７
【 ￣ ］Ｅ公 司的 ９ 级燃气轮机是 目 国内新建联合循 环机组 中燃机的主力机型 ， 制 系统采用 Ｇ 摘 －Ｇ Ｆ 前 其控 Ｅ公 司配套的新一代燃机控制 系 统 ＭＡ Ｋ Ｖ 。 Ｒ Ｉ 对燃机 的主要控制功能进行 了分析和研 究， 包括转速／ 负荷控制 系统、 温度控制 系统以及 干式低 Ｎ Ｘ 燃烧控制 系统等 。 Ｏ 可为今 后燃机 的调试 、 运行和维护提供参考 。 【 关键词 】Ｆ ９ 级燃气轮 机； 燃烧控制 系统 ； 负荷控制系统
西门子9F级燃气轮机排气温度偏差大处理措施
西门子9F级燃气轮机排气温度偏差大处理措施摘要：本文介绍了西门子9F计燃气轮机排气温度的冷热点保护原理，并分析了燃机排气温度偏差大的原因，介绍了燃机的燃烧器热反吹技术，为同类型机组排气温度偏差大的问题的处理提供参考。
关键词：西门子燃气轮机；排气温度；偏差大；热反吹燃气轮机的透平叶轮和叶片在高温、高速下工作，除了承受高温，它们还承受巨大的离心应力。
叶片和叶轮材料的强度随着温度的升高而显著降低，对现在运行的F级和H级的燃气轮机来说，尽可能的提高燃烧温度，使得叶轮和叶片所预留的强度裕量大大降低，所以在运行中必须确保透平进气温度在安全范围内[1]。
不然的话，就会造成透平叶片烧毁、断裂或者使燃烧室内部陶瓷隔热瓦产生过大的热应力而损坏。
即使叶片、叶轮暂时没有破坏，超温也会热通道内部件的使用寿命大大降低。
另外超温会大大加速对叶片的腐蚀，因此，对燃烧室的温度监视特别重要。
一、燃机的冷热点保护西门子SGT5-4000F(X)型燃气轮机通过排气温度来判断燃烧室内的燃烧温度，并设置了燃机排气温度的热点和冷点保护，在燃烧恶化时保护热通道部件的安全。
排气温度热点保护主要是防止某个或多个燃烧器燃烧强度过大，热通道温度过高而损坏透平第一级叶片，其保护定值为：任一个热电偶的B和C的温度同时开路或超过平均温度30℃，则报警；任一个热电偶的B和C的温度同时故障或超过平均温度50℃，则燃机跳闸。
排气温度冷点保护主要是防止燃烧室内某个或多个燃烧器熄火使隔热瓦受热不均，其保护定值为：相邻两个B和C温度故障或低于平均温度50℃，则报警；相邻三个B和C温度低于平均温度50℃，燃机顺停；任意两组相邻3个B和C温度同时同时低于平均温度50℃，燃机跳闸；相邻4个B和C温度同时同时低于平均温度50℃，则燃机跳闸。
二、燃机热点保护动作经过我厂#1机于2022年初在机组启动过程中开始出现排气温度热点保护报警并短时内复归，之后，在正常带负荷阶段，排气温度出现偏差并持续扩大。
9F燃气-蒸汽联合循环机组热态启停经济性分析及优化
106研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2023.06 (上）燃气-蒸汽联合循环机组在电网中主要承担调峰运行任务，运行方式多为两班制调峰运行。
早启晚停的运行模式下，机组生产成本较额定负荷稳定运行时明显增高。
本文以某9F 燃气-蒸汽联合循环机组为例，通过分析机组热态启停各阶段耗能、总结操作经验，提出运行人员操作及机组运行方式优化措施，提高9F 型燃气-蒸汽联合循环机组热态启动和停机阶段的经济性。
1 背景与现状某厂1#机组为9F 型燃气-蒸汽联合循环机组。
9F 型燃气轮机由美国GE 公司生产，型号为PG9351FA。
锅炉为东方日立锅炉厂生产的三压、再热、卧式、无补燃、自然循环余热锅炉，型号为BHDB-PG9351FA-Q。
蒸汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的三压、再热、三缸两排汽、反动抽凝式汽轮机，型号为LC85/N130-13.0/3.30/0.420。
燃机发电机额定出力252.45MW，汽机发电机额定出力135MW。
该厂1#机组在73%日负荷下两班制运行时，发电煤耗达235.9g/kWh，较同负荷下连运时发电煤耗233.2g/kWh 高2.7g/kWh。
且1#机组热态启动设计耗时为80min，但实际运行中，机组启动时间偏长，无法满足该要求。
故需要对热态启动过程进行优化，提高机组运行经济性。
2 机组热态启动经济性分析及优化燃机自启动至带满负荷过程中，操作员只需在并网操作、设定负荷时人为干预，其余阶段均为MARK VIe 系统自动控制；汽机、锅炉侧需要较多人为操作。
