浅析三菱M701F4型燃气轮机燃烧振动优化 何毅峰
三菱M701F4机型燃烧调整与减少NOx排放分析
0 引 言
近年来 , 全 国对 火力 发 电厂 产 生 的 烟气 污 染
放 。在气 体 排 放 物 方 面 , 在7 5 % ~1 0 0 % 负 荷 条
件下 , 三 菱 M7 0 1 F 4机 型 N O x排 放 小 于 4 7 , 1 5 m g / N m , 而一 般 的燃 煤火 力发 电厂脱 硝后 的 N O x 排放 一 般 为 1 0 0 m g / N m ( 依照 G B 1 3 2 2 3 -2 0 1 1 以 1 5 %氧 折算 ) 。可 见燃气 轮 机在燃 烧 调整 方 面 有 着普 通燃 煤机 组无 法 比拟 的优 势 。
f i g u r e d wi t h t wo M7 0 1 F 4 g a s t u r b i n e s . Ea c h g a s t u r b i n e h a d a s t e a m t u r b i n e a n d a g e n e r a t o r c o a x i a l c o n n e c t e d. Th e c o mb u s t i o n wa v e mo n i t o r i n g s y s t e m o f b u r n e r p r e s s u r e o f Da t a n g S h a o x i n g p o we r p l a n t No . 1 u n i t wa s i n t r o d u c e d i n
物( S O , 、 N O x 、 粉尘等 ) 有严 格的控制 , 传 统 的燃 煤 发 电厂 为达到 环 保排 放 标 准 , 减 少 降低 烟 气 排
放物 , 纷纷增 建 电除尘 系统、 脱硫 系统 、 脱 硝 系 统, 投 人大 量 的人 力 物 力 财 力 , 增 加 了 厂 用 电 率
三菱M701F型燃气轮机燃烧压力波动的探讨
三菱M701F型燃气轮机燃烧压力波动的探讨作者:彭志平来源:《山东工业技术》2014年第09期【摘要】随着燃气轮机技术的发展,人们对各类燃烧系统提出了更多新的高要求,目前燃烧室向高压、高温、高强度方向发展,因此减少燃烧压力波动确保燃烧稳定并同时提高燃烧器热部件的使用寿命显得尤其重要。
【关键词】燃气轮机;燃烧压力波动;使用寿命一、M701F型燃机燃烧器特点概述M701F型燃气轮机的燃烧室采用环管形结构,上下两半的燃烧室外壳与压气机和透平的外缸连接成一整体。
20个燃烧器沿机组圆周向均匀地斜插入燃烧室外壳里。
每套燃烧器由燃烧喷嘴、燃烧器内筒、燃烧器尾筒和旁路阀及其它附件组成。
燃料喷嘴由围成一圆圈的8个干式预混主喷嘴和位于圆心的值班喷嘴组成。
采用多喷嘴预混式的目的是为了使空气与燃料混合均匀,增加火焰面积,降低燃烧温度,特别是减少局部高温区,以最终减少NOx的生成。
燃烧部件的结构见图1。
图1:燃烧部件结构图二、燃烧器工作特征及压力波动特点及危害燃烧过程中燃烧室内不仅有非常复杂的气流流动,而且还供入燃料,在伴有强烈紊流交换(热交换和质量、动量交换)的情况下,进行着剧烈快速的释热化学反应。
所有这些物理的或化学的过程都是在高速流动的气流中同时进行的,彼此间相互影响,又相互重叠,这使得燃烧器内的燃烧过程具有很大的复杂性。
1.燃烧室的气流流型燃烧室内建立适当的气流流型是组织燃烧的基础,良好的气流流型应能促进燃料与空气的混合,并有利于在燃烧区内得到需要的浓度场,这些都与能否可靠点火和稳定燃烧直接相关。
显然,头部的气流流型对点火和燃烧起着关键的影响,而燃烧器内筒后段的流型则主要影响燃烧室的出口流场和温度场。
在燃烧室内建立形成回流区的气流流型是确保稳定燃烧的关键。
2.燃烧室中燃料分布为了使燃烧过程能良好地进行,不仅要有所需要的气流流型,而且要有一适当的燃料分布与它相匹配。
每一种燃烧室的气流流型都有一比较适宜的喷雾锥角和喷雾谱与之匹配,从而可以获得所希望的燃烧室性能。
M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组主蒸汽旁路系统控制策略介绍及优化
M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组主蒸汽旁路系统控制策略介绍及优化发布时间:2021-03-25T02:24:39.647Z 来源:《河南电力》2020年9期作者:黄永昆[导读] 随着当前环保压力不断加大,燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。
本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统,该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成,采用 “一拖一,双轴”的布置方式,单套机组装机容量为460MW。
(广东粤电中山热电厂有限公司广东中山 528445)摘要:旁路系统是蒸汽轮机主蒸汽系统的重要组成部分,它在燃气-蒸汽联合循环机组启停过程以及甩负荷时起着十分重要的作用。
本文主要介绍了M701F4型燃气轮机联合循环机组的主蒸汽旁路系统的主要作用,通过对主蒸汽旁路系统几种控制模式的介绍,描述旁路系统在机组运行过程中的控制过程,并通过介绍机组运行过程中一次特殊工况,分析现有旁路系统控制逻辑存在的问题,并提出解决方案。
关键词:M701F4燃气轮机;联合循环;旁路系统;控制模式随着当前环保压力不断加大,燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。
本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统,该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成,采用 “一拖一,双轴”的布置方式,单套机组装机容量为460MW。
在燃气-蒸汽联合循环机组中,旁路系统在机组启停过程以及甩负荷时起着重要作用,它的功能是,当余热锅炉产生的主蒸汽不满足蒸汽轮机运行需求时,这部分主蒸汽会通过旁路系统回到凝汽器,从而防止余热锅炉蒸汽管路超温、超压;另外,在汽轮机跳闸或甩负荷时,旁路系统可以联锁快开从而有效抑制主蒸汽压力、温度参数波动,防止汽包水位波动,维持余热锅炉及燃汽轮机正常运行,从而缩小事故范围,减少机组损失。
M701F4燃机燃烧调整关键技术分析
M701F4燃机燃烧调整关键技术分析摘要:本文从三菱M701F4燃机燃烧系统结构、燃烧控制逻辑、操作步骤,以及在调整过程中燃烧稳定性的变化规律这四个方面解析了三菱M701F4燃机燃烧调整关键技术。
