基于SIS的葉片通道溫度分析系統(tǒng)研究

燕金棟

(廣東惠州天然氣發(fā)電有限公司，廣東 惠州 516082)

基于SIS的葉片通道溫度分析系統(tǒng)研究

燕金棟

(廣東惠州天然氣發(fā)電有限公司，廣東 惠州 516082)

簡(jiǎn)要介紹了M701F型燃機(jī)燃燒器的結(jié)構(gòu)和燃燒監(jiān)視情況，分析了原有燃燒監(jiān)視的不足，提出了基于SIS平臺(tái)的燃機(jī)葉片通道溫度在線監(jiān)視方式，為實(shí)時(shí)分析燃機(jī)燃燒情況提供了有效的手段，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性。

燃機(jī)；SIS；葉片通道溫度分析系統(tǒng)

1 燃燒器的結(jié)構(gòu)和燃燒監(jiān)視

三菱M701F型燃機(jī)燃燒系統(tǒng)采用環(huán)管型布置方式，共有20個(gè)干式低NOx燃燒器，沿機(jī)組圓周向均勻地斜插入燃燒室外殼里。其中在#8和#9燃燒器上各布置有1個(gè)點(diǎn)火器，在#18和#19燃燒器上各布置有2個(gè)火焰監(jiān)測(cè)器。

在燃機(jī)運(yùn)行中，主要通過燃燒室壓力波動(dòng)和葉片通道溫度(BPT)分散度來監(jiān)視各燃燒室的燃燒情況，以此側(cè)面反映燃機(jī)燃燒室熱部件是否正常。燃燒室壓力波動(dòng)的監(jiān)視由安裝在每個(gè)燃燒器上的燃燒壓力波動(dòng)傳感器和在#3、#8、#13、#18燃燒器上安裝的壓力波動(dòng)加速度傳感器來實(shí)現(xiàn)，葉片通道溫度分散度的監(jiān)視由安裝在透平四級(jí)動(dòng)葉后周向布置的20個(gè)葉片通道溫度測(cè)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。值班人員可在監(jiān)視界面監(jiān)視上述相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)變化，當(dāng)上述參數(shù)超過預(yù)設(shè)的報(bào)警值時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，甚至自動(dòng)降負(fù)荷或跳機(jī)，以保障設(shè)備安全。

2 燃燒監(jiān)視的不足

在實(shí)際的運(yùn)行過程中，我們發(fā)現(xiàn)目前對(duì)于燃燒情況的監(jiān)視仍存在以下不足：(1) 相關(guān)參數(shù)的報(bào)警設(shè)置是基于幅值判斷，也就是說只有超過限值才會(huì)報(bào)警，沒有達(dá)到限值則不會(huì)報(bào)警，對(duì)限值范圍內(nèi)的變化無法報(bào)警提示；(2) 需要監(jiān)視的參數(shù)點(diǎn)相對(duì)較多，且各參數(shù)隨燃機(jī)負(fù)荷變化大；(3) 監(jiān)視系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)記錄是基于時(shí)間線，對(duì)燃機(jī)不同負(fù)荷的特性表征不明顯；(4) 監(jiān)視系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)記錄時(shí)間有限，不便于對(duì)比分析。

3 基于SIS的葉片通道溫度分析系統(tǒng)

為了更好地監(jiān)視燃機(jī)的燃燒情況，更及時(shí)地發(fā)現(xiàn)燃機(jī)熱部件異常，我們分析認(rèn)為有必要加強(qiáng)對(duì)于燃燒相關(guān)參數(shù)的監(jiān)視。通過對(duì)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行燃機(jī)葉片通道溫度的分析，我們發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行期間的燃機(jī)葉片通道溫度與燃機(jī)負(fù)荷存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用散點(diǎn)圖可更直觀地判斷葉片通道溫度分散度的變化情況，同時(shí)考慮到對(duì)歷史數(shù)據(jù)的選擇分析，基于廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)的燃機(jī)葉片通道溫度分析成為了一個(gè)很好的解決方法。

燃機(jī)葉片通道溫度實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)軟件模型如圖1所示。該系統(tǒng)建立在SIS系統(tǒng)之上，現(xiàn)場(chǎng)采集的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)被統(tǒng)一傳送到SIS數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)，溫度分析系統(tǒng)從中提取所需數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)于其獨(dú)立數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史分析數(shù)據(jù)和系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。系統(tǒng)管理員可以通過管理工具來訪問分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行系統(tǒng)管理和異常數(shù)據(jù)修正等工作。

圖1 BPT分析系統(tǒng)軟件模型

4 BPT分析系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

為了驗(yàn)證BPT分析系統(tǒng)對(duì)燃燒情況的監(jiān)視效果，我們選取了某M701F型燃機(jī)的一次異常事件。在該燃機(jī)定檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)固定燃燒器旁路彎管的螺栓和螺母出現(xiàn)了脫落，并對(duì)透平內(nèi)部產(chǎn)生損傷，而在此前的機(jī)組運(yùn)行中并未發(fā)現(xiàn)燃燒室壓力波動(dòng)和葉片通道溫度分散度的異常報(bào)警。利用BPT分析系統(tǒng)，我們對(duì)此前燃機(jī)運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。分析結(jié)果顯示，在螺栓脫落前后#2、#9、#19 BPT的分散度都未超過報(bào)警值，但不同負(fù)荷對(duì)應(yīng)的具體值卻發(fā)生了明顯變化，具體結(jié)果如圖2所示。其中，淺色為螺栓脫落前的BPT分散度散點(diǎn)圖，深色為螺栓脫落后的BPT分散度散點(diǎn)圖。

圖2 螺栓脫落前后#2、#9、#19 BPT分散度散點(diǎn)圖

目前，通過對(duì)燃機(jī)歷次檢修和燃燒調(diào)整后典型工況的選取，我們利用該系統(tǒng)建立了燃機(jī)BPT分散度散點(diǎn)圖庫(kù)，不僅實(shí)現(xiàn)了燃機(jī)BPT分散度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與最近一次典型工況的實(shí)時(shí)比對(duì)，也為我們分析燃機(jī)運(yùn)行特性提供了幫助。

5 結(jié)語

基于SIS的葉片通道溫度分析系統(tǒng)充分發(fā)揮了SIS系統(tǒng)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面的優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)上對(duì)燃機(jī)燃燒情況提供了更加有效的監(jiān)視方式。今后，我們將考慮選取軸承振動(dòng)、發(fā)電機(jī)定子繞組溫度等類似特點(diǎn)的參數(shù)，繼續(xù)豐富機(jī)組運(yùn)行實(shí)時(shí)分析監(jiān)視手段，提高機(jī)組運(yùn)行的安全性。

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[2] 陳凱亮.燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組故障診斷方法研究及應(yīng)用[D].浙江大學(xué)，2013

[3] 唐治平.拉桿轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性與故障模擬分析[D].華中科技大學(xué)，2007

[4] 馬建霞.基于SIS的生產(chǎn)報(bào)表在運(yùn)行小指標(biāo)競(jìng)賽中的應(yīng)用[J].熱力發(fā)電，2008(4)

[5] 吳海濱.M701F燃機(jī)燃燒室壓力波動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)及其聯(lián)鎖保護(hù)功能[J].熱力發(fā)電，2010(1)

2014-09-01

燕金棟(1982—)，男，山東人，集控運(yùn)行工程師，主要從事發(fā)電廠運(yùn)行工作。