故本文将从燃机、锅炉、汽机自动控制逻辑，以及锅炉、汽机侧操作方式、参数选择方面进行分析优化，缩短机组启动准备至带满负荷的时长，降低该阶段辅机耗能。
2.1 自动逻辑分析及优化（1）缩短燃机清吹时间。
燃机发启动令后，LCI 系统将燃机冷拖升速至714rpm，并维持该转速进行15min 清吹计时，吹扫积聚或漏入机组或锅炉的天然气，防止发生爆燃。
1-9FA燃机及联合循环技术-上
第二章 燃气轮机联合循环机组热力循环分析
布雷登循环 等压燃烧过程：2s →3 等熵压 缩过程 ：1→2s
等熵膨胀过程：3-4s
等压放热过程：4s→1
面积12sp2*p1*1就是理想绝热压缩功lys。
面积2s3s3s12s就是空气在此过程中从外界吸入 的热能q1。 面积34sp*1p*23就是理想绝热膨胀功lts。
热效率/%
压比 空气质量流量/kg· s-1 透平进气温度/℃ 透平排气温度/℃ 转速/r· min-1
34.1
13.6:1 609.1 1260 583 3000
34.9
13.6:1 609.1 1260 583 3000
35.65
15.0:1 609.1 1287.8 589.4 3000
36.9
*
温度比提高时，最佳压比也提高，这条结论启示我们，为了改善燃气轮机的 经济性或降低燃气轮机的重量尺寸，在提高温度的同时，必须提高压比，这 样才能充分发挥高温的效果。由于材料科学的发展，使燃气轮机的燃气温度 可以从第一代机组的750℃提高到第三代机组的1200℃。与此同时，我们注意 到压比也从第一代4～6提高到第三代的2B
9B
7A 7B
7E
7EA 6FA 6FA+e 6C Aero (CF6) Year
5L
5P
6A 6B
3.2
1960 1970 1980 1990 2000
GE燃气轮机的发展
型号 项目 燃气初温/℃ 空气流量/kg· s-1 压缩比 比功/[MW/（kg· s-1）] 简单循环的功率/MW 供电效率（%） 9FA 1288 602 15 0.58 226.5 36 348.5 54.8 9G 1430 685 23 0.61 282 39.5 420 58 480 60 9H 1430 685 23 0.70 -
(GE)9F燃气轮机的演化
值得一提的是，9FA燃机DLN2.6+燃烧系统在50%的部分负荷下运行时，可维持NOx和一氧化碳的排放在20mg/Nm3的水 平(相当于NOx：9.7ppm，一氧化碳：16.2ppm)。当负荷降至35%左右时，NOx和一氧化碳的排放仍可维持在30mg/Nm3 的水平上(相当于NOx：15ppm，一氧化碳：24.3ppm)，同时可保证24000小时的燃烧室小修间隔。9FB(03版) 在保持NOx 排放30mg/Nm3（30ppm）和一氧化碳排放12.5mg/Nm3(10ppm)时，机组可降至38%负荷水平运行，燃烧室小修间隔 12000小时。9F(05版)在低于40%的负荷下运行时，NOx和一氧化碳排放水平可分别维持在30mg/Nm3的水平。 DLN2.6+燃烧室部件2005年被应用于9FA燃机，2007年为9FB(03版)所采用, 截至2011年3月，已在超过47台燃机上累积运 行超过450,000小时和7000多次启动。在各种燃机上得以应用的DLN2.6家族（DLN 2.6, DLN 2.6+）已累计运行超过了1800 万小时470,000次启动。 如图8所示，这些机组分别肩负着调峰运行，周期性起停和基本负荷运行的任务。
表2. 9F 燃气轮机压气机升级包描述
叶片状态监测
叶片状态监测系统是用来监测压气机R0, R1 和R2动叶的动静挠度并进行实时数据测量的重要工具。该系统在压气机缸体 安装了一系列非接触式传感器，对叶片状态进行数据采集（频率，振幅），并通过与GE研发的数据模型的比对来分析采 集到的数据，从而得到叶片的状态变化趋势，同时判断是否有突变。例如，这些数据可以用来分析并确定叶片经过多次 起停后的状态变化趋势或者通过分析全速全载时叶片的静挠度来判断叶片的老化程度。截至2010年2月，包括改造项目 和新机组销售，已有18台机组安装了叶片状态监测系统。
西门子SGT6-5000(F)燃机燃油进入燃气系统问题处理
西门子 SGT6-5000(F) 燃机燃油进入燃气系统问题处理【摘要】系统调试是机组进入商业运行前的最重要一环，系统调试的成功与否直接关系这机组是否能进入正式的商业运行。
