9E级燃机燃烧切换不成功的多种情况及伴随现象浅谈

9E级燃气轮机由三种基本的燃烧切换模式,初级燃烧,贫贫燃烧和预混合燃烧,机组启动时燃机升负荷,燃烧模式根据温度基准切换。其中贫贫模式切换至预混燃烧模式最为复杂。本文以江苏华电吴江热电有限公司E级燃气蒸汽联合循环机组为对象,收集归纳了一些运行中出现过的9E级燃机在燃烧切换过程中,贫贫模式至预混燃烧模式切换不成功的原因。

瞬态EGR对柴油机低温燃烧切换平顺性影响

针对传统燃烧(CDC)与低温燃烧(LTC)双模式柴油机在燃烧模式切换过程中出现的平均指示压力(IMEP)波动、发动机工作平顺性差的问题,基于自主设计开发的单缸柴油机,进行了燃烧模式切换过程瞬态废气再循环(EGR)影响研究.研究表明:燃烧模式切换过程中EGR率变化与燃油喷射变化不同步是造成IMEP波动的主要原因,在1100 r/min、等IMEP为0.6 MPa的LTC负荷上限CDC-LTC的直接切换过程中,EGR响应滞后约22个循环,造成IMEP波动率达到12.82%;采用EGR预控制可以实现EGR与喷油控制的优化匹配,IMEP波动率下降至3.17%,有效改善了切换过程中发动机平顺性.

柴油发动机燃烧模式切换控制策略

针对柴油机低温燃烧/压燃(LTC/CI)燃烧模式切换过程中的瞬态控制问题,提出并开发了组合燃烧模式下的燃油系统和空气系统协调控制策略。实验结果表明,采用油气协调的控制策略,燃烧模式切换快速平稳,保证了LTC的减排效果。

燃油喷射补偿对柴油CI-HCCI燃烧模式切换过程的影响

针对CI-HCCI双燃烧模式柴油机在燃烧模式切换过程中容易出现平均指示压力(IMEP)波动,工作平顺性差的问题,开展了等负荷燃烧模式切换过程中的燃油喷射补偿策略改善切换过程的平顺性研究.分析了燃烧模式切换过程中的燃烧与工作平顺性特性,探讨了首循环喷油量补偿系数、过渡循环数和喷油量补偿速率对HCCI燃烧负荷下限切换的IMEP波动率的影响规律,优化结果表明采用1.06首循环喷油量补偿系数、3过渡循环数和略小于线性递减补偿速率的喷油方式,可以有效地改善切换过程工作的平顺性,IMEP波动率较直接切换降低73.3%.

EGR对柴油CI-HCCI-CI燃烧模式切换过程的影响

通过喷油控制实现了双模式柴油机燃烧模式等指示平均有效压力(Indicated Mean Effective Pressure,IMEP)运行,在此基础上通过在均值充量压燃(Homogeneous Charge Compression Ignition,HCCI)燃烧循环中引入排气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR),推迟HCCI燃烧相位,进一步实现了燃烧模式等IMEP运行基础上的等CA50切换,并重点研究了EGR切换策略对燃烧模式切换过程中CA50平顺性的影响,确定了最优的EGR切换策略。试验结果表明,CI-HCCI燃烧模式切换过程,最优的EGR切换策略为无量纲循环数σCI-HCCI等于4.8方案,COVCA50仅为16.4%,较同时切换时减小了28%;HCCI-CI燃烧模式切换过程,最优的EGR切换策略为无量纲循环数σHCCI-CI等于0.6方案,COVCA50仅为13.8%,较同时切换时减小了30.3%。

