最新的DLN2．6＋燃烧室使9FA燃气轮机的NOx排放减少40％

据《Gas Turbine World》2006年5～6月刊报道，GE公司已经在其9FA和9FA＋e燃气轮机上采用了它的最新的干式低NOx（DLN）燃烧系统，使它们的NOx排放量减少了40％。     

DLN燃烧系统运行维护特点

随着DLN燃烧系统普遍应用于燃气轮机来降低NOx的排放,有必要了解和掌握其运行维护的特点,以提高其运行可靠性和可用率。本文根据DLN燃烧技术降低NOx排放的机理,分析了DLN燃烧系统运行窗口狭窄的原因,以及常见的运行问题,探讨通过DLN调整来避免这些问题的产生;另外还分析了几个关键变送器对DLN燃烧系统运行温控线及燃料分配比例的影响;指出了DLN燃烧系统多喷嘴燃烧器排气孔易被堵塞和沾污的特点,了解和掌握这些特点有助于指导DLN燃烧系统的运行维护。     

燃气轮机燃烧脉动现象及抑制方法研究

某燃气轮机电厂经常出现因燃烧脉动所引起的部件损坏故障。给出了燃烧脉动机理,分析了燃机燃烧脉动和部件损坏故障,介绍了燃机动压监测系统在两台燃机上的应用情况,指出通过燃机动压监测系统可以有效地监测燃烧脉动现象,对提前发现燃烧故障并及时进行燃烧调整有很大帮助,可在一定程度上缓解燃烧故障对设备带来的不利影响。     

多通道并联回路型脉动热管运行特性的试验研究

针对回路型脉动热管进行了管路结构形式调整,制作了多通道并联回路型脉动热管并建立试验系统,选用丙酮和无水酒精作为工质,在相近热力工况下通过试验考察多通道并联回路型脉动热管和典型回路脉动热管在不同加热工况下的运行情况,并进行比较.结果表明:多通道并联回路型脉动热管与典型回路型脉动热管具有相似的启动特征,但其在运行中具有更好的稳定性,不易出现干烧现象;其传热效果也优于典型回路型脉动热管,具有较低的运行热阻,低充液率(34%)时的传热效果优于高充液率(51%、68%)时,具有较高的传热极限.     

DLN2.6+排气温度监测及保护功能分析

燃气轮机是以高温燃气驱动透平做功的高效热力发动机。其燃料燃烧一旦失稳,将产生剧烈的燃烧 脉动,引发燃气轮机燃烧部 动,严重 造成燃烧部件损坏。排气温度作为燃气轮机运行主要监测参 ,所现 性 作为 燃气轮机燃料燃烧稳定与否的重要判断依据。通过结合燃气轮机实 运行案例 GE公司 低氮燃烧系统DLN 2. 6+排气温度及 的基本功能, 气温 度监测方法、排气热 故障诊断策略、排气温度分散度算法以及保护功能。     

空燃比对燃气轮机燃烧室燃烧不稳定性影响的数值研究

针对某型燃气轮机旋流燃烧室,建立了全尺寸三维燃烧室数值模型,数值研究了空燃比对其扩散和预混燃烧稳定性的影响.结果表明,扩散燃烧模式下,保持燃烧室入口燃气总流量不变,空燃比变化对燃烧室压力脉动主频及燃烧稳定性影响较小.预混燃烧模式下,保持燃烧室入口燃气总流量不变,调整空燃比,燃烧室压力脉动振幅相对稳定;但空燃比增大,燃烧室压力脉动主频减小,燃烧不稳定增长时间缩短,燃烧稳定性相对变差;而空燃比降低,燃烧室压力脉动主频增加,燃烧不稳定增长时间增加,燃烧稳定性相对增强.     

甲烷自激励脉动燃烧NOx排放特性的试验研究

采用Rijke型自激式脉动燃烧器,结合纹影摄像,对不同脉动频率、脉动振幅和燃烧功率下的NOx排放量进行了比较和机理分析.结果表明:在试验工况范围内,甲烷自激励脉动燃烧与非脉动燃烧相比可降低NOx的生成,NOx最高降低了99%,对应的CO降低了13.8%;当燃烧功率增大时,会出现燃烧不完全和燃烧效率降低的现象;脉动火焰符合分形特征,其分形维数大于非脉动燃烧,火焰内流场褶皱、卷曲的程度更高;脉动燃烧下NOx降低的原因是掺混程度更好、传热率更高;随着脉动频率的增加,NOx的排放量降低,说明频率增加促进了气体掺混,减少了气体在高温区的停留时间;脉动燃烧下NOx的排放随燃烧功率的增大而升高.     