M701F4燃机主要通过调整值班燃料流量和旁路空气流量来重新确认燃机在运行时的燃烧稳定性裕度,调整对象仍然是基准温控线。
燃调负荷点的确定原则是在常用负荷段以及高负荷段的间隔尽可能小。
值班燃料量的调整范围是±0.5%,旁路空气的调整范围是±5%。
在高负荷下,在旁路阀开度和值班阀开度下调的过程应缓慢操作。
前言:M701F4 型燃气轮机是三菱重工投入商业运行中先进的机型,具有热效率高、启停速度快、污染小、自动化程度高等特点。
为了使燃气轮机安全可靠运行,首先要确保燃烧室内燃烧的稳定[1],若燃烧不稳定,轻则导致熄火跳机,重则会对燃烧室造成不同程度的损坏。
燃烧调整是保障燃烧稳定的一种调节手段[2-5],通过调整各支路燃料流量,进而调整燃烧室内局部燃空比,达到平衡燃烧振动和NOx排放的关系。
本文在相关文献的基础上结合运行经验[6],通过对燃烧调整涉及到的相关技术开展解析,为三菱燃机实施自主燃烧调整提供参考。
1、燃烧系统的结构M701F4燃机燃烧系统主要构成部分有喷嘴、内筒、尾筒、旁路阀等,从压气机扩压器出来的空气流入燃烧器,在燃烧室内与燃料混合后燃烧,燃烧后的高温燃气流入透平做功。
燃烧器属于环管布置方式,周向布置20个,燃料在燃烧器中先与空气均匀掺混后再进行燃烧,可有效降低燃烧温度,降低NOx排放。
旁路阀是三菱燃机特有的控制机构,可以控制燃烧室头部进气量,使燃烧进一步适应不同压气机进气流量,提高燃烧稳定性。
相比于M701F3,MF701F4采用了FMk-8燃烧室,在燃料分配方面,该燃烧室升级了旋流器喷嘴,增加了顶环端盖喷嘴,原来的8个主喷嘴被分为两组,由两路燃料调阀分别控制,因此燃料分配变为四路,分别是值班燃料、顶环燃料、主燃料A、主燃料B。
M701F4型燃气蒸汽联合循环机组调试问题及优化措施
技术与实践140 / INDUSTRIAL DESIGN 工业设计M701F4型燃气蒸汽联合循环机组调试问题及优化措施COMMISSIONING OF M701F4 GAS-STEAM COMBINED CYCLE UNIT AND ITS OPTIMIZATION MEASURES广东粤电中山热电厂有限公司 朱啟明行充分的混合燃烧。
燃烧过程中产生的高温高压烟气,在燃机透平中进行做功,推动透平转子旋转,进而带动压气机和发电机转子旋转。
一般来说,压气机耗功约占透平输出功率的2/3,另外的1/3输出功率用于带动发电机产生电能。
1.2蒸汽发电在燃机透平做功后的烟气排出至余热锅炉,加热余热锅炉各受热面中的给水、饱和蒸汽,产生符合要求的高温高压蒸汽,进入汽轮机中膨胀做功,带动汽轮机转子旋转,最终带动发电机做功产生电能输出。
1.3联合循环发电汽轮机做功后的乏汽进入凝汽器中进行冷却凝结,然后通过给水系统重新进入余热锅炉中进行除氧、加热、蒸发等,形成燃气蒸汽循环发电。
2“一拖一”多轴联合循环机组调试问题2.1天然气临时滤网堵塞调试期间,天然气管道中异物较多,为对燃机进行充分的保护,防止异物进入燃烧器中造成损伤,某电厂在燃气终端过滤器后各燃料集管处增设了临时滤网。
但在调试期间,即使已对天然气管道进行吹扫,仍会频繁出现燃机刚开机不长时间后,临时滤网的前后差压就达到报警阈值的情况,导致机组无法继续运行,只能停机将滤网清理干净后再重新启机,大大降低了调试效率,增加了燃机的调试时间。
2.2 TCA 冷却水低流量保护动作TCA 系统即燃机透平冷却空气系统,其主要功能是为透平转子提供合格的冷却空气。
TCA 冷却空气从燃兼压缸中抽出,经过水冷式冷却器冷却和滤网过滤后进入燃机转子。
TCA 冷却水取自给水系统,为确保TCA 的冷却效果,机组配置了冷却水低流量保护功能。
在某电厂调试过程中,多次触发TCA 冷却水低流量保护动作导致机组跳闸,使得调试工作无法顺利开展,影响调试进程。
三菱M701F4型燃机联合循环机组隔天热态启动汽机轴系振动大分析和启机优化
三菱M701F4型燃机联合循环机组隔天热态启动汽机轴系振动大分析和启机优化摘要:我厂二期三菱M701F4联合循环机组在隔一天热态启动的过程中,汽轮机机都会有一定程度的振动,如果设备有缺陷或工况不正常时振动更大。
振动过大将使叶片、轮盘等应力增加,使机组动静部分如轴封、隔板气封与轴发生摩擦,部分紧固件松动,严重时会导致轴承、管道甚至机组损坏。
为保证机组安全,必须对机组的振动状态进行全面监测,并在启动过程通过运行人员的经验,必要时对启动过程中手动干预优化启机操作。
当振动超过安全范围时,发出报警信号,如继续增大并超过一定范围时,机组跳闸。
关键词:轴承;振动;隔天热态;操作优化一、M701F4机组概况及汽机轴系介绍我厂二期项目选用三套460MW F 级改进型(燃机型号为M701F4)、高效一拖一双轴热电联产燃气蒸汽联合循环机组。
每套机组包括一台低NOx 燃气轮机、一台燃机发电机、一台蒸汽轮机、一台汽机发电机、一台无补燃三压再热脱硝型余热锅炉及其相关的辅助设备。
二期汽轮机组是一台三压、再热、双缸、向下排汽抽凝供热汽轮机,具有高运行效率和高安全可靠性。
高压(HP)和中压(IP)合缸,低压缸对称分流,均为冲动式汽轮机。
汽机振动是联合循环机组主保护之一, 因为汽机的振动直接关系到汽机最昂贵的部分—轴系的安全。
若汽轮机振动大引起汽机跳闸后,若不及时手动干预操作汽机旁路阀和给水调阀会引起燃机也随之跳闸,扩大事故范围,造成电网冲击。
本厂汽轮机高中压转子、汽轮机低压转子和发电机转子分别通过刚性联轴器连接。
汽机轴系共有6个轴承,高、中、低压缸4 个,发电机2 个。
机组运行中产生轴承振动是一种必然现象,但是轴承振动必须限定在规定范围内,否则就会影响机组的安全运行。
本厂汽机机组的#1-6 瓦的振动报警值:127μm,盖振振动报警值:50μm;出现以下任一情况延时3s,汽轮机保护动作:(1)任一轴系X 向轴承振动值达到250μm或Y 向轴承振动值达到250μm;(2)任一轴系盖振大于80μm在机组实际运行中,轴承振动最大一般在100μm以内,盖振在45μm以内。
三菱M701F4型单轴燃气蒸汽联合循环机组冷态启动暖机负荷期间高旁调节控制优化
2018.8 EPEM 69
发电运维 Power Operation
2.2 备用压力控制模式 最小压力控制模式与备用压力控制模式的切换
是以主蒸汽阀门的开合或燃气轮机组的运转功率为 判据。当旁路阀处于全关闭状态,且运行功率达到 230MW 以上或机组的主蒸汽阀开启,此时旁路系 统的控制模式从最小压力控制模式向备用压力控制 模式进行转换。备用压力控制模式保证了旁路阀全 关状态下系统压力的快速上升,当压力大于阀门设 定值后,又能够有效泄压,确保整个机组的运行安 全,即系统高效且保证安全。 2.3 实际压力跟踪模式
0 引言 气蒸汽联合循环发电机组具有效率高、
燃启停快、环保等优点,不仅可以用作 紧急备用电源和尖峰负荷机组,而且 还能带基本负荷和中间负荷,适合用 于调峰。
