M701F燃气轮机燃烧室的特点和燃烧调整_金晓刚(1)
M701F-3型燃气轮机二级轮盘间隙温度探讨
TECHNOLOGY AND INFORMATION136 科学与信息化2023年12月下M701F-3型燃气轮机二级轮盘间隙温度探讨杨添名北京京丰燃气发电有限责任公司 北京 100074摘 要 M701F-3型燃气轮机轮盘间隙温度，是检测机组是否正常运行的重要参数，第2、3、4级的轮盘腔室温度用热电偶监测，热电偶从静叶环导管插入气封体蜂窝密封底部。
当轮盘温度高报警时，意味着透平烟气系统出现异常。
为避免转子轮盘烧损，必须降低燃机负荷，从而降低轮盘间隙温度。
本文通过对冬季燃机运行时，机组频发二级轮盘间隙温度高报警进行原因分析，并对后续解决问题提出相应的处理措施和改善方案。
关键词 轮盘间隙温度；透平；燃气轮机；静叶Discussion on Two-Stage Disc Gap Temperature of M701F-3 Gas Turbine Yang Tian-mingBeijing Jingfeng Gas Power Generation Co., Ltd., Beijing 100074, ChinaAbstract The disc gap temperature of M701F-3 gas turbine is an important parameter to detect the normal operation of the unit, and the temperature of the 2nd, 3rd and 4th wheel disc chambers is monitored by using thermocouples, which is inserted into the honeycomb sealed bottom of the air sealed body from the static blade ring conduit. When the high disc temperature is alarming, it means an abnormality in the turbine flue gas system. In order to avoid rotor disc burning, the load on the turbine must be reduced, and thus the disc gap temperature can be reduced. This paper analyzes the causes of the frequent high temperature alarms of the secondary disc gap when the unit is running in winter, and proposes corresponding treatment measures and improvement plans for subsequent problems.Key words disc gap temperature; turbine; gas turbine; static blade引言某电厂采用天然气为燃料的410MW 级的燃气-蒸汽联合循环机组，燃气轮机采用具有可调入口导叶（IGV ）的17级高效轴流压气机，透平部分由4级静叶环和4级反动式叶片组成。
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。
三菱M701F4燃机现场试验及调试说明书介绍
（
号机组）
工 程 合 同 号：
调试总负责单位：
机岛主设备供货商：东方电气集团
3
M701F 燃气蒸汽联合循环分轴机组燃机调试说明书
G312A-000101BZM
目录
1 机组启动大纲 1.1 概述………………………………………………………………………………...7 1.2 高速盘车试验………………………………………………………………………8 1.3 首次点火和全速空载试验…………………………………………………………8 1.4 超速跳机试验………………………………………………………………………9. 1.5 机组带负荷试验……………………………………………………………………9 1.6 甩负荷试验…………………………………………………………………………9 1.7 在线水洗试验………………………………………………………………………9
4. 首次点火及全速空载试验 4.1 试验目地……………………………………………………………………………22. 4.2 试验前的确认项目…………………………………………………………………22 4.3 开始确认……………………………………………………………………………23 4.4 首次点火及空负荷运行试验记录…………………………………………………26
密级：公司秘密
M701F 燃气蒸汽联合循环分轴机组 燃机现场试验程序及调试说明书
编 号:G312A-000101BSM
版本号:
A