M701F型燃气轮机控制系统分析

M701F燃机DCS采用DiasysNetmation,其控制主要由燃机控制系统、燃机保护系统和高级燃烧压力波动监视系统组成。本文简要介绍了M701F燃机DCS系统的构成,分别叙述了TCS、TPS和ACPFM自控制系统的作用,并对其主要控制功能进行了分析。     

2014GTW简单循环技术规范

正据《Gas Turbine World》2014年1-2月刊发布了2014年度燃气轮机简单循环技术规范。介绍了世界各国各燃机制造公司的各型燃气轮机产品,叙述了各型燃气轮机的设计性能及规范,包括首台可用年份、ISO条件下基本负荷额定功率、热耗率、效率、压气机压比、质量流量、涡轮转速、排气温度、以及燃气轮机的重量和尺寸。在注解一栏中还对这些燃机是否使用双燃料燃烧器、标准燃烧室、干式低NOx燃烧室、干式低排放、     

9E燃气轮机DLN 1.0燃烧系统预混切换过程熄火跳闸故障的分析与处理

介绍了某电厂PG9171E型燃气轮机DLN 1.0燃烧系统燃烧调整的背景和长期高负荷贫贫燃烧模式运行的危害;对采用DLN 1.0燃烧系统后在某次升负荷预混切换过程中一区燃烧模式回切及熄火跳闸故障进行了分析,并提出了相应的改进措施。     

基于连接权值算法的燃烧调整参数敏感性研究

为确认燃烧调整过程中影响燃气轮机运行状态的主导因素,首先将影响运行状态的天然气压力、天然气温度、压气机排气温度、压气机进口温度等14个参数作为输入变量,将表征燃气轮机运行状态的功率、燃烧室、加速度、NO_x质量浓度作为输出变量,建立粒子群算法优化的Elman神经网络模型,得到隐含层与输入层、输出层之间的连接权值;然后利用Olden方法处理神经网络的连接权值,获得各因素对燃气轮机运行状态影响显著性的量化值表达式,建立了燃烧调整过程中燃气轮机运行状态影响因素显著性分析的方法;最后结合燃气轮机运行数据进行计算分析。结果表明：燃气轮机的运行状态主要受排气温度、预混气压力及流量、值班气流量、压气机进口差压以及进气导流叶片开度5个因素的影响,并且燃烧调整过程中需要统筹调整输入参数,以保证燃气轮机燃烧始终处于稳定、低NO_x排放区域。     

某航改型燃气轮机特点及燃烧调整实践

本文以LM6000PD航改型燃气轮机为研究对象,详细介绍了干式低排放DLE(Dry Low Emission)燃烧室的结构特点及燃烧模式。以ABC燃烧模式为例,详细阐述了该模式下燃烧调整的基本过程,找出了该模式下平均火焰温度以及外、内环火焰温度的控制区间和运行曲线,确定了机组安全、稳定运行边界。并对调整试验期间NO_x、CO排放浓度以及动态压力波动P_(x36)的变化规律进行了分析。     

基于CNN-LSTM的燃气轮机NOx排放预测研究

为了建立精准的NO_x预测模型,解决燃气轮机电站存在NO_x超标排放的问题,提出一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)和长短期记忆神经网络(Long Short-term Memory, LSTM)组合模型的NO_x排放预测方法。将NO_x排放历史数据和燃气轮机燃烧的状态参数通过滑动窗口法构建成特征图格式输入到CNN中,利用其卷积层和池化层提取表征NO_x动态变化的特征向量,并转化为时间序列格式输入到LSTM中进一步挖掘内部规律,从而实现NO_x的排放预测。以某三菱燃气轮机的历史运行数据进行试验。结果表明:CNN-LSTM的相对均方误差e_(RMSE)为1.811 mg/m~3,并通过与PCA-BP,PCA-RNN和PCA-LSTM模型进行比较,验证了方法的可行性。     