某电厂2套460MW燃气蒸汽联合循环发电机组 为三菱 M701F4型燃气蒸汽联合循环发电机组,日 常作为调峰机组,启动方式基本为热态启动,早起 晚停。但随着运行方式的改变以及受天然气短缺等 因素影响,冷态启动的次数逐渐增多。该型机组在 冷态启动中存在暖机时间长、启动速度慢、经济性 差的特点,需要对旁路系统进行逻辑优化,以提高 机组启动的经济性。
③中压主汽阀前蒸汽温度与中压缸叶片环金属 温度之差在 +110℃~-56℃间。
在冷态启动过程中,汽轮机和余热锅炉的温度 均比较低,为保证余热锅炉加热的最小温度,燃气 轮机以50MW 的负荷进行暖机,燃气轮机的排气温 度大致控制在402℃。余热锅炉经过较长时间暖炉 后,汽包压力提高,而高旁处于最小压力模式下, 高旁阀前压力设定值一直较低,导致高旁阀长时间 大开度开启,大量较高温度和压力的蒸汽通过冷再 管道经加热后返回中压汽包,中压缸进汽蒸汽品质 能较快满足要求,而高压缸进汽蒸汽品质迟迟不能 达到需求值,使得汽轮机进汽条件一直不能满足, 暖机时间延长。
M701F4型燃机“一拖一”多轴联合循环机组闭式水系统节能分析及优化措施
M701F4型燃机“一拖一”多轴联合循环机组闭式水系统节能分析及优化措施作者:杨翔胜朱贺徐振谊来源:《科学与财富》2017年第24期摘要:本文针对M701F4型燃机“一拖一”多轴联合循环机组闭式水系统能耗较大的问题,对闭式水系统进行节能分析,并提出优化措施,以供大家一同探讨。
关键词:联合循环;闭式水;节能;优化1 引言某电厂现有两套额定功率为460MW的M701F4型燃机“一拖一”多轴联合循环机组,每套机组配置1台燃气轮机、1台汽轮机、1台余热锅炉和2台发电机。
燃气轮机、蒸汽轮机与发电机布置形式为双轴,额定转速3000r/min。
该厂两套机组自2014年9月建投产以来,闭式水系统一直存在能耗较高的问题,影响厂用电率。
因为投产时机组为新型机组,国内并没有更多先进运行经验可以借鉴,所以在投产后两年多的运行时间里,该厂技术人员一直对闭式水系统进行节能分析,积累了较多有效的节能措施,现将节能分析及优化措施进行总结梳理,对今后的同类型机组的运行具有一定的借鉴意义。
2 设备概况该厂两套机组闭式水系统均采用水质较好的除盐水或者凝结水补水,经闭式水泵升压,水水热交换器换热后,供水至燃气轮机、汽轮机、余热锅炉及发电机各辅助设备,直接或者间接带走各辅助设备产生的热量,保证辅助设备安全运行。
冷却辅助设备后的闭式水回到闭式水泵进口,形成一个循环。
两套机组的闭式水系统之间设置有两个联络电动阀。
每套机组闭式水系统分别配置一台变频器,两台闭式水泵,运行方式为:一用一备。
闭式水泵为单级双吸水平中分卧式离心泵,其参数如下:流量:1980 m3/h,扬程 53m,机械密封转速:1245 r/min,电动机端看为顺时针转向,必须汽蚀余量:5m,效率:90% 。
闭式水泵电机参数如下:400kW,6000V, 1486 r/min,额定电流:46.3A。
3 节能分析及优化措施3.1 单套机组运行,另一套机组备用时,闭式水系统母管制运行在两套机组正常运行时,每套机组闭式水系统彼此单独运行。
三菱701F4联合循环机组启动优化探讨
第38卷,总第224期2020年11月,第6期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Vol.38,Sum.No.224Nov.2020,No.6三菱701F4联合循环机组启动优化探讨祝相云1,张 卫2,黄 岳2,余 亮2(1.浙江浙能技术研究院有限公司,浙江 杭州 311121;2.浙江浙能金华燃机发电有限公司,浙江 金华 321000)摘 要:某三菱701F4联合循环机组启动过程中存在启动时间长、循环水流量过剩、真空建立过程要求过高等问题,本文首先对上述各问题逐个开展机理分析,随后通过利用汽包余热改善中压过热蒸汽参数替代锅炉供汽、优化循环水系统运行控制逻辑和真空控制逻辑等措施,提高了机组启动过程的灵活性和经济性。
该方法对其它同类型机组启动优化工作具有一定的参考价值。
关键词:联合循环机组;启动优化;控制逻辑;汽包余热;循环水系统;真空条件中图分类号:TK018 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2020)06-0511-05Discussion on MITSUBISHI 701F 4Combined Cycle Unit Startup OptimizationZHU Xiang -yun 1,ZHANG Wei 2,HUANG Yue 2,YU Liang 2(1.Zhejiang Energy Group R&D Institute Co.,Ltd.,Hangzhou 311121,China;2.Zhejiang Zheneng JinhuaGas Turbine Power Generation Co.,Ltd.,Jinhua 321000,China)Abstract :The startup process of MITSUBISHI 701F4gas combined cycle generating unit has some prob⁃lems such as long start -up time,excessive circulating water flow,and excessive requirements for the vacuum establishment process.So this paper analyzes the mechanisms of the above problems one by one firstly,then improves the medium -pressure superheated steam parameter substitution by using the resid⁃ual heat of the steam drum measures such as boiler steam supply,optimized operation control logic and vacuum control logic of the circulating water system,which improved the flexibility and economy of the unit'sstartup process.This method has certain reference value for other similar units to start optimization work.Key words :combined cycle unit;start -up optimization;drum waste heat;circle water system;vacuum condition收稿日期 2020-07-16 修订稿日期 2020-08-22基金项目:浙能集团科技项目(ZNKJ -2019-051)作者简介:祝相云(1992~),男,硕士研究生,工程师,主要从事电厂热力系统性能试验工作。