2011 年 7 月
M701F 燃气蒸汽联合循环分轴机组燃机调试说明书
G312A-000101BZM
编 号G312A-000101BZM
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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燃气轮机热声耦合燃烧不稳定机理及对策
M701F4燃气轮机热声耦合燃烧不稳定机理及对策马新立;陶谦【摘要】324MW三菱M701F4燃气轮机作为国内最大的燃气轮机,其燃烧稳定性关乎联合循环机组安全性、经济性、环保性及可靠性,显得尤其重要.本文对热声耦合燃烧不稳定机理进行了详细分析,重点阐述了提高燃烧稳定性的结构特点和监控手段,为提高联合循环机组综合性能提供技术支撑.【期刊名称】《燃气轮机技术》【年(卷),期】2017(030)002【总页数】7页(P47-53)【关键词】M701F4;热声耦合燃烧不稳定;燃烧优化调整【作者】马新立;陶谦【作者单位】江苏方天电力技术有限公司,南京 211102;江苏方天电力技术有限公司,南京 211102【正文语种】中文【中图分类】TK477燃烧不稳定性的特点是基于一个或多个热声耦合模式的燃烧室压力大幅度振荡。
这些热声耦合燃烧不稳定问题经常出现在发动机(例如火箭、冲压式喷气发动机和涡轮增压发动机)、火电厂(例如燃气轮机、锅炉)、工业加热系统和工业锅炉的运行过程中。
热声耦合燃烧不稳定是在燃烧室振荡燃烧和噪音相互作用下自发产生的。
通常燃烧不稳定会产生一系列后果，因为会产生大幅度的压力和速度振荡，干扰自动控制系统，导致设备轴向推力振荡和严重振动、增加燃烧室壁面的传热密度和热应力、因机械负载振荡而产生的设备零部件低周或高周疲劳、脱火或回火。
这些问题引起设备零部件磨损加快，可能导致昂贵的设备跳闸、严重的零部件损坏和设备被迫停运。
因此近半个世纪，世界各国都大力研究热声耦合燃烧不稳定机理及对策。
为进一步降低NOx排放，三菱M701F4燃气轮机[1]燃烧器在原M701F3的基础上增加了顶环喷嘴，加大了预混燃烧的份额；压气机压比从17增加到18；燃气轮机净功率从270 MW增加到324 MW；燃烧室进口空气流量从652 kg/s增加到712 kg/s；燃烧室出口烟气温度从1 340 ℃增加到1 427 ℃。
这些因素导致M701F4燃气轮机燃烧室发生热声耦合燃烧不稳定的可能性大大增加。
M701F燃气轮机的结构特点
型 号 机组出力 / MW 机组效率 / % 联合循环出力 / MW 联合循环效率 / % 透平进口温度 / C ””” l #喷嘴出口温度 / C ” 热平衡计算温度 / C ”” 空气流量 / kg ・ s - l 比功率 / kW・ ( kg ・ s - l ) - l 压气机压比 透平排气温度 / C 压气机级数 透平级数 燃烧筒个数 第 l 台出厂年份
摘
要：介绍并分析三菱重工生产的 M701F 型重型燃气轮机的性能及主要结构特点，也简略分析其与世界其它同类产品比较的
优缺点。图 9 表 3 参 3 关键词：燃气轮机；结构；性能 中图分类号： TK473 文献标识码： B
1
引言
随 着 “西气 东 送 ” 工 程 的 启 动 和 液 化 天 然 气
实际国产化率将超过 55% ；汽轮机由三菱提供图 纸，全部在东方电气制造。
第 17 卷第 4 期 2 - 0179 - 08
东方电气评论 DONGFANG DIANOI PINGLUN
Vol. 17 No. 4 Dec. 2003
M701F 燃气轮机的结构特点
王 强
成都 610041 ）
（中国东方电气集团公司，四川
图2
燃烧器纵剖面
182
东方电气评论
第 17 卷
燃烧室设置旁路阀是三菱的专有技术，目的是 为了控制燃料的燃烧，稳定火焰，防止爆燃：一旦 压力传感器检测到燃烧压力产生波动，旁路阀将自 动打开，让冷空气进入，保持燃烧的稳定。还应该 指出，采用环管形燃烧室比其他形式的燃烧室有很 多优点：首先是功率不同的各种型号燃气轮机可以 采用同一尺寸的燃烧器，不同型号的燃气轮机只是 燃烧器的个数不同，有利于标准化、系列化，制造 和维护修理都很方便；另外，单个燃烧器做实验所 需的条件也较简单，成本低，且实验结果也较为准 确，利于推广。 !" # 透平及叶片的冷却技术 三菱采用 4 级叶片的透平，它的平均级焓降比 GE 的低，因而透平热效率较高。但在透平进口温度 相当的情况下，叶片冷却的难度就更大一些。静叶 的持环和动叶顶部的叶片环，将高温气流与外缸隔 开，形成双层缸的结构。夹层具有隔热和充当冷却 空气通道的双重功能；在检修时，和压气机一样，
M701F燃气轮机燃烧室的特点和燃烧调整_金晓刚（1）
M701F燃气轮机燃烧室的特点和燃烧调整_金晓刚（1）第23卷第1期2010年3月《燃气轮机技术》G A ST U R B I N ET E C H N O L O G Y V o l .23 N o .1M a r .,2010M 701F 燃气轮机燃烧室的特点和燃烧调整金晓刚(深圳市广前电力有限公司,广东深圳518052)摘要:本文分析了三菱M 701F 燃气轮机燃烧室的特点和燃烧调整的方法,以及这些特点对燃烧室部件的影响。