本文重点阐述了西门子SGT6-5000(F) 机组燃油调试过程中燃油进入燃气系统问题及解决方案，希望通过本文论述，为相关类型机组调试过程中遇到相似问题提供参考解决方案。
【关键词】西门子SGT6-5000(F)燃机燃油进入燃气系统问题解决方案1引言SGT6-5000(F) 燃机是西门子公司生产的新型9F级重型燃气轮机，燃机净出力232MW，属于大型燃机，沙特扎瓦尔项目是世界上第一个大规模部署该型号燃机的大型电站。
沙特扎瓦尔电厂包括新建3041MW的联合循环电站和配套的102.5万立方米海水淡化厂，其中山东电力建设第三工程有限公司负责电站建设，包括5组西门子SGT6-5000F 9F级联合循环机组、1组西门子SGT6-5000F 9F单循环机组，总合同额约24亿美元，海水淡化厂建设由韩国斗山负责。
SGT6-5000(F) 燃机由一个13级的高效率轴流式压气机（有一级入口可调导叶IGV及三级可调导叶VGV）、一个由16个燃烧器组成的环形燃烧系统、一个4级透平转子组成。
轴流式压气机转子和透平转子由中空的扭矩管连接，双轴承支撑，冷端驱动。
可采用天然气、燃油双燃料进行驱动。
2燃油进入燃气系统问题及原因分析2.1问题描述GT11在2020年1月23日准备进行燃料切换实验前使用燃气模式启动，由于分散度大启动失败后，西门子优化了启动的燃料分配系数，后续几次依然启动失败。
对燃烧器和天然气环管检查发现，底部的几个燃烧器#5-#10的stage A阶段管道中有大量的黑色废油和水的混合物。
经过西门子现场调试工程师汇报给西门子工程部，认为一个或者多个燃烧器内部燃油管路破裂，导致燃油泄漏到燃气管道中，倒流到燃料环管，运行时的高温导致部分碳化。
现场试验证明，对燃油管道注水燃气stage A阶段的#9，#8,#10的法兰接口有水流出。
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2016 年第35卷第12期浙江电力ZHEJIANG ELECTRIC POWER77西门子9F燃机NO x排放跟踪及控制优化程甫，冯森良，於国良(萧山发电厂，杭州311251)摘要：某发电厂西门子9F燃机在实际运行过程中，氮氧化物的排放浓度不稳定，甚至会出现超标 的现象。
通过长时间的数据跟踪及数据比对，发现天然气组分、环境湿度较大幅度的变化对氮氧化物 的产生具有很大影响，甚至引起机组排放超标。
对此，在确保机组稳定运行的前提下，实施了根据负 荷调整氮氧化物、燃烧调整、燃烧器改造等一系列的优化措施，可确保机组在全负荷段氮氧化物均不 超标，实现机组的安全稳定运行。
关键词院大气污染物；氮氧化物；影响因素中图分类号院X773 文献标志码：B文章编号院1007-1881(2016)12-0077-03 The NO x Emission Tracking and Control Optimization for Siemens9F ClassGas TurbineCHENG Fu，FENG Senliang，YU Guoliang(Xiaoshan Pow er Plant，H angzhou311251，China)Abstract:N O X em ission concentration w as unstable o r even excessive during the actual operation of Siem ens 9F gas turbine.Through long-tim e data tracking and com parison，it is found that natural gas com position and great change of am bient hum idity have significant im pact o n N O X generation or even lead to excessive em ission.Therefore，optim ization m easures such as N O X regulation in accordance to th e load，com bustion regulation and burner tran sform ation