燃燒器旁通閥研究

楊帆

摘 要：為了改進(jìn)部分負(fù)載時(shí)燃燒的穩(wěn)定性，在M701F型燃?xì)廨啓C(jī)上安裝了旁路機(jī)構(gòu)?；诖耍疚氖紫冉榻B了M701F型燃?xì)廨啓C(jī)上安裝的旁路機(jī)構(gòu)，然后探討旁通閥的動(dòng)作情況，以期能為相關(guān)學(xué)者的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī)；旁通閥；啟停機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：TK411 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）14-0086-02

Study On the By-pass Valve of the Burner

YANG Fan

（Beijing Jingfeng Gas Power Generation Co.， Ltd.，Beijing 100074）

Abstract： In order to improve the combustion stability under partial load， a bypass mechanism was installed on the M701F gas turbine. Based on this， this paper first introduced the bypass mechanism installed on the M701F gas turbine， and then discussed the action of the bypass valve， in order to provide reference for the research of the related scholars.

Keywords： gas turbine；bypass valve；start stop

1 燃燒器的旁路機(jī)構(gòu)

M701F型燃?xì)廨啓C(jī)上安裝有旁路機(jī)構(gòu)（如圖1所示），以改進(jìn)部分負(fù)載時(shí)燃燒的穩(wěn)定性。燃燒器旁路機(jī)構(gòu)旁通閥將壓氣機(jī)的出口空氣直接引入過(guò)渡段（尾筒），以提高啟動(dòng)時(shí)火焰的穩(wěn)定性并保持提升負(fù)荷時(shí)理想的空燃比。旁路機(jī)構(gòu)在機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)完全關(guān)閉。

旁路機(jī)構(gòu)主要由柵形閥、閥桿及油動(dòng)機(jī)組成。旁路機(jī)閥體上均勻分布著20只旁通空氣孔，分別與對(duì)應(yīng)的20只燃燒器尾筒通過(guò)旁路彎管一一連接。油動(dòng)機(jī)控制閥環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，改變旁通空氣孔流通面積的大小，以控制流經(jīng)燃燒器燃燒區(qū)域空氣的多少。

柵形閥由旁路機(jī)構(gòu)本體和旁路環(huán)組成（見(jiàn)圖2）。執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)旁路環(huán)，使柵形閥打開(kāi)和關(guān)閉，這可調(diào)節(jié)經(jīng)旁路彎頭進(jìn)入過(guò)渡段的空氣量。旁路系統(tǒng)用于控制以下兩種情況：①當(dāng)燃料流量小時(shí)，難以保持火焰穩(wěn)定；②當(dāng)燃料流量大時(shí)，NOx值急劇增大。

燃料/空氣比由通過(guò)旁路彎頭進(jìn)入過(guò)渡段的空氣量控制。旁路閥在部分負(fù)荷條件下打開(kāi)，從而增加通過(guò)過(guò)渡段的空氣量，減小通過(guò)噴嘴的空氣流量。

2 旁通閥動(dòng)作情況

圖3為京豐燃?xì)獍l(fā)電有限責(zé)任公司#1機(jī)組啟停機(jī)曲線(xiàn)。從圖3可知，燃燒器旁路閥在啟動(dòng)至滿(mǎn)負(fù)荷過(guò)程中的動(dòng)作情況，啟機(jī)到點(diǎn)火B(yǎng)V最大開(kāi)度100，點(diǎn)火到2 200r/min關(guān)小至54，2 200r/min到機(jī)組暖機(jī)負(fù)荷全開(kāi)，然后隨負(fù)荷調(diào)節(jié)。

M701F3型燃?xì)廨啓C(jī)每個(gè)燃燒器均設(shè)置旁路閥來(lái)調(diào)整進(jìn)入燃燒器的空氣量，目的是優(yōu)化空燃比。旁路閥控制與值班燃料流量控制共同作用，保證了燃燒過(guò)程中火焰的穩(wěn)定性、燃燒波動(dòng)在正常范圍及降低燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的NOx含量。

燃燒器旁路閥的控制（見(jiàn)圖4）采用與IGV類(lèi)似的預(yù)置曲線(xiàn)控制，其控制信號(hào)輸出為BYCSO，伺服閥的控制信號(hào)為BYCSO1。并網(wǎng)前，BYCSO1是轉(zhuǎn)速、燃燒器殼壓力和壓氣機(jī)入口溫度的函數(shù)；并網(wǎng)后，BYCSO1是燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷、燃燒器殼壓力和壓氣機(jī)入口溫度的函數(shù)[1-3]。

并網(wǎng)前BYCSO1的計(jì)算式為：

BYCSO1=BYCSO （1）

式（1）中：BYCSO表示BYCSO的基本輸出值，是燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速、燃燒器殼壓力和壓氣機(jī)進(jìn)口溫度的函數(shù)。

并網(wǎng)后BYCSO1的計(jì)算式為：

BYCSO1=BYCSO0-[Δ]BYCSO[×]TBYCSO （2）

式（1）中：BYCSO0表示BYCSO的基本輸出值，是燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷、燃燒器殼壓力和壓氣機(jī)進(jìn)口溫度的函數(shù)；[Δ]BYCSO表示BYCSO的溫度修正系數(shù)，也是燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷、燃燒器殼壓力和壓氣機(jī)進(jìn)口溫度的函數(shù)；TBYCSO表示環(huán)境溫度修正系數(shù)，是壓氣機(jī)進(jìn)口溫度的函數(shù)。

M701F型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室由環(huán)繞機(jī)軸布置的20個(gè)燃燒小室組成，每個(gè)小室有9個(gè)燃?xì)鈬娮?。?8、#9燃燒室安裝有點(diǎn)火裝置，#18、#19燃燒室安裝4組火焰探測(cè)器。分別是#18火焰探測(cè)器A/B，#19火焰探測(cè)器A/B。

點(diǎn)火信號(hào)邏輯為#18火焰探測(cè)器A/B中任意一個(gè)檢測(cè)有火，并且#19火焰探測(cè)器A/B中任意一個(gè)檢測(cè)有火，點(diǎn)火信號(hào)由0變?yōu)?，也就是機(jī)組啟動(dòng)點(diǎn)火成功時(shí)，控制信號(hào)輸出BYCSO為通過(guò)BYCSO1的相關(guān)計(jì)算值。

當(dāng)點(diǎn)火信號(hào)由1變?yōu)?即當(dāng)機(jī)組打閘停機(jī)時(shí)，控制信號(hào)輸出BYCSO為一個(gè)恒定的點(diǎn)火設(shè)定設(shè)定值。直到下一次機(jī)組啟動(dòng)點(diǎn)火成功時(shí)，BYCSO信號(hào)始終為點(diǎn)火設(shè)定值。通過(guò)京豐燃?xì)?1機(jī)組啟停機(jī)曲線(xiàn)得知，燃燒器旁通閥開(kāi)度于機(jī)組點(diǎn)火前一直處于全開(kāi)狀態(tài)，其控制信號(hào)輸出為100，即點(diǎn)火設(shè)定值為100。

3 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了燃燒器旁通閥理論與邏輯的一些基礎(chǔ)知識(shí)，分析了旁通閥在機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程。希望本文的研究能為M701F型機(jī)組日后的監(jiān)視工作提供幫助。

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