关键词:M 701F 燃气轮机;燃烧室特点;特点;调整中图分类号:T K 473.2 文献标识码:B 文章编号:1009-2889(2010)01-0058-04M 701F 燃气轮机的主要参数为:17级轴流式压气机,压比17;20个环管布置D L N 燃烧室;透平入口初温1400℃;采用4级反动式透平,单循环效率38.2%。
M 701F 型燃气轮机的燃烧室采用环管逆流布置方式,带旁路阀。
20个预混干式低N O x (D L N )燃烧器沿机组圆周向均匀地斜插入燃烧室外缸里,燃烧室之间设有联焰管传递火焰。
如图1所示,每个燃烧室由燃料喷嘴、火焰筒、过渡段和旁路阀及其它附件组成。
图1 燃烧室的主要部件1 燃烧室的结构特点燃料喷嘴由位于圆心的值班燃料喷嘴和围成一圆圈的8个干式预混主燃料喷嘴组成,如图2所示。
干式预混喷嘴可降低燃烧温度,特别是减少局部高温区,减少了N O x 的生成。
值班燃料喷嘴采用扩散燃烧方式,形成稳定的值班火焰,用以维持主火焰的稳定。
燃烧室设置旁路阀是三菱公司的特有技术,旁路阀装于燃烧室尾部区域,可将压气机的出口空气直接导入过渡段,根据不同燃烧状态,旁路一部分压气机的排气,以调节进入燃烧系统的空气流量,保证不同预混燃烧状态下的最佳空燃比,保持预混燃烧的稳定。
为满足1400℃透平初温要求,M 701F 机组火焰筒和过渡段均使用了N i 基超合金材质,并采取双层结构,如图3所示。
M701F型燃气轮机在启动过程中叶片通道温度偏差异常原因分析
M701F型燃气轮机在启动过程中叶片通道温度偏差异常原因分析摘要：本文从硬件组成结构和软件控制逻辑的角度对M701F型联合循环机组的燃烧系统的工作方式和调节原理进行了简要阐述，针对启动过程中出现的叶片通道温度（BPT）偏差异常的故障原因作了分析，随后对该故障提出解决方案及预防措施。
故障经过莆田燃气电厂现装设有4台390 MW的M701F型单轴燃气-蒸汽联合循环发电机组。
2012年2月14日，3号机组在启动过程中，约当转速为1 270 r/min时，由于运行人员误操作，将机组低压主汽调阀提前手动打开，使燃料控制信号输出（FLCSO）切换迟延，导致燃空比（F/A）下降，从而引起部分燃烧器熄火，导致机组叶片通道温度（BPT）异常，出现部分BPT偏差突然升高和下降，2号BPT负偏差最大值约为351 ℃。
由于BPT偏差保护在机组启动过程中不会发出跳闸保护信号，因此机组转速可以继续升高，当转速升至约为2 400 r/min后，BPT偏差恢复正常。
该现象在2012年2月7日1 号机组启动过程中也出现过。
随后，机组正常并网发电。
现在对此次故障，分析原因，找出对策。
1 燃烧系统组成结构M701F型燃气蒸汽联合循环机组的燃料供给主要由5个阀门来完成。
值班燃料压力控制阀、值班燃料流量控制阀、主燃料压力控制阀A、主燃料压力控制阀B和主燃料流量控制阀。
燃料压力控制阀主要是为了保证燃料流量控制阀前后差压的稳定。
燃料流量控制阀根据机组负荷不同，控制燃料流量。
燃料气经燃料控制阀后，进入环形母管，分别供给环形排列，斜插在燃压缸中的20个燃烧器。
燃烧器由燃料喷嘴、燃烧筒、过渡段和尾筒以及其它附件组成。
BPT测点安装在燃气轮机透平4级叶片之后，能够间接反映燃烧室和燃气轮机透平叶片的运行状态。
点火装置是由安装在第8、9 燃烧器处，除第8、9 燃烧器之间与第18、19之间没有联焰管，其他燃烧器之间设有联焰管，用于点火时，引燃相邻的燃烧器。
1_M701F 燃气轮机燃烧室压力波动监视系统及其联锁保护功能
燃机发电专委会2010年学术年会
2010年11月 东莞
一、预混燃烧与燃烧压力波动机理
1、降低氮氧化物排放并提高燃烧效率→干式 低氮氧化物燃烧器DLN(预混燃烧) →更容易 产生燃烧压力波动
2、燃烧压力波动的危害性 3、CPFM系统作为燃烧监测的手段
燃机发电专委会2010年学术年会
2010年11月 东莞
20个CP237压力波动传感器（Pressure Fluctuation Sensor） 4个CA134振动加速度传感器（Acceleration Sensor）组成
2、CPFM探头配置、安装及信号处理
燃机发电专委会2010年学术年会
2010年11月 东莞
1
2010‐11‐15
CP237和CA134都是压电式传感器，利用某些晶体材料的压 电效应作为机电变换器，所以其安装方式是接触式的，在燃 烧室上的具体安装位置如图所示
Á 与燃烧室不同部位的自振频率产生共振， 可能加速喷嘴、尾筒、燃烧器过渡段的损 耗
Á 严重超限的燃烧波动会导致热部件的损坏
燃机发电专委会2010年学术年会 2010年11月 东莞
二、燃烧室压力波动监视系统
1、Combustor Pressure Fluctuation Monitor CPFM系统构成
2、较好地监测燃烧状况
燃机发电专委会2010年学术年会
2010年11月 东莞