三菱M701F4燃气-蒸汽联合循环机组启动并汽控制优化与应用
三菱M701F4燃气-蒸汽联合循环机组启动并汽控制优化与应用发表时间:2017-06-13T14:57:48.933Z 来源:《电力设备》2017年第6期作者:赵楠[导读] 机组负并汽时荷偏低,导致并汽时间偏长,严重影响了机组的效率。
(神华国华(北京)燃气热电有限公司北京 100025)1、项目简介本项目通过分析三菱M701F4“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组并汽过程中冷再调门调节迟缓频繁解除自动调整,打断APS(燃机一键启动)的问题,结合国内同类型燃气轮机调研及相关参数收集,对冷再调门的控制逻辑进行全面分析,经过不断的论证、优化、试验,得出冷再调门控制逻辑的最优方案。
机组负并汽时荷偏低,导致并汽时间偏长,严重影响了机组的效率。
本项目结合设备现状,借鉴国内同类型燃气联合循环机组冷再调门控制方法,提出新的冷再调门控制逻辑设计方案,以两台机冷再热蒸汽流量对比为控制输出,设计冷再调门控制逻辑,消除了冷再调门启闭时间较慢和回调的干扰因素,最终做到了冷再调门全程自动调整,对系统主要参数干扰小,调节可靠性进一步提高。
机组并汽负荷偏低(120MW至140MW之间),在热态和温态启动中非常不经济。
而机组实际情况是热态和温态启动居多,占80%以上。
在并汽顺控完善的前提下,并汽过程的安全性得到提升,考虑到并汽过程的经济性,通过数据收集、分析论证,证明并汽负荷由低负荷并汽转向高负荷并汽的可行性,以进一步完善并汽方式,提高机组效益。
机组运行的一年中,执行并汽程序和解汽程序分别达30余次,针对燃气机组担负电网调峰的任务,并汽过程的安全问题日益突出,其中蒸汽参数的控制,冷再调门的控制,并汽负荷偏低等问题比较突出,主要体现在以下几个方面:1)冷再调门在并汽过程中处于自动状态,当开启到15%的开度时,阀门停止动作,必须解除自动并手动操作,APS启动程序被打断,解汽过程亦是如此,不利于机组安全启动。
2)人工手动操作冷再调门,运行人员不能全部做到控制合理的启闭速率,速率过快对锅炉汽包水位等主要参数影响较大,速率过慢不经济。
三菱M701F燃气轮机控制系统简析
Analysis on Control System for Mitsubishi M701F Gas Turbine
M 7 0 1 F 的温度控制具体分为两类,叶片通道温度 限制控制和排气温度限制控制。相应的温度测点也分 为两类:叶片通道温度测点(2 0 个)和排气温度测点 (6 个),都是环型均匀布置。
压气机出口压力有 3 个测点,取中值后作为温控 基准线函数的输入,温控基准函数的输出则做为排气 温度 T 4 的参考基准值(EXREF )。
转速控制方式控制逻辑图如图 2 所示。
下降太快,使 G V C S O 的输出快速增加 5 % 时,则控制 转换到负荷控制方式下,限制负荷的快速增加,如图 3 所示。频率稳定在 d 点时,负荷由 D 点以一定的速 率慢慢升到 E 点。
图3 转速控制时的调频工作模式 Fig. 3 Frequency modify mode under governor control 1.2.3 负荷控制
1 三菱 M701F 燃气轮机控制系统
1.1 燃气轮机主控制系统 燃气轮机主控制系统逻辑图如图 1 所示[1]。
图1 三菱M701F燃气轮机主控制系统框图 Fig. 1 The main control system diagram of Mitsubishi M701F gas turbine
收稿日期:2008-07-28 作者简介 :毛 丹(1981-),男,浙江桐乡人,深圳市广前电力有限公司前湾燃机电厂职员,主要从事燃机电厂运行控制工作; 作者简介 :诸粤珊(1981-),女,湖南益阳人,深圳市广前电力有限公司前湾燃机电厂职员,主要从事电厂信息资讯工作.
浅析三菱M701F4型燃气轮机燃烧振动优化 何毅峰
浅析三菱M701F4型燃气轮机燃烧振动优化何毅峰摘要:为更好的应对汽轮机燃烧过程中遇到的问题,需要对燃气轮机燃烧室工作具有一定的了解,对其压力振动类型原理等进行分析,因此本文便以三菱M701F4型燃气轮机做为主要叙述内容,对燃烧室工作过程中遇到的问题进行简要的分析。
关键词:M701F4型燃气轮机;燃烧振动;优化M701F4型燃气轮机是三菱工业研发的具有极强技术价值的设备,由于其本身具有较高的应用性以及优良特点,因此被广泛应用。
为提高燃气轮机燃烧的稳定性和安全性,首先需要对燃烧室的燃烧工作进行一定了解,并且对其中的振动机理进行掌握。
如果燃烧室不能处于正常的工作状态,便会造成不良后果,例如机械熄火、机械损坏等,严重影响燃气轮机的机械寿命。
机械振动的原因有很多,因此只有采取正确的应对方法才可以解决问题。
一、产生燃烧振动的原因在燃烧中的火焰区间,燃烧产生的热量会以不同的形式表现,例如温度、声光等,而且在外界因素改变时,自身也会因此改变。
在放出剧烈声光之后,伴随着大量的热量,并逆向促进声光现象的产生,推动压力的释放,产生燃烧振动的现象。
M701F4型燃气轮机使用的燃料为天然气,在燃料与空气的比例问题中,如果掌握不好燃空比,便会导致燃空比不适用于当前的燃烧活动,一旦外界因素改变,就无法保证自身具有的稳定性,使振动现象产生[1]。
由于燃空比的改变,当前的工作活动也受到了一定的影响。
M701F4型燃气轮机的燃料喷嘴及旁路阀为主要控制燃空比的部位。
燃烧室中,燃烧所需要的燃料是由燃烧喷嘴提供的,而空气的流量则是由阀门控制,所以可以通过控制阀门调整两者之间的比例,达到最优化的效果,避免燃烧振动的产生,提高燃烧环节的稳定性。
在燃烧室中,燃烧的方式主要分为两种。
第一种扩散燃烧,此方式具有稳定性强的优势,但是,此种方式对NOx的排放量没有进行有效的控制。
第二种为预混燃烧,此燃烧特点是有效减少Nox排放,但是其本身的稳定性差,回火现象严重。
M701F4燃机燃烧调整及A-CPFM系统的分析与应用
M701F4燃机燃烧调整及A-CPFM系统的分析与应用摘要:三菱重工的M701F4级单轴燃气-蒸汽联合循环机组燃烧调整重要参数,A-CPFM功能介绍及应用。
主题词:M701F4单轴联合循环机组 CLCSO A-CPFM一、M701F4燃气轮机燃烧调整及控制1.燃机燃烧调整的目的M701F4燃机采用干式低氮氧化物(DLN)燃烧室,燃烧调整的目的:保证燃烧的稳定和保障机组安全运行。