燃气轮机动态仿真及排放特性研究

建立了H级重型燃气轮机动态仿真模型,探究了负荷和环境温度扰动下机组的动态响应特性以及不同停留时间下燃烧污染物的排放特性。结果表明:所建立的机组模型能够正确模拟不同扰动下燃气轮机的参数响应过程,且具有较好的稳定性;环境温度升高时,为防止燃气轮机超温,控制系统通过降低燃气轮机输出功来保证系统的安全运行,稳态时透平进出口温度虽有上升,但在安全范围内;随着燃烧温度升高,NOx生成量逐渐增加,在一定温度范围内,两者呈指数关系变化,而CO的生成量则有所下降;随着停留时间的增大,NOx生成量逐渐增加,CO生成量则相反。     

10MW级HAT循环试验系统配置与热力性能研究

HAT循环作为一种新型燃气轮机循环,具有低NO_x、高效率、灵活热电调节、启停快的特点。本文分析了以某10 MW级回热循环燃气轮机为基础,构建HAT循环热电联供特性试验系统的配置,给出了燃气轮机通流匹配、热电联供以及大范围热电比调节对燃烧室等部件的技术要求。     

重型燃气轮机先进低NOx燃烧技术分析

对重型燃气轮机领域中的低NOx燃烧技术进行介绍与说明,首先简要论述了重型燃气轮机燃烧室中氮氧化物的产生机理及抑制方法,其次,介绍了贫预混多喷嘴分级燃烧技术、富油/烽熄/贫油燃烧技术和贫预混低旋流燃烧技术等7种可用于重型燃气轮机燃烧室的先进低NOx燃烧技术,并详细论述了这7种低NOx燃烧技术的作用原理及应用进展,可为国内重型燃气轮机低污染燃烧室的设计与研制提供技术参考.     

可控烟气回流量型低NOx燃烧器流场特性的试验研究

设计了一种预混式可控烟气回流量型低NOx燃烧器,以适应双气头多联产系统中燃料组分、成分变化时燃气轮机发电系统稳定工作的需要.在常压条件下,利用TSI热线风速仪对燃烧室内的速度分布特性进行了直接测量,并利用温度场比拟浓度场的方法,对燃烧室内气流混合特性进行了间接测量.结果表明:燃烧室内的速度分布及回流等特性可满足设计要求,气流之间的混合效果则需作进一步增强.同时,对燃烧器二次风分配器的结构提出了改进方案.     

某重型燃气轮机DLN燃烧室数值模拟-热态分析

数值模拟是开展燃气轮机燃烧室性能分析的重要手段。本文通过外形3D扫描与内型工业CT扫描构建了某重型燃气轮机天然气DLN燃烧室的完整几何模型。通过对该完整三维建模进行高质量网格划分,并综合燃气轮机循环分析给出的工况参数,开展了数值模拟分析。本文热态模拟了燃烧室内流场、温度场及组分场,发现该型燃烧室喷嘴布置方式存在中心区域不能完全燃烧的风险。研究方法与结果可为燃气轮机DLN燃烧室的分析与设计提供参考。     

空气分级比对同轴分级燃烧室性能参数的影响

为掌握同轴分级燃烧室性能参数随空气分级比(主燃级空气流量的比值)的变化规律,以某同轴分级燃烧室为研究对象,数值分析了空气分级比对燃烧室的燃烧效率、总压损失、出口温度分布、污染物排放和绝热壁面最高温度的影响。结果表明：空气分级比主要会改变角涡位置的燃烧温度和高温烟气的停留时间;随着空气分级比的升高,燃烧室总压损失、出口温度分布系数、NO_x排放、绝热壁面最高温度逐渐升高,但燃烧效率、CO污染物排放、径向温度分布系数对空气分级比不敏感;在同轴分级燃烧室设计中,在保证燃烧稳定的前提下可采用较小的空气分级比以实现燃烧室高效、低阻、低污染燃烧。     

增材制造技术在F级燃气轮机燃烧器开发中的应用

为了缩短重型燃气轮机燃烧器修复和低氮燃烧技术开发周期,打破F级重型燃气轮机热部件制造技术壁垒,基于增材制造技术,开发出了一套完整的F级燃气轮机燃烧器加工工艺,成功实现了标准产品旋流器的试制。在此基础上,利用增材制造技术生产的燃烧器,完成了在役燃气轮机燃烧器的服务修复;在新型低氮燃烧技术开发中成功试制出多款自主开发的新型低氮燃烧器,并通过了全温、全压、全尺寸实验验证;批量生产了产品级新型低氮燃烧器,贯通了F级重型燃气轮机燃烧器从设计开发到工艺开发的全部流程。实践表明,运用增材制造技术可助力企业在燃气轮机服务、研发和生产等方面实现快速创新。