9E燃氣輪機起動失敗原因分析及特性分析

謝本亮

摘要：文章對目前9E燃氣輪機在電廠中的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析，介紹9E燃氣輪機起動興奮以及出現(xiàn)起動失敗問題的原因，重點介紹和分析DLN燃燒室的設(shè)計原理以及特點和點火燃料管理，并且對9E燃氣輪機的起動過程進行優(yōu)化，以供參考。

關(guān)鍵詞：9E燃氣輪機；起動失?。辉?；特性

1引言

在目前全球經(jīng)濟在以我國為代表的發(fā)展中國家的經(jīng)濟在快速發(fā)展和帶動下取得了較大的進步，但是同時全社會對于各種能源的需求量也在不斷增加，并且也加劇了環(huán)境問題的惡化，使得目前的環(huán)境問題成為全球人們共同關(guān)注的重要問題。而針對全球環(huán)境問題的預(yù)防和治理，比較重要的就是控制人類對自然的破壞以及工業(yè)生產(chǎn)影響，對工業(yè)排污量進行全面降低以及生產(chǎn)效率的全面提升。在上述人們不斷探索解決環(huán)境問題的同時，針對能耗以及環(huán)境污染問題比較嚴重的火電廠來說，雖然通過燃氣輪機的應(yīng)用實現(xiàn)了對傳統(tǒng)的燃煤以及燃油發(fā)電機組的環(huán)境污染程度的降低，但是其環(huán)境污染控制的重點仍然是針對一氧化碳以及氮氧化物排放量高問題的處理，這就需要通過對燃氣輪機環(huán)境影響問題的研究來實現(xiàn)其共組哦性能的提升，滿足環(huán)境保護的要求。在我國改革開放以來，我國相關(guān)技術(shù)人員和企業(yè)投入了大量的精力和資金來針對燃氣輪進行技術(shù)改進和研發(fā)，實現(xiàn)了DLN燃燒技術(shù)的提高，且在全國范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，尤其針對9E燃氣輪機工作效率進行了提高的同時確保排放標(biāo)準滿足要求。

2 9E燃氣輪機起動性能及其起動失敗原因

雖然在9E燃氣輪機的應(yīng)用中表現(xiàn)出良好的環(huán)境保護的效果，但是在運行中仍然存在比較突出的起動性能問題，尤其表現(xiàn)出存在起動失敗的問題，因此為了對此問題進行解決來實現(xiàn)機械運行效率的提升，就需要對此問題的原因進行分析。

2.1冷態(tài)啟動時間長的原因

9E燃氣輪機在機械啟動過程中能夠需要保持其冷態(tài)啟動的狀態(tài)，因此就會出現(xiàn)9E燃氣輪機運行中其啟動命令會貫穿從開始操作到滿負荷工作對整個過程，導(dǎo)致其具有較長的啟動命令達到時間而出現(xiàn)機械反應(yīng)較慢的問題。而且此種較長的啟動時間的形式還會對聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率以及發(fā)電機組的經(jīng)濟性造成影響。

2.2 IGV運行角度過大的原因

在9E燃氣輪機運行中存在設(shè)計過程中的IGV運行角度過大的現(xiàn)象，此現(xiàn)象會增大空氣流量，而且會增加壓氣機的功耗，而且在比較大的IGV運行角度情況下，就需要燃氣輪機滿足較大功率的要求才能正常啟動。也就是說容易由于其功率不滿足要求而導(dǎo)致無法啟動的問題。

2.3溫度過低的原因

9E燃氣輪機啟動過程中的機械液力變扭器、溫度以及汽輪機的運行速度等因素都會對此燃氣輪機啟動過程中的啟動速度造成影響，其主要表現(xiàn)在燃燒系統(tǒng)內(nèi)部如果出現(xiàn)油溫較低以及火焰溫度較低的現(xiàn)象，這就會對燃燒室燃料的完全燃燒問題造成阻礙，而這些被阻礙的燃料會由于聚積的問題而無法釋放能量，這就會對燃氣推動系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)功能的發(fā)揮造成影響而導(dǎo)致出現(xiàn)啟動失效的問題。

2.4其他原因

在9E燃氣輪機系統(tǒng)中還存在數(shù)量較多的輔助設(shè)備，其對燃氣輪機的正常啟動也具有重要作用，其中的排煙溫度、濾網(wǎng)清潔程度等因素都會影響其正常啟動，只有對各種影響因素進行合理控制并達到理想的功能效果才能確保其正常啟動。