曾经出现过一次因燃烧压力波动大引起的RUNBACK，并几乎导致保 护跳机。当时出现异常的是#3燃烧室，其HH4频段的压力波动值非常大， 而以#3燃烧室为中心，左右两边的燃烧室压力波动值则逐渐减小，同时 #3压力波动加速度传感器也显示出比较大的值。分析判断是燃烧状况异 常，三菱技术人员到现场重新进行了燃烧调整，问题得以解决。
三菱M701F3型燃气-蒸汽联合循环机组燃烧调整系统
三菱M701F3型燃气-蒸汽联合循环机组燃烧调整系统范新宇【摘要】从硬件组成结构和软件控制逻辑的角度出发对三菱M701F3型燃气蒸汽联合循环机组的燃烧系统的工作方式和调节原理进行了概念性的阐述.随后针对三菱机组ACPFM系统的硬件网络配置、调节原理做了简单的介绍.最后,针对燃烧调整的基本原则,以及燃烧调整效果的评估提出了看法.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2016(000)007【总页数】4页(P110-113)【关键词】燃烧调整;燃烧振动;ACPFM;PLCSO;BYCSO【作者】范新宇【作者单位】深圳能源集团股份有限公司东部电厂,广东深圳 518120【正文语种】中文三菱M701F3型燃气蒸汽联合循环机组的燃料供给主要由5个阀门来完成。
值班燃料压力控制阀、值班燃料流量控制阀、主燃料压力控制阀A、主燃料压力控制阀B和主燃料流量控制阀。
燃料压力控制阀主要是为了保证燃料流量控制阀前后差压的稳定。
燃料流量控制阀根据机组负荷不同，控制燃料流量。
燃料气经燃料控制阀后，进入环形母管，分别供给环形排列，斜插在燃压缸中的20个燃烧器。
燃烧器由燃料喷嘴、燃烧筒、过渡段和尾筒以及其他附件组成。
燃料喷嘴由8个环形围绕的预混主喷嘴和位于中心的1个扩散值班喷嘴组成。
燃压缸中充满压气机排气，通过燃烧器旁路阀调节从过渡段直接旁路掉的压气机排气量，来控制参与燃烧的空气量。
参与燃烧的压缩空气经燃烧器中的旋流器与燃气充分预混后燃烧，完成工质加热过程。
结构示意图如图1所示。
从燃烧系统的结构和工作原理来看，M701F3型机组燃烧的稳定性主要是通过两种手段来进行控制：①控制值班燃料量，即控制值班燃料比率；②控制燃烧器旁路阀的开度，从而控制参与燃烧的空气量，即控制燃料空气比例（下称燃空比）。
从三菱控制逻辑来看，燃料总量控制信号指令（Control Signal Output， CSO）来自于5种控制指令“小选”产生，即燃料限制控制指令（Fuel Limit CSO，FLCSO）、转速控制指令（GVCSO：Governor CSO）、负荷控制指令（Load CSO， LDCSO）、叶片通道温度控制指令（Blade Path temperature CSO，BPCSO）和排气温度控制指令（Exhaust temperature CSO，EXCSO）中的最小者为最终的CSO指令。
三菱M701F燃机控制系统分析与研究
三菱M701F燃机控制系统分析与研究[摘要]本文分析了Mitsubishi公司的三菱M701F型燃气轮机主控制系统的原理、框架构成及其设计思想，结合各子系统相关控制逻辑图详细研究了燃机负荷自动调节控制策略、转速控制策略、温度控制及燃机整个启机过程控制策略，对类似电厂控制系统研究、分析和维护有一定的参考价值。
【关键词】燃汽轮机；主控制系统；转速控制; 负荷控制Study and Analysis of Primary Control System in Mitsubishi M701F Gas TurbineSha yingyingGuangzhou Development Industry(Holdings) Co.,LtdAbstract: The control system principle, structure and design idea of Mitsubishi M701F gas turbine is analyzed in this paper. The load auto-modulation strategy, speed control strategy, temperature control strategy and the whole start-up process control strategy is studied in detail. It is valuable for the control system analysis and maintenance of similar plant.Keywords: Gas turbine; Primary control system; Speed control; Load control1.引言三菱M701F 燃气轮机为采用带进气可调导叶（IGV）的17级高效率轴流式压气机。
燃烧室由环绕机轴呈环状布置的20只燃烧器组成。
浅谈M701F燃气发电机组调试中的问题及处理方法
浅谈M701F燃气发电机组调试中的问题及处理方法摘要日本三菱公司的M701--9F级燃气-蒸汽联合循环机组，是目前世界上较为先进的一种联合发电机组技术。