are im plem ented w ith the units operation stability assured to m ake sure N O X does n o t exceed the standard in full load of units and its operation is stable and safe.Key words:air pollutants；N O X；influencing factor0引言根据《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223- 2011)的规定，2014年7月1日起，燃气轮机组的 氮氧化物排放必须控制在50m g/m3以下。
某发电 厂3，4号机组采用西门子公司生产的V94.3A型 燃气轮机，配备低NO x混合型燃烧器，当机组负 荷超过50豫后，压气机的进口导叶逐渐打开，燃 烧器转为均相预混火焰方式，NO x排放量迅速降 至50 mg/m3水平，由于燃烧火焰的温度超过1100益，NO x排放量能维持在较低水平。
然而，在实际运行中NO x排放量并不稳定，数值变化很 大，甚至会出现超标现象，严重威胁了机组的安 全稳定生产。
先进的燃烧技术可以有效地控制 NO x排放量，然而，针对机组稳定运行期间NO x 变化较大这一现象进行长时间的跟踪观察、表计 比对及数据分析，发现天然气组分、大气湿度等对燃气轮机的NO x排放量也会有较大的影响。
1现象分析图1为2013年5月，4号机组的NO x排放 数据曲线，机组运行负荷在350~340 MW，NO x排 放值从38.6m g/m3逐渐上升，最高达到56m g/m3,在这期间机组稳定运行并没有出现异常现象，燃 烧设备及燃烧技术不存在变化。
针对机组稳定运 行期间NO x变化大这一问题，展开了长达一年多 的跟踪观察及数据分析。
1.1天然气组分的影响对燃气轮机来说，当燃气成分含量发生变化，将会导致燃气总体热值发生变化，在相同的机组 负荷下进人燃机的燃料量将发生变化，引起燃烧 器喷嘴压比发生波动，偏离设计值。
同时各种燃 料成分完全燃烧所需的空气量也有所区别，燃气 成分的变化会导致过量空气系数发生改变，同时78浙江电力2016 年第35卷第12期产生的NO x也会发生相应的变化。
如图2所示，机组保持在330 MW负荷运行，环境湿度和环境 温度没有太大变化，NO x排放量随着天然气组分 的变化(主要反映在燃料热值的变化)而变化，天 然气热值从36.2M J/Nm3上升到37.5M J/Nm3,对 应的NO x排放量从30.8m g/m3上升到43.9m g/m3。
从数据结果可以判断，天然气组分出现变化时会 影响NO x产生，负荷相同的情况下：天然气热值 上升，NO x排放量上升；天然气热值下降，NO x排 放量下降。
图1 2013年5月24日的4号机组的NO x排放数据曲线图2天然气组分变化和NO x排放数据曲线1.2大气湿度的影响9E燃气轮机及以燃油为原料的燃气轮机往 往会采取往燃烧室注水或蒸汽的方式来降低扩散 火焰的温度，减少热力型NO生产，与此同时火 焰中水蒸汽的存在降低了 CH根的浓度，抑制快 速型NO生成，以达到降低NO x排放量的目的。
随着技术的进步，以天然气为燃料的9F燃 气轮机配置了干式低NO x混合型燃烧器，取消了 往燃烧室注水的方式，因此参与燃烧的水含量取决于空气的湿度，空气中水汽含量对NO生成的 抑制作用需要根据运行数据判断。
如图3数据曲 线所示，机组保持在350 MW负荷运行，根据天 然气热值数据判断天然气组分没有太大变化，环 境湿度从76%下降到52%，对应的NO x排放量 从33.1m g/m3上升到39.0m g/m3。
空气湿度的变 化，对NO x排放量存在一定影响，空气湿度的增 加有利于抑制NO生成。
图3大气湿度变化和NO z排放数据曲线1.3机组湿度、热值的变化情况某发电厂所在区域的湿度及天然气热值在一 天中可能会有较大变化，从图4可知在同一天 内，燃机运行期间会经历大气湿度从88%下降到 25.5%，天然气热值从37.5M J/m3上升到39.93 M J/m3的工况变化。
图4 一天内天然气组分、大气湿度变化曲线 1.4原因分析通过实际数据可以判断，随着天然气热值的 升高，NO x排放量会增大；随着空气湿度的下降，NO x排放量会增大。