保障安全稳定的基础上,提高燃烧效率,尽可能减少 NOx、CO等污染物排放。
在各负荷点燃烧模式尽可能提高燃烧火焰的稳定性,减弱燃烧脉动。
1.M701F4燃机FMK-8型燃烧室结构和燃烧的特点M701F4型燃机的燃烧室采用环型逆流布置方式带旁路阀,20个DLN燃烧器沿机组圆周向均匀布置。
每个燃烧器采用内外筒结构,燃烧器包括预混式火焰筒(内筒),内筒中心为扩散燃烧方式的值班燃料喷嘴,8只主燃料喷嘴环绕在值班燃料喷嘴周围。
在主燃料喷嘴外围内外筒之间环绕布置16个顶环燃料喷嘴。
火焰筒封闭在燃烧室缸体中,缸体形成一个相对低速增压室,压气机排气经旁路阀调整控制后进入增压室与经过燃料加热器(FGH)提高温度后的天然气预混后在火焰筒中燃烧,经过渡段(尾筒)送至第一级透平静叶。
燃烧室运行中内始终存在两种燃烧模式,一种为燃烧室中部值班燃料控制阀后的扩散燃烧,它的特点时火焰稳定燃烧区域温度高但是NOx排放量多,主要作用为防止燃烧器熄火。
第二种在扩散燃烧区域的周围空间,主燃料喷嘴后的燃烧模式为预混燃烧,它的特点是温度较扩散燃烧区域温度低,但是温度均衡,NOx排放量少。
燃烧器旁路则调整参与燃烧的空气量即燃空比,并改变燃烧器内部流场和压力分布。
1.燃烧调整主要调整的重要参数及监视运行中燃烧是否稳定,是否达到燃调预想的要求则通过对相关参数的监视来达到。
这些与燃烧系统的运行监测参数包括发电机输出、IGV开度、进气温度、进气流量、燃烧室旁路阀开度、大气压比等参数。
三菱M701F4燃机转子冷却空气系统优化研究
三菱M701F4燃机转子冷却空气系统优化研究任渊源1,张卫灵1,光 旭1,刘建生2(1.中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司,浙江 杭州 310012;2.浙江大唐国际绍兴江滨热电有限责任公司,浙江 绍兴 312366)摘要:大唐绍兴江滨天然气热电联产工程采用国内首套三菱M701F4型单轴燃气蒸汽联合循环机组,为目前国内单机容量最大、热效率最高的9F 级联合循环机组之一。
本文对燃机转子冷却空气余热利用系统进行了深入研究,对冷却器型式进行了综合比较和优化选择,同时对水侧系统方案进行了优化,最终提高了机组的额定发电量和热效率,降低了工程造价,产生了较好的经济效益。
对国内外“一拖一”和“二拖一”等联合循环机组的设计均具有较高的借鉴和参考意义。
关键词:三菱M701F4;燃机转子冷却空气;冷却器;余热利用。
中图分类号:PM621 文献标志码:B 文章编号:1671-9913(2018)08-0029-05Research on the Optimization of MitsubishiM701F4 Gas Turbine Cooling Air SystemREN Yuan-yuan 1, ZHANG Wei-ling 1, GUANG Xyu 1, LIU Jian-sheng 2(1. Zhejiang Electric Power Design Institute Co.,Ltd. of China Energy Engineering Group, Hangzhou 310012, China ;2. Zhejiang Datang International Shaoxing Jiangbin ThermalPower Generation Co.,Ltd., Shaoxing 312366, China)Abstract: The first Mitsubishi M701F4 single-shaft combined cycle unit in China is adopted in Datang Shaoxing Jiangbin thermal power plant. And it is one of the 9F combined cycle units that have highest rated power and thermal efficiency. Gas turbine cooling air waste-heat utilization system is studied in this paper. Cooler types are overall evaluated and water side systems are optimized at the same time. Finally higher rated power and heat efficiency are acquired. Construction costs are reduced and good economic benefits are achieved. This paper has great significance for domestic and overseas projects which have M701F4 gas turbines.Key words: Mitsubishi M701F4; gas turbine cooling air; cooler; waste-heat utilization.* 收稿日期:2015-09-28作者简介:任渊源(1978- ),男,浙江杭州人,高级工程师,主要从事火力发电厂和联合循环电厂热机专业设计和研究工作。
浅谈M701F4 燃机在TI 级检修中的要点
浅谈M701F4 燃机在TI 级检修中的要点针对三菱燃机M701F4机组中修即TI级检修中的检修要点进行阐述。
主要内容包括燃烧室和透平缸部件的检修,以及燃机在检修中其他部位的检查和测量。
希望本文可为三菱燃机M701F4机组的检修工作提供参考标签:燃机M701F4 燃烧室透平缸热通道可转导叶IGV 检查测量1.前言M701F4型燃气轮机具有较高的应用性以及优良特点,被广泛应用。
为提高燃气轮机燃烧的稳定性和安全性,燃气轮机检修分为小修、中修和大修检【1】。
其中,燃机中修又称TI级检修,是对燃机的燃烧室部件和热通道部件进行检查测量与检修,并且测量压气机可导向叶片IGV全开、全关的角度等。
某厂于2020年3月至4月进行了M701F4燃机的中修,现对此次检修中要点进行讲述。
2.M701F4燃机在TI级检修中的要点2.1燃烧室部件的检修与检查燃烧室是燃烧的主要区域,承受温最高的部件,温度可达1400℃,经过一个运行周期后都要进行检查与更换。
燃烧室部件的检修包括喷嘴、内筒、尾筒、尾筒密封块等部位和部件。
检查的项目有喷嘴、联焰管(夹)、尾筒弹性支架、端盖与中间端盖等部件的目视(VT)和着色(PT)检查。
对拆下的内筒、尾筒和尾筒密封块进行目视(VT)抽检。
重要试验项目有喷嘴的喷水试验、点火器与火焰检测的测试。
喷嘴的V型滤网进行超声波清洗。