3 DLN燃燒室概述

3.1 DLN燃燒室的設(shè)計原理

DLN燃燒技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)對燃燒火焰溫度的合理控制，不僅表現(xiàn)出較強的技術(shù)性，而且可以實現(xiàn)對排放物中氮氧化物含量的控制，對于環(huán)境保護具有重要作用。但是此技術(shù)較為復(fù)雜，下面對其設(shè)計原理進行介紹。首先是通過對燃氣輪機燃料進行預(yù)混的方式，確保其中的空氣和燃料按照一定比例進行混合和控制，具體的控制方式就是通過對火焰筒燃料進行貧油狀態(tài)的控制來實現(xiàn)對火焰中心溫度的控制，而且在溫度控制的基礎(chǔ)上來實現(xiàn)對燃燒之后氮氧化物含量的控制和減少。在對9E燃氣輪機進行優(yōu)化改進時就需要從此角度上進對燃燒室內(nèi)火焰筒的工作方式進行修正，通過對排放物中二氧化氮含量的減少來對減少環(huán)境污染。此外，在開展電廠以及電力行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級以及生產(chǎn)環(huán)境的優(yōu)化過程中，還研究了9E燃氣輪機組燃燒室結(jié)構(gòu)，通過DLN-1燃燒室的研發(fā)和應(yīng)用來實現(xiàn)環(huán)保型生產(chǎn)作業(yè)模式，滿足了目前的生產(chǎn)需求，并且對火焰筒結(jié)構(gòu)進行簡化。在此燃燒室中主要按照散點燃料分級模式進行設(shè)計，而且采用燃料噴嘴來保證DLN充分燃燒，還可以實現(xiàn)對噴嘴以及火焰筒的模塊化設(shè)計，確保二者相互協(xié)調(diào)來提高其靈活性，實現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計中可以滿足不同的環(huán)境以及地形等條件要求，以及自行調(diào)整噴嘴數(shù)量的目的。

3.2 DLN-1燃燒室特點

針對目前大量使用的DLN-1燃燒室來說，其自身特點主要表現(xiàn)在以下幾點：一是與其他類型的燃燒室結(jié)構(gòu)不同，此種燃燒室的中心體組合各部件旋轉(zhuǎn)在火焰筒的最里面，并且作為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一部分，在火焰筒的筒體上進行組合件的設(shè)計，使得其結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。按時可以實現(xiàn)在大量冷卻空氣被送入之后可以通過合理的分流和配送來確保熱應(yīng)力分散，防止發(fā)生過于集中的問題。二是在火焰筒內(nèi)部均勻分布著具有較高耐高溫的土層，用于保護火焰筒使用中的安全，避免其在使用中出現(xiàn)變形和破壞的情況，確保設(shè)備使用的安全。三是具有較為合理的二級燃料噴嘴設(shè)置。通過此噴嘴來確保在一級燃料噴嘴內(nèi)部通常集中來形成合圍區(qū)域，不僅實現(xiàn)了燃料沿著徑向進行自動分布，而且由于一級和二級燃料位置的錯開而確保形成相對軸軸向的分布狀態(tài)，充分發(fā)揮火焰筒橫截面在燃料分級時的作用，實現(xiàn)燃燒室整體性能的提升和污染物排放量的減少。

3.3 DLN-1點火及燃料管理

通過對此燃燒室中點火以及燃料管理系統(tǒng)的應(yīng)用不僅可以控制燃燒室內(nèi)的火焰位置，而且對傳統(tǒng)的燃料流量分布結(jié)構(gòu)進行改變來確保系統(tǒng)設(shè)計更加合理。此系統(tǒng)提供主要由氣體燃料控制系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、火焰探測系統(tǒng)以及IGV溫控系統(tǒng)構(gòu)成。其中的氣體燃料控制系統(tǒng)的主要作用就是在設(shè)定好燃料壓力之后可以確保通過燃料控制閥來保證燃料噴嘴燃料的充足，且在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)流量上的自由分配。這樣就可以實現(xiàn)在燃氣輪啟動過程中通過對點火系統(tǒng)第一級燃料的點燃來確保整個區(qū)域內(nèi)的充分燃燒，然后對火焰筒進行連接并實現(xiàn)對燃燒室燃料點燃的推進，在啟動火焰探測系統(tǒng)之后，智能探測火焰位置并實現(xiàn)對整個燃燒過程的控制和對設(shè)備的科學(xué)保護，確保設(shè)備運行的安全和效率。

4優(yōu)化9E燃氣輪機起動過程

在上述DLN燃燒系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為了對9E燃氣輪機的起動過程進行優(yōu)化，首先針對汽輪機控制來說，需要通過真空泵的啟動來控制汽輪機缸溫在150℃下時的凝汽器真空度在-65KPa左右，保證鍋爐啟動過程中旁路同時啟動，且通過旁路閥開度來對主蒸汽壓力進行全面預(yù)熱控制，實現(xiàn)暖管增強以及燃氣輪機啟動時間的減少。其次就是針對IGV控制，通過此種方式來開展基準Rc進程的控制，通常將IGV控制線設(shè)置在55～85℃的范圍之內(nèi)。最后就是控制燃氣輪機負荷以及排煙溫度。在控制過程中的主要依據(jù)就是汽輪機和余熱鍋爐的運行情況，通過合理控制來實現(xiàn)燃氣輪機運行速度的提升以及反應(yīng)靈活度的強化。而且在并網(wǎng)之后還要按照實際情況來對主蒸汽減溫水和燃氣輪機負荷進行不斷調(diào)整，實現(xiàn)對主蒸汽溫度的控制。

5結(jié)語

針對9E燃氣輪機在應(yīng)用中出現(xiàn)的起動失敗的問題，在分析其失敗原因之后，提出了為了確保燃氣輪機各負荷段運行穩(wěn)定的精細調(diào)整DLN-1燃燒系統(tǒng)的方法，在確保其正常啟動的同時，優(yōu)化其各項西寧，通過對IGV、汽輪機以及燃氣輪機負荷的合理控制來確保其高效和穩(wěn)定運行。

參考文獻

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（作者單位：廣州協(xié)鑫燃氣熱電有限公司）