该机组采用发电机尾置配置方式[1]，即燃气轮机+向下排汽的汽轮机+发电机的连接方式。
MPCP1-701F型单轴联合循环机组的净功率为398MW，机组效率高达57%。
本文通过对9F级燃气发电机组在调试中遇到的一些问题及处理方法进行了总结分析。
关键词：9F燃气轮机；原因分析；问题处理1.9F级燃气发电机组结构型式及特点燃气-蒸汽联合循环发电机组就是将燃气轮机的排气引入余热锅炉，产生的高温、高压蒸汽驱动汽轮机，带动汽轮发电机发电。
M701F型采用燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环型式，联合循环的热效率接近60%[2]。
燃气-蒸汽联合循环机组具有：电厂整体循环效率高、清洁环保对环境污染小、调峰能力强，可以适时快速启停、厂用电率低、自动化程度高，需要人员少、单位投资低、占地面积小和耗水量小以及建设周期短等特点。
[3]三菱公司的机岛控制采用集成的DIASYS-UP控制系统，汽机调节保护系统采用DIASYS-UP-DEH系统，如图1所示[4]。
DIASYS控制系统有用于透平控制的专用模件，能适应透平控制的需要；DIASYS-UP-DEH系统设置了全面的防超速功能，包括超速保护（OPC）功能、机械危急遮断功能和电超速保护等功能。
三菱M701F燃机的燃烧室共有20个燃烧器，采用环管型布置，每个燃烧器由燃烧喷嘴、火焰筒、过渡段和旁路阀等其它附件组成。
燃机的燃烧控制也是燃机控制的关键，直接关系到燃机的稳定运行。
[5]图1 燃气发电机组控制系统示意图2. 9F级燃气发电机组调试中的问题及处理方法2.1 燃机部份中的问题2.1.1 叶片通道温度（BPT）偏差大问题描述：燃气轮机的燃烧室及其热通道部件处于高温高压的工况中，容易产生燃烧不稳定及燃烧压力波动大，可能导致火焰筒或过渡段等部件出现破裂等故障。
M701F燃气轮机主控系统特点及其一次调频特性探究
M701F燃气轮机主控系统特点及其一次调频特性探究摘要：M701F燃气轮机的使用范围广泛，众多的电厂都引入了这一轮机。
伴随着电力需求的增加电网压力增大，高质量的供电网络尤为重要，而M701F燃气轮机的容量大理论上能适应电力供应的要求，基于此本文分析了该燃气轮机主控系统的特点以及一次调频属性。
关键词：M701F；燃气轮机；主控系统；一次调频前言：我国电厂引进的M701F燃气轮机是一种单轴循环的机组，相比其他F级机组容量较大。
为了投入使用后，该燃气轮机能达到稳定电网的要求，对其进行一次调频操作可一定程度上实现强化电网的需要。
由于该燃气轮机同我国以往使用的不同，因此研究其主控系统特点和一次调频特性十分重要。
1 M701F燃气轮机的主控系统特点M701F燃气轮机的主控系统的功能表现为持续调控燃料量，参考了GE燃气轮机的设计思路，使用最小选门，但输入最小选门的数值与GE不同。
此燃气轮机包括五个自动的主控制系统主要用来控制燃料的消耗，以及相应的系统输出指令。
控制的回路中，最为关键的有转速、负荷、叶片通道温度、排气和燃料限值五个方面，其输出先经由小选再同最小控制信号大选构成机组后主控输出。
燃料限值的控制是为了调控机组启动的升速率，一旦其达到额定转速后控制终止。
叶片的温控和排气温控同时作用到机组运行过程中，保证热通道的安全以及温度不会超过标准值[1]。
转速与负荷的控制回路输出时，指令为GV和LD输出两类。
其中，转速控制回路的控制方法为纯比例，能够有差调节控制信号，机组运行进入不等率的自动调控转速的阶段，带负荷情况下的机组转速设定按照机组负荷的不等率转化。
负荷控制回路选用的技术是PI控制，主要为无差调节，能够准确无误地将机组的负荷数值调到额定数值，维护机组运行的稳定。
温控之前，机组并网起到控制作用的就是转速和负荷控制，相关工作人员选择投入转速或者负荷调节两种模式，选定其中一个后另一个就会停止作业，为了防止控制错误会增加一个备用的偏置后。
发电领域燃气轮机燃烧调整方法研究
发电领域燃气轮机燃烧调整方法研究摘要:燃烧调整是发电领域燃气轮机检修服务中的重点工作之一，也是中国“十三五”期间“两机重大专项”研究内容的一部分。
燃烧调整问题可视为多目标最优化问题，存在可控参数与边界参数、边界参数与总体稳定裕度的二级平衡关系，确定相关变量的相互关系从而保证各级参数的平衡和稳定是进行精细化燃烧调整的关键。
不同燃气轮机的燃烧调整方法因燃烧室结构和燃烧原理不同而产生差异，文章总结了三菱公司M701F燃气轮机和GE公司DLN1．0燃烧器燃烧调整方法，对我国燃烧调整发展方向进行了展望。
关键词:发电领域;燃气轮机;燃烧调整;三菱M701F;DLN1．0近年，在全球建设绿色低碳能源工程的倡议下，中国加快了能源结构调整步伐，页岩气和可燃冰采储关键技术攻关、“煤改气”和“生物气”等大量气化改造项目的建成，将全面推动国内天然气产业进步，促进燃气发电领域蓬勃向好发展。
1燃气轮机燃烧调整的重要性燃气轮机作为现代热动力装置中最先进的设备之一，被喻为机械工业皇冠上的明珠。
1939年瑞士研制出第一台发电式燃气轮机至今，燃气轮机在发电、航空、航海等领域得到了广泛应用，伴随着燃气轮机技术和工业水平的不断进步，燃气轮机在材料、工艺、冷却等方面的不断突破，燃气轮机的整体性能和可靠性得到了显著提升。