燃烧部件的尾筒装复是一个重要的环节,尾筒的密封块装复后应灵活无卡涩,否则要进行槽道的修磨;尾筒装入后使用专用测量工具进行尾筒的对中环节,通过尾筒弹性支架与垫片进行位置调整,使尾筒在圆周方向的偏差在1.00mm之内。
2.2热通道部件的测量、检查与更换燃机的中修需要开透平缸后进行透平热通道部件的检修,按照从#4-#1级的顺序依次解体透平静叶同时测量动叶的叶顶间隙。
使用翻转工装翻出#1-#4静叶的下半部对各级的整圈静叶的部件进行裂纹、烧灼、磨损等现象的检查,特别是对#1级、#2级动静叶片的涂层烧损、叶片的冷却空气孔、裂纹等不良现象重点检查,并且对超出标准的叶片进行更换。
M701F4燃气轮机启动过程旋转失速分析
(2) 对启动设备出力情况进行监视及检查,确 保启动设备出力
通过对SFC等启动设备出力情况 录波分
析, 启动设备是否
常出力,对 辅助
参与启动过程的燃气轮机,应确保 压力、 满
足要求。通过以上
压气机启动期 :
,远离失速//
&
次旋转失速发生前,该 启动过 中 SFC 出
转速已由投产初期的2 000 r/min jg改为2 200 r/min o
第34卷第2期 2021年6月
《燃气轮机技术》 GASTURBINETECHNOLOGY
Vol. 34 No. 2 Jun. , 2021
M701F4燃气轮机启动过程旋转失速分析
许正武,刘云飞
(金华燃机发电有限责任公司,浙江金华321025)
摘 要:分析某厂M701F4燃气轮机启动过程中压气机振动高事件,对燃气轮机压气机旋转失速产生机理进 行阐述,并列出调节启停过程IV角度,确保启动设备出力,确保防喘阀抽气流量,降低机组启动升速率,加 强水洗或对压气机IV及首级动叶进行清洗等防范措施,提出未设置喘振保护的各燃气轮机电厂根据现场 实际情况设置喘振保护的建议。
[J] •工业汽轮机,2016(1) : 12-16. [4] 任帅,翟宇•压气机喘振基本原理及控制手段研究[J] •河南科
,2017,623(11): 70-71. [5] 席亚宾,张帅,蔡青青,等•燃气轮机旋转失速机理及防范措施
[J] •内燃机与配件,2000(04): 141-142. [6] 刘建生.燃气轮机压气机旋转失速原因分析[J] •发电设备,
收稿日期:2020-12-13 改稿日期#2021-01-13 作者简介:许正武(1980#),青海海东人,本科,高级工程师,从事燃气-蒸汽联合循环电厂生产运行工作,E-mail:
M701F4型燃气
M701F4型燃气 蒸汽联合循环机组FCB试验的分析与研究朱 乐1 刘 云1 沈 岩1 马 帅1 李永昊1 郑志勇2(1 天津陈塘热电有限公司 2 天津能源投资集团有限公司)摘 要:通过对M701F4型燃机一拖一100%负荷、二拖一100%负荷FCB试验过程的分析,以及试验过程中相关参数的研究,结合燃气 蒸汽联合循环机组的特点,提出针对M701F4型燃机FCB逻辑及相关设备控制逻辑的优化,介绍纯凝运行工况100%负荷FCB试验相关情况。
关键词:FCB;燃气 蒸汽联合循环发电机组;孤岛运行;甩负荷0 引言快速甩负荷(FastCutBack,FCB)一般指负荷在35%以上的运行发电机组由于线路故障或电网故障等原因而与电网解列,瞬间移除所有对外部供电,在锅炉不灭火的情况下,实现快速降低出力以维持自身厂用电运行或停机不停炉的自动控制功能[1]。
为了应对电网可能发生的大面积停电事故,国内外都把如何迅速恢复供电作为重要研究课题,其中FCB成了各方关注的重点,它的优点在于电网故障排除后可以通过自动同期装置快速重新并网,有利于提高机组的安全运行水平,降低由于电网故障所造成的启停成本,同时延长机组的运行寿命。
机组快速甩负荷对于机组旁路门的灵敏度、汽包水位、燃机自动调节能力等要求较高。
机组若不并网单独运行,自带厂用电也存在相应风险,并且目前我国大型发电厂在设计时普遍未考虑FCB功能,未能实现机组快速切负荷控制功能。
为响应国家能源安全新战略,建设“结构清晰、局部坚韧、快速恢复”的坚强局部电网,天津陈塘热电有限公司进行了FCB改造并经试验验证成功,成为天津地区首个完成FCB试验的燃气电厂,填补了国内同类型燃气 蒸汽联合循环“二拖一”机组FCB功能的空白[2 3]。
本文就一拖一100%负荷、二拖一100%负荷FCB试验过程以及试验中遇到的一些逻辑及相关设备的控制问题,进行探讨、分析和总结,对国内其他燃气机组实现FCB功能有一定的借鉴作用。
三菱M701F燃气轮机燃烧调整分析
第38卷 第3期2009年9月热力透平THERMAL TURBINEVol.38No.3S ept.2009三菱M701F 燃气轮机燃烧调整分析毛 丹,诸粤珊(广东省粤电集团深圳市广前电力有限公司前湾燃机电厂,广东深圳518054)摘 要:燃气轮机燃烧调整是我国引进重型燃气轮机的关键技术和重要难题之一。
本文详细分析了三菱M 701F 燃气轮机燃料系统结构及基本的控制原理、燃烧调整的目的、监测手段及调整的方法和过程,根据燃烧不稳定产生的原因提出改进方法。
分析了燃烧室压力波动监视系统CPF M 的功能和构成,以及高级燃烧室压力波动监视系统A dv anced CP FM 在机组运行中的作用,可以进一步提高技术人员掌握燃气轮机燃烧调整技术的能力。
关键词:燃烧室压力波动;燃烧调整;燃烧室旁路阀中图分类号:T K 473 文献标识码:A 文章编号:1672-5549(2009)03-0156-05Analysis on Combustion Adjusting of Mitsubishi M701F Gas TurbinesMA O Dan,ZH U Yue -shan(Qianwan Gas Turbine Power Plant,Shenzhen Guangqian Electric Power Co.Ltd.of GuangdongYudean Group Co.Ltd.,Shenzhen 518054,C hina)Abstract: Gas turbine combust ion adjusting is one o f key techno lo gies and import ant issues for intr oductionof heavy -duty g as turbines in o ur co untr y.T he pur po se of this paper is to analyze the objective,sy stem,basal co nt rol principle,mo nitor ing procedur e and method of the combust ion adjusting system,and then the improv ement metho d is g iven based on the r