虽然空气湿度和天然气组分 的变化所导致的NO x变化量相对整体NO x排放 量占很小一部分，甚至可以忽略，但是由于燃气 轮机组的氮氧化物排放要求控制在50m g/m3以内，因此这一部分NO x的产生很容易导致NOx108 89 77 6858 50 44 38 33IG V 开度图6 NOz 排放量与IG V 开度的关系排放量不符合《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)的要求。
根据某电厂湿度、天然气热值的变化情况可 以得知，电厂使用的天然气热值和空气湿度的变 化很大，经常经历天然气低热值、空气高湿度到 天然气高热值、空气低湿度的工况转变，从而导 致每天的NO x 排放值变化较大，遇到天然气相对 高热值、空气低湿度的极端工况，NO x 排放值很 容易超标。
如图5所示，机组保持在350 MW 负 荷运行，天然气热值保持在37.2M J/N m 3,当空气 湿度降低到16%时，NO x 排放量为50.08 m g/m 3, 不符合标准要求。
图5NO x 超标的数据曲线2采取的措施2.1根据负荷控制排放通过控制机组的负荷进行NO x 排放量的控制是一个有效解决NO x 排放量超标的手段，但是 NO x 排放量不一定是线性变化过程。
如图6所示 为4号机组NO x 排放量和IGV 进口导叶开度的 曲线关系，随着IGV 开度的减小，NO x 排放量并 不是递减的过程，因此如何控制机组的负荷以达 到有效控制NO x 排放量的目的，需要根据机组的 特性进行。
2.2稳定天然气组分发电厂天然气管网接入位置处于天然气管网 的末端，天然气来源较多，有川气、西一气、西二气以及少量的LNG 等，因此机组运行中天然 气组分的变化是不可避免的。
根据热值统计，发 电厂天然气最低热值为36.2M J/N m 3,最高热值可 以达到39.92 M J/N m 3,可见天然气组分变化范围 较大，不稳定。
2.3燃烧调整4号机组在2014—2015年针对NO x 排放量 进行多次燃烧调整并取得一定的效果，但是燃烧 调整主要针对值班气流量和燃气排气温度(0TC ) 进行，虽然可以降低NO x 的排放浓度，但是会影 响燃烧稳定性，同时受实际使用的天然气组分、 环境湿度变化的影响，因此燃烧调整的效果存在 一定的局限性。
2.4预混燃烧器改造根据西门子提供的技术方案，将预混燃烧器 9孔改8孔，同时结合燃烧调整能有效降低90 Hz 段的Humming 值，提高燃烧稳定性。
在同等负荷下减少值班气流量以达到降低火焰中心温度减少 热力型N 0产生的目的，预计可以有效降低NO x 数值4〜8mg/m 3。
根据1年来运行数据的分析， NO x 若能降低8mg/m 3,即使遇到极端的环境因 素，NO x 排放值也不会超过50m g/m 3。
2015年9 月4号机组进行了预混燃烧器9孔改8孔的技术 改造工作，改造后不同工况下NO x 排放情况如表 1所示，即便在高热值低湿度的情况下，NO x 的 排放值与50m g/m 3存在一定距离，有较大的余量。
3改进建议目前北京市《固定式燃气轮机大气污染物排放标准》(DB 11847-2011)规定燃气轮机的NO x 排 放量要求控制在30m g/m 3,考虑日后NO x 可能存 在更高的要求，现有的NO x 排放数值依然存在一 定差距。
目前NO x 的折算值是依据测量到的N 0浓度 进行计算的，根据2015年7月24日印发的《杭 州市2015年污染源自动监控系统建设和改造计划》(杭环函[2015]203号)的技术要求，N 〇2也需要 上传，用于计算NO x ，目前N 〇2的数值按照NO x 总(下转第85页）2016 年第35卷第12期程甫，等：西门子9F 燃机NO x 排放跟踪及控制措施7942 0 8 6 44 4 4 3 332016 年第35卷第12期浙江电力85电力科技信息《2016年电力新技术目录（电网部分)》正式发布2016年11月16日，由中国电机工程学会、国家电网公司、中国南方电网有限责任公司联合 组编的《2016年电力新技术目录（电网部分)》在 2016年中国电机工程学会年会期间隆重发布，中国电机工程学会理事长郑宝森与中科院院士、中国电机工程学会学术工作委员会主任委员周孝 信共同为该项成果揭幕。