在经济全球化的形势下，各大燃气轮机制造厂家之间的竞争十分激烈。
当前，一台具有较大市场竞争力的发电型燃气轮机需要同时满足输出功率大、效率高、污染低、尺寸小、寿命久、集成化程度高、成套性能好、制造成本低、易拆卸、易维修、燃料适应性强等诸多要求，这些苛刻的要求，也同时推动着发电领域燃气轮机向着极限和极致的方向发展。
2．1燃烧调整控制目标层次分解燃烧调整实际是涉及多因素多水平的平衡(最优化)问题，理论上在燃气机组投产运营后，通过对台架试验和运行数据进行收集后采用回归分析等方法进行多目标优化，可以实现各项参数指标的精准控制。
但是，事实上由于各因素间关系复杂，部分因素敏感程度高，且许多关系尚未厘清，因此目前尚不能建立一套十分完备的数学模型量化所有因素的相对关系。
M701F型燃气蒸汽联合循环机组的启动
11、叶片通道温度BPT
叶片通道温度反映燃气轮机燃烧器工作状况， 当燃料喷嘴无堵塞、热通道部件无损坏时，叶片通 道温度应均匀分布，如果出现叶片通道温度BPT偏 离平均值，应视偏差值大小及时采取措施。BPT有 相应报警RB跳机值。
转子冷却空气由压气机出口抽出，经TCA冷却 后导入透平转子，将转子叶片与高温烟气隔离并冷 却叶片，如果转子冷却空气温度高，会影响到转子 叶片的冷却效果，影响转子叶片寿命。转子冷却空 气温度与多种因素有关，随着负荷的增加，转子冷 却空气温度升高，环境温度的变化，也对转子冷却 空气温度有影响。
14、燃气轮机轮间温度
LDCSO：负荷控制模式下决定的燃料量； BPCSO：防止叶片通道温度超温决定的最大燃 料量； EXCSO：防止排气温度超温决定的最大燃料量； FLCSO：燃机在升速过程中的燃料量； CSO的最小选择：从以上的燃料量中选择一个 最小的来决定实际的主燃料CSO。
10、燃气轮机排气温度T4
燃气轮机排气温度T4直接反映了燃气轮机的运 行状况，燃气轮机燃烧室（燃气进入透平前）温度 T3与排气温度及压气机出口压力成一定函数，T4可 间接反映T3的大小，因此通过控制T4来间接控制燃 气轮机的燃烧室温度T3，以避免T3太高而烧坏高温 部件。
SFC连续可调频率0.05-33.33HZ 即3-2000rpm。
2、IGV（inlet guide valve）
压气机进口导叶：调节压气机进口风量，调节 T3温度；升速和降速过程中防止压气机喘振。
IGV的动作过程： 发启动令后，开至39%开度， 机组转速2745rpm时关闭。并网后，在燃机负荷高 于123MW时，逐渐开大。满负荷时开至最大，部分 负荷时，根据燃机负荷调节实际开度。
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．
M701F型燃气蒸汽联合循环机组两班制运行定期工作优化研究
M701F型燃气蒸汽联合循环机组两班制运行定期工作优化研究摘要：深圳前湾燃机电厂作为两班制运行燃气-蒸汽联合循环调峰电厂，机组每天需要调峰启停。
本文主要介绍在两班制调峰机组中如何优化有关项目的定期工作，可及时发现设备的故障和隐患，及时处理或制定防范措施，从而保证备用设备的正常备用和运行设备的长期安全可靠运行。
关键词：两班制；定期；优化；燃气轮机；压气机；水洗；AOH1 引言M701F型燃气蒸汽联合循环机组由于具备启动快、负荷加减速率快的特点，因此适合作为电力调峰用。
其结构采用冷端驱动发电机方式，余热锅炉+燃气轮机+蒸汽轮机+发电机的布置。
图1.1燃气蒸汽联合循环机组流程图2 两班制运行机组的定期工作作为两班制运行的机组，为使机组能够在良好工况下及时启动、运行，保证系统运行的连续性，必须制定一套完善的设备定期工作方案，以保证机组安全、经济运行。
燃机的压气机及透平叶片的脏污程度对燃气轮机组效率影响尤为显著，我们的定期工作主要针对压气机进行定期水洗。
3 压气机定期水洗优化燃气轮机组运行一段时间后，压气机会形成结垢，主要有以下几方面的危害：燃机的运行过程中，空气中的灰尘、油污、泥土、承溶性物质及不溶于水的各种杂质都会沉积在压气机的叶片表面上，形成积垢层，明显降低压气机的内效率，引起燃气轮机组出力的降低和热耗率的上升。
积垢层的形成也会使压气机和透平通流能力降低，会使压气机的压比降低、排气量减少，使机组提前进入温控，无法带更多负荷，影响机组出力。
积垢层还会加速叶片表面的腐蚀，在叶片的表面上形成凹坑。
这不仅增加了叶片表面的摩擦阻力，这样不仅降低机组效率，更严重的是会造成应力集中，使叶片的使用寿命降低。
当压气机叶片结垢严重时还会使压气机的运行点向喘振边界靠近，影响机组安全运行。
为了解决上述问题，除了必须在压气机的入口处加装空气过滤器之外，压气机还可定期进行在线水洗和离线水洗。
然而由于在线水洗的实际清洗效果不明显，且存在导致机组熄火跳闸甚至磨损压气机叶片等风险。
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。
探讨三菱M701F型燃气轮机热控维修理念