easo n of unstable combust ion.T he function and st ruct ur e to the CP FM sy stem o f combusto r pr essure fluctuation,the effect of t he Advanced CP FM sy stem dur ing unit s operatio n ar e investig ated to pr omote the abilit y o f technicians to master t he co mbustio n adjusting fo r g as tur bines.Key words: co mbustor pr essure fluctuatio n;combustion adjusting ;combust or by pass valve收稿日期:2009-04-06作者简介:毛丹(1981-),男,浙江桐乡人,华北电力大学自动化专业毕业,工学学士,经济师,主要从事燃机电厂运行控制工作。
三菱M701F4型燃气轮机运行中BPT偏差大保护浅析
三菱M701F4型燃气轮机运行中BPT偏差大保护浅析发表时间:2019-10-12T16:03:53.340Z 来源:《河南电力》2019年2期作者:李露[导读] 对M701F4型燃气蒸汽联合循环发电机组的BPT保护进行了分析,并介绍了一次降负荷的过程中,燃机BPT偏差大导致机组自动停机的原因进行分析,确认为部分燃烧器V型滤网存在堵塞现象造成,提出了相应的防范措施,对同类型电厂有借鉴作用。
李露(中山嘉明电力有限公司 528403)摘要:对M701F4型燃气蒸汽联合循环发电机组的BPT保护进行了分析,并介绍了一次降负荷的过程中,燃机BPT偏差大导致机组自动停机的原因进行分析,确认为部分燃烧器V型滤网存在堵塞现象造成,提出了相应的防范措施,对同类型电厂有借鉴作用。
关键词:BPT偏差;BPT变化趋势;滤网堵塞;措施1前言三菱M701F4型燃机组成的燃气-蒸汽联合循环一拖一供热机组。
总体配置为:一台M701F4型低NOx 燃气轮机、一台燃气轮发电机、一台无补燃三压再热自然循环余热锅炉、一台蒸汽轮机和一台汽轮发电机。
以天然气做为燃料。
M701F4燃气轮机共设计20个低预混燃烧器,圆周布置。
为监视每个燃烧器运行情况,在燃机透平出口安装了20个叶片通道温度测点,通过20个BPT的平均温度与每一个燃烧器BPT的差值间接反映燃烧器运行情况,通过BPT温度来监测燃机叶片的温度和燃烧稳定性,为保证燃气轮机设备安全设置了BPT偏差大自动停机及跳闸保护。
2三菱M701F4型燃气轮机BPT偏差大保护逻辑介绍2.1 BPT VARIATION LARGE TRIP——BPT偏差大跳闸下列两种情况,任意一种满足则跳机当“BPT VARIATIOON LARGE COMMAD”信号=1时,某好点BPT偏差大达跳机值延时30秒,且与其相邻好点BPT(NEXT)偏差达跳机值延时30秒,则机组BPT偏差大跳闸。
当“BPT VARIATIOON LARGE COMMAD”信号=1时,某好点BPT偏差大达跳机值延时30秒,且及其相邻好点BPT与平均BPT差值的变化速率达到±1℃/min延时12.5秒,则机组BPT偏差大跳闸。
M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组天然气ESD阀可靠性分析及优化处理
M701F4型燃气 -蒸汽联合循环机组天然气 ESD阀可靠性分析及优化处理摘要:天然气调压系统对燃气发电厂尤为重要,调压系统主要设备包含有入口单元、计量单元、过滤分离单元、加热单元、调压单元等设备。
本文主要对入口单元中的天然气紧急关断阀(ESD)的电液联动执行机构的动作原理进行分析,提出目前ESD阀电气回路及控制油回路存在的问题,并根据存在的问题提出解决措施。
关键字:燃气发电厂;调压系统;ESD阀;电液联动;可靠性;燃气电厂中的天然气调压系统主要功能是用来调整天然气压力、过滤分离天然气中存在的杂质以及有换热功能,从而改善天然气的品质,使之符合燃气轮机进气要求的重要系统,调压系统简图如图1所示。
其中调压系统入口管道上配置有紧急关断阀(ESD),当调压站内或电厂内发生重大事故、上游压力异常升高时迅速关断紧急切断阀,将站内天然气管道设施与上游隔断,避免事故范围扩大。
图1 天然气调压系统简图目前天然气调压站ESD阀常见的执行机构电液联动型、气液联动型、气动型等,本文主要对电液联动型执行机构的ESD阀原理介绍以及提出优化措施。
1. 电液联动型执行机构的ESD阀原理分析电液联动执行机构的ESD阀控制原理图如图2所示,执行机构动作原理为:(1)执行机构收到开指令时,SV2和SV3电磁阀带电关闭,液压油泵电机会启动运行,同时SV1电磁阀会旁通0.5秒排空,然后带电保持关闭。
此时,液压油流入执行器油缸并移动执行器,直到其达到全开位置,然后SV1断电,执行机构油压由SV2、SV3电磁阀和CV1逆止阀保持,如果没有指令请求则油泵电机停止运行。
(2)当接收到关指令时,SV2和SV3电磁阀失电打开,执行器油缸的液压油由于受到弹簧力的作用迅速泄压,执行机构从而关闭。
(3)当MO1阀切换到“手动”模式下,可通过就地执行机构上的手动泵(HP)操作进行液压油增压,从而打开执行机构,使得执行机构阀位保持全开。
(4)执行机构内部油路还有压力监视模块以及超压保护模块,执行机构在“自动”模式下,当检测到执行器油路压力下降时,会联锁启动液压油泵从而使油路增压。
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浅析三菱M701F4型燃气轮机燃烧振动优化何毅峰
发表时间:2018-05-14T15:54:30.857Z 来源:《电力设备》2017年第34期作者:何毅峰
[导读] 摘要:为更好的应对汽轮机燃烧过程中遇到的问题,需要对燃气轮机燃烧室工作具有一定的了解,对其压力振动类型原理等进行分析,因此本文便以三菱M701F4型燃气轮机做为主要叙述内容,对燃烧室工作过程中遇到的问题进行简要的分析。
(广东粤电中山热电厂有限公司广东中山 528445)
摘要:为更好的应对汽轮机燃烧过程中遇到的问题,需要对燃气轮机燃烧室工作具有一定的了解,对其压力振动类型原理等进行分析,因此本文便以三菱M701F4型燃气轮机做为主要叙述内容,对燃烧室工作过程中遇到的问题进行简要的分析。
关键词:M701F4型燃气轮机;燃烧振动;优化
M701F4型燃气轮机是三菱工业研发的具有极强技术价值的设备,由于其本身具有较高的应用性以及优良特点,因此被广泛应用。
为提高燃气轮机燃烧的稳定性和安全性,首先需要对燃烧室的燃烧工作进行一定了解,并且对其中的振动机理进行掌握。
如果燃烧室不能处于正常的工作状态,便会造成不良后果,例如机械熄火、机械损坏等,严重影响燃气轮机的机械寿命。
机械振动的原因有很多,因此只有采取正确的应对方法才可以解决问题。
一、产生燃烧振动的原因
在燃烧中的火焰区间,燃烧产生的热量会以不同的形式表现,例如温度、声光等,而且在外界因素改变时,自身也会因此改变。
在放出剧烈声光之后,伴随着大量的热量,并逆向促进声光现象的产生,推动压力的释放,产生燃烧振动的现象。
M701F4型燃气轮机使用的燃料为天然气,在燃料与空气的比例问题中,如果掌握不好燃空比,便会导致燃空比不适用于当前的燃烧活动,一旦外界因素改变,就无法保证自身具有的稳定性,使振动现象产生[1]。
由于燃空比的改变,当前的工作活动也受到了一定的影响。
M701F4型燃气轮机的燃料喷嘴及旁路阀为主要控制燃空比的部位。
燃烧室中,燃烧所需要的燃料是由燃烧喷嘴提供的,而空气的流量则是由阀门控制,所以可以通过控制阀门调整两者之间的比例,达到最优化的效果,避免燃烧振动的产生,提高燃烧环节的稳定性。
在燃烧室中,燃烧的方式主要分为两种。
第一种扩散燃烧,此方式具有稳定性强的优势,但是,此种方式对NOx的排放量没有进行有效的控制。
第二种为预混燃烧,此燃烧特点是有效减少Nox排放,但是其本身的稳定性差,回火现象严重。
因此预混燃烧在一定程度上会加剧振动的产生,而扩散燃烧可以有效的预防振动[2]。
二、燃烧振动的类型
在燃烧室工作过程中,主要的振动类型分为三种,对每一种方式来说,其本身的产生原理以及影响也各不一样,根据其自身频率进行分类,可以分成低频振动、高频振动以及超高频振动等。
(一)低频振动
低频振动的频率范围为十五到五十赫兹,产生原因是叶片振动以及转子转动时产生的频率,发生共振现象。
在发生振动时,燃气轮机很有可能停止当前的工作状态,产生熄火现象,并且在发生振动的过程中虽然机械本身不会受到伤害,但会引发动叶、管道等部位的振动。
在三菱燃气轮机的构造中,用增加围带的方法来减少损害的发生[3]。
(二)高频振动
根据高频振动的产生原理来看,此振动也可以被称为轴向振动,产生的原因是由于轴部振动诱发的,燃烧部位的振动频率与轴向的压力波动相互吻合,使燃烧室发生振动,如果此类振动经常发生,那么对与燃烧器来说,具有的影响是巨大的。
在防治此类振动时,为降低损伤,需要对火焰的位置以及温度进行调整,减少燃烧器的伤害,增加使用寿命。
在此过程中,可以采用控制空气进气量的方式,降低火焰的温度,达到燃烧的优化。
(三)超高频振动
超高频振动也称为圆周振动,其频率分布在五百到五千赫兹之间。
产生此类振动的原因为燃烧器的振动频率与周向压力波动相符,产生共振现象,并且由于振动发生的部位所产生的影响是巨大的,会导致燃烧器特定的部位产生严重损害。
超高频振动具有振动能量高,对燃烧器损害大的特点,因此对于此类振动,以防治为主,一旦发生将产生巨大影响[4]。
三、优化措施
(一)控制燃烧成分
M701F4型燃气轮机主要使用的燃料为油类和气类,在大多数的电厂中使用的为燃气燃料。
由于天然气本身具有环保、造价低等特点,因此实用性更高。
天然气的构成成分大多为甲烷,但是根据地域不同,天然气中的气体成分也各不一样。
以浙江、广东为例,在浙江天然气中甲烷的占比为百分之九十四,氧气占比为百分之二,其他气体占百分之四;但是在广东地区,天然气呈现液态,其中甲烷的含量占百分之九十,而氧气含量仅占千分之一不到。
在天然气燃烧的过程中,甲烷的含量与热值具有很大的关系,甲烷含量越高,其产生的热值便越低,而且在燃烧的过程中甲烷的含量会改变火焰的位置。
因此为有效加强燃烧,可以通过调整阀门进行改变。
开启阀门时,筒内的空气含量会降低,使火焰的温度升高,火焰位置呈上升状。
关闭阀门时,筒内部的空气含量会增加,降低火焰温度,火焰位置呈下流状。
所以在进行燃烧调整的过程中甲烷的含量不能有太大的变化,需要按照相应的标准进行调整,否则会产生燃烧不稳的状态,不利于正常工作,对整体设备造成影响,不利于燃烧[5]。
(二)燃料压力控制
燃气供气压力是由燃料压力控制阀控制的,其目的是为了保证供气压力调节阀后的压力恒定。
由于到流量控制阀的燃气压力被调节后,所以流过流量控制阀的燃气会保持在适当压力。
两个供给压力调节阀在分段控制下运行,以调整燃气流量控制阀前的压力。
如果压力控制阀后压力控制过高,各流量控制阀开度较小,燃料流量控制阀小幅度的开关对应燃料流量会产生较大变化,不利于燃料流量分配。
再者,低负荷时燃烧稳定性较差,燃料流量产生较大波动将会不利于燃烧。
(三)控制NOx排放
Nox生成途径主要分为两种,第一种,是燃料中的含氮化合物在燃烧过程中热分解后氧化而成的。
第二种为在燃烧过程的高温条件下,环境中所含的N2与O2化合而成。
在控制Nox排放时,可以采取以下的方式:①增强机械密封性能,降低空气泄漏,有效防范机组老化
所造成的Nox排放恶化。
为达成此目的,三菱重工也不断研发出新型的产品。
并在实践应用中,已经达到降低Nox排放的目的。
②采取先进的冷却方式。
燃气轮机燃烧室的冷却对于Nox排放同样很重要。
通过优化冷却方式,使区域控制不会大量产生Nox。
例如,分散冷却、对流冷却等,可以减少由于气膜空气进入而产生的Nox。
(四)对进气温度进行控制进气温度产生的影响,其作用原理大致与燃料温度控制相同,当温度改变而空气流量没有发生改变时,流入的空气体积以及流动速度便会产生改变,这种改变会使燃料与空气的预混程度产生一定的影响,使燃烧室内产生压力。
因此可以对压气机处的导叶、燃烧室旁边的旁通阀以及燃料信号进行调整,保证燃烧的稳定性能,提高燃烧质量。
(五)提高检查阶段的分析能力在机械工作的过程中,难免会遇到故障,在对燃烧室的压力波动传感器进行检查时,要确定检查步骤,提高检查质量。
首先需要检查部件的稳定性,检查是否有松动现象。
其次,在机械运转的过程中,检查其运行数据,各传感器的数据是否在正常的范围内,在未发现数据异常的情况下,检查接线、控制器等有无异常。
最后确定运行过程中的自然因素影响,通过核对仪器的示数,发现其中的异常现象。
最后检查仪器的天然气管道以及阀门是否异常工作,通过监控、门禁等排除此类因素[6]。
结束语:在燃烧振动发生之后,对燃气轮机产生的影响极大,轻则机组停止运转,重则造成燃烧室的损害。
产生燃烧振动的原因有很多,但是燃空比的变化才是引起振动的主要原因,在燃烧成分、进气温度等控制措施中,本质上便是通过调整自身工作数据,达到调整燃烧的目的,减少对机组造成的危害,优化燃烧。
参考文献:
[1]唐一村.三菱M701F4型燃气轮机燃烧调整与NOx减排[C].//2013年发电企业节能减排技术论坛论文集.2013:306-311.
[2]门金成.M701F4型燃气轮机燃烧控制策略简析[C].//中国电机工程学会燃气轮机发电专业委员会2014学术年会论文集.2014:48-51,70.。