探讨三菱M701F型燃气轮机热控维修理念摘要：对三菱M701F型燃气轮机热控维修理念进行介绍，并阐述其日常维修特点，针对当前设备使用的实际情况提出更为合理的检修模式。
综合日常检修工作的特点，从中归纳经验，制定更加符合设备情况的检修计划，减少企业不必要资金输出，为日后维修奠定理论与实践基础。
关键词：三菱M701F；燃气机轮维修燃气轮机在电厂日常运行中起着至关重要的作用，如何提升燃气轮机的日常工作效率，减少事故的发生几率，是保证电厂正常经营的根本条件，并且如何缩短停电检修时间也是相关工作人员都在努力研究的问题。
三菱M701F型燃气轮机属于我国三菱重工近年来研发出的重型燃气轮机，通过不断总结使用经验并对设备进行完善，积累了较丰富的运行经验及维修经验，下文将对其进行分析。
1.燃烧室波动压力监视系统对于燃烧机燃烧稳定性检测指标来说，主要包含燃烧室压力波动以及叶片通道温度分散度。
燃烧器燃烧区域可以通过燃烧过程中散出的热量和声光来释放，如果外部环境发生任何变化，则声光释放也会产生较多的热量，提升压力波动。
燃烧室压力波动会影响燃烧的稳定性，使零件损坏。
其中火焰筒与过渡段都是高温区域的零件，如果这些零件产生损坏，损坏碎片会进入到透平中，导致二次破坏。
如果安装CPFM系统闭锁保护，系统在压力产生波动伊始便会对其进行监测，今儿提前降低负荷，情况严重时会自行跳闸，减少部件损坏程度。
燃烧室的热部件如果因为外力影响出现高温破坏，叶片的通道温度必然会出现偏差，只有在裂纹出现的前期对其进行处理，减少透平损坏几率，提升设备运行效率，减少不必要的资金输出.2.CPFM构成三菱M 701F燃气轮机是由20个燃烧室构成的，并且所有的燃烧室上都会安装波动传感器。
从实际情况入手，选定部分燃烧器，加载波动加速度传感器。
传感器可以将接受到的信号传递到两个CPFM内部数据构成系统中，再通过数据传输的方式将其传输到工程师站和操作员站中，全面监视这些信号，保证报警临界值正常显示，实现对压力波动的控制，明确压力波动波段显示。
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第23卷 第1期
2010年3月
《燃 气 轮 机 技 术》G A ST U R B I N ET E C H N O L O G Y V o l .23 N o .1
M a r .,2010
M 701F 燃气轮机燃烧室的特点和燃烧调整
金晓刚
(深圳市广前电力有限公司,广东 深圳 518052)
摘 要:本文分析了三菱M 701F 燃气轮机燃烧室的特点和燃烧调整的方法,以及这些特点对燃烧室部件的影响。
关 键 词:M 701F 燃气轮机;燃烧室特点;特点;调整
中图分类号:T K 473.2 文献标识码:B 文章编号:1009-2889(2010)01-0058-04
M 701F 燃气轮机的主要参数为:17级轴流式压气机,压比17;20个环管布置D L N 燃烧室;透平入口初温1400℃;采用4级反动式透平,单循环效率38.2%。
M 701F 型燃气轮机的燃烧室采用环管逆流布
置方式,带旁路阀。
20个预混干式低N O x (D L N )燃烧器沿机组圆周向均匀地斜插入燃烧室外缸里,燃烧室之间设有联焰管传递火焰。
如图1所示,每个燃烧室由燃料喷嘴、火焰筒、过渡段和旁路阀及其它
附件组成。
图1 燃烧室的主要部件
1 燃烧室的结构特点
燃料喷嘴由位于圆心的值班燃料喷嘴和围成一圆圈的8个干式预混主燃料喷嘴组成,如图2所示。
干式预混喷嘴可降低燃烧温度,特别是减少局部高温区,减少了N O x 的生成。
值班燃料喷嘴采用扩散燃烧方式,形成稳定的值班火焰,用以维持主火焰的稳定。
燃烧室设置旁路阀是三菱公司的特有技术,旁路阀装于燃烧室尾部区域,可将压气机的出口空
气直接导入过渡段,根据不同燃烧状态,旁路一部分压气机的排气,以调节进入燃烧系统的空气流量,保证不同预混燃烧状态下的最佳空燃比,保持预混燃烧的稳定。
为满足1400℃透平初温要求,M 701F 机组火焰筒和过渡段均使用了N i 基超合金材质,并采取双层结构,如图3所示。
图中a 为火焰筒壁面的空气冷却结构。
火焰筒为双层壁面,冷却空气从外壁的小孔进入,并在夹层中沿壁面的沟槽流动形成对流
＊收稿日期:2009-06-07
DOI :10.16120/j .cn ki .issn 1009-2889.2010.01.007
第1期M 701F 燃气轮机燃
烧室的特点和燃烧调整
图2 燃烧
室运行示意图
图3 火焰筒和过渡段冷却结构示意图
换热,然后从沿圆周方向的缝隙中流出,对下游形成气膜式冷却;图中b 为过渡段的壁面的空气冷却结
构。
冷却空气通过外壁的多个圆形孔进入夹层,同样沿壁面的沟槽运动,并从下游的出口进入热通道。
火焰筒和过渡段的内壁面涂有以Z r O 2为主的热障涂层,进一步降低了火焰筒和过渡段金属壁面的温度。
2 燃烧室的燃烧控制和调整
M 701F 燃气轮机主要采用两种方式来控制燃
烧。
一是对值班喷嘴和主喷嘴的燃料比例进行分配,二是通过旁路阀对空燃比进行调整。
如图4所示,控制系统的总燃料控制输出(C S O )是燃机负荷的函数。
C S O 又分为值班喷嘴的
燃料控制输出P L C S O 和主喷嘴的燃料控制输出M C S O 两部分,即:C S O =M C S O +P L C S O 。
而P L C S O =P L C S O 0-■P L C S O×T P L C S O 。
其中:P L C S O 0—值班喷嘴燃料基本输出设置,它是C S O 的函数;■P L C S O —P L C S O 0的温度修正,它是C S O 的函数;
T P L C S O —环境温度修正系数。
最终,P L C S O 被设置成为带环境温度修正的与燃机负荷对应的一条曲线。
同样,M 701F 燃气轮机的旁路阀也采用类似的预置曲线控制,旁路阀的控制信号为B Y C S O 1,如图5所示。
B Y
C S O 1=B Y C S O 0—■B Y C S O×T
55
燃气轮机技术第23卷
B Y
C S O0—旁路阀基本输出设置,它是M W P c s 的函数;
■B Y C S O—B Y C S O0的温度修正系数,它是M W P c s的函数;
T—环境温度。
M W P c s=M W/300/(K×P c s+B)-C×■T
M W—燃机负荷;
P c s—燃烧室压力;
K—增益;
B—偏置;
C—燃料的温度修正常数;
■T—压气机进气温度对燃料的修正量。
最终,B Y C S O也被设置成为带环境温度修正的与燃机负荷和燃烧室压力对应的一条曲线。
图4 M701F 燃机燃料控制示意图
图5 M701F燃机旁路阀控制示意图
通过对P L C S O和B Y C S O的预置曲线的调整,
M701F燃气轮机可以对值班喷嘴的扩散燃烧的燃
料量和主喷嘴的预混燃烧的空燃比进行调整,从而
实现对机组各个负荷下的火焰稳定性、燃烧压力波
动、N O x排放等参数的综合优化。
通过燃烧系统的
调整,找出各个负荷下最佳的P L C S O和B Y C S O值,
得到该机组燃烧系统在各种运行工况下最优化的一
系列修正曲线。
图5给出一次燃烧调整的完整操作:第一步,燃
机带100M W负荷稳定后,通过手动增减P L C S O和
手动调整B Y C S O,试验出一个稳定燃烧的区域,取
这个区域的中间值作为燃烧控制的设定值。
然后升
负荷到150M W,继续进行这个工况下的试验,直到
完成所有工况下的试验。
第二步,将各个工况下的
设定值连成曲线,在停机后将设定曲线输入到控制
系统中。
第三步,进行负荷摆动试验,通过大幅度升
降负荷,检查燃烧压力波动情况,来检验设定曲线在
燃烧室变工况下的效果。
56
第1期M701F燃气轮机燃烧室的特点和燃烧调整
图6 M701F燃机燃烧调整过程示意图
3 结论
同为干式低氮燃烧室,M701F燃气轮机的燃烧室采用了与G E公司9F A燃气轮机燃烧室完全不同的调节方式。
9F A燃气轮机通过从压气机排气抽气来加热压气机入口空气温度,从而达到调节压气机的质量流量的办法来调节空燃比。
而M701F燃气轮机的燃烧室则利用旁路阀,也轻松地达到了调节空燃比的效果。
当然,这套旁路阀系统也存在着一些问题。
如旁路阀排放到过渡段的空气容易导致火焰产生局部回流,并引起火焰筒尾部局部过热;而旁路阀的频繁动作,使过渡段旁路弯管也长期处于冷热交变应力的作用,往往会导致过渡段的旁路弯管附近出现裂纹。
另外,结合M701F燃气轮机以300次启停或8000当量运行小时两者中先到者为间隔的检修周期上看,M701F燃气轮机燃烧室更适合于基本负荷下连续运行的方式。
T h e C h a r a c t e r s o f M701FG a s T u r b i n e C o m b u s t i o nC h a m b e r a n di t s
C o m b u s t i o nA d j u s t m e n t
J I NX i a o-g a n g
(S h e n z h e n G u a n g q i a nC o.L t d.,G u a n g d o n g S h e n z h e n518052,C h i n a)
A b s t r a c t:T h i s p a p e r i n t r o d u c e d t h e c h a r a c t e r s o f M701Fg a s t u r b i n e c o m b u s t i o nc h a m b e r a n dc o m b u s t i o na d j u s t m e n t,t h e na n a l y z e d t h e i n f l u e n c e f a c t o r s c a u s e d b y t h i s c h a r a c t e r s.
K e yw o r d s:M701Fg a s t u r b i n e;c o m b u s t i o nc h a m b e r;c h a r a c t e r;a d j u s t m e n t
57。