柴油CI-HCCI燃烧模式平顺切换的试验研究

针对双燃烧模式柴油机在CI-HCCI燃烧模式切换过程平均指示压力(pi)较大波动的问题,开展了改善CI-HCCI燃烧模式切换过程pi平顺性的试验研究。试验通过单段喷射和两段喷射两种燃油补偿方式对过渡循环进行燃油补偿,研究不同燃油补偿系数对改善切换过程pi平顺性的影响,确定两种燃油补偿模式下的最优燃油补偿系数,并对两种燃油补偿模式下的最优方案进行了对比研究。研究结果表明,单段喷射和两段喷射燃油补偿方式的最优燃油补偿系数相近,两段喷射燃油补偿模式对切换过程pi平顺性的改善效果要优于单段喷射燃油补偿模式,当燃油补偿系数均为1.05时,两段喷射燃油补偿模式pi循环变动率为3.1%,较直接切换和单段喷射燃油补偿模式分别降低了约70%和46%。

PG9171E燃气轮机燃烧模式切换过程中负荷突变的原因分析

针对某PG9171E燃气轮发电机组降负荷过程中,燃烧模式切换从预混稳定模式(PMSS)到贫贫模式(LEAN-LEAN),发生负荷突变现象,通过记录曲线、软件的计算和燃料喷嘴的流量测量的事实,分析了流量和负荷波动之间的关系。结果表明:一次喷嘴的流量和负荷波动有着直接的关系。

9E燃气轮机燃烧模式切换失败原因分析处理

本文介绍了某公司9E燃气轮机,水洗后开机过程燃机出现从贫燃模式至稳定预混燃烧模式多次切换不成功的故障案例。经分析,机组水洗后,清吹管道和燃气管道内有残留积水未能排尽,在燃烧模式切换时,导致残留积水进入二次燃料喷嘴值班火焰通道,造成高温焰气回流,产生回火,造成模式失败。经过对机务系统图分析提出修改水洗逻辑及运行操作等解决方案。

DLN1.0燃烧系统模式切换过程中负荷波动分析

随着环保要求提高,采用干式低氮燃烧系统成为燃气轮机电厂技改的必然趋势。9E燃气轮机采用DLN1.0燃烧系统后实现预混燃烧模式降低NO_x的排放量,但同时也降低了燃烧的稳定性和缩小了燃烧边界。介绍从贫贫模式切换到预混模式过程中出现的爆燃和负荷波动现象,以及进行分析处理的过程。

DLN2.6+燃气发电机组燃烧模式切换失败案例分析

GEDLN2.6+燃气发电机组温态启动、自动温度匹配投入时,由于忽略燃烧切换时间闭锁逻辑导致的燃烧模式切换失败,进行原因分析、现场处置并采取预防措施。

GT13E2燃气轮机混合-预混燃烧模式切换优化

介绍了GT13E2燃气轮机燃烧系统和脉动检测装置,结合GT13E2燃气轮机厂家提供的实验室研发数据,通过升负荷燃烧模式切换调试试验,对切换时的燃气轮机相对额定负荷点和扩散燃烧延时退出时间这两个参数进行了优化;通过降负荷燃烧模式切换调试试验,对切换时的燃气轮机相对额定负荷点,燃烧模式切换指令激活后主预混燃烧延时退出时间、辅助预混燃烧延时投入时间和扩散燃烧天然气流量从零增加到燃烧模式切换后流量所用时间这四个参数进行了优化,优化后的参数有效提高了燃气轮机燃烧模式切换过程中燃烧的稳定性和运行安全可靠性。

压燃/低温燃烧柴油机进气系统鲁棒滑模控制

阐述了一种压燃/低温燃烧(CI/LTC)组合燃烧模式柴油机燃烧进气系统的非线性鲁棒控制策略。基于理想气体方程和质量守恒定律建立了柴油机进气系统的非线性状态空间模型,选择影响燃烧的进气系统关键变量进排气压力和进气组分作为系统输出变量,并采用鲁棒积分滑模方法设计了控制器。控制系统通过对进气系统关键变量的跟踪控制,间接控制缸内条件参数,实现燃烧模式间的平滑切换。最后分别采用GT-Power和Matlab/Simulink软件耦合仿真和快速原型控制仿真验证该控制器的效果。其结果表明与独立PI闭环控制方法相比,该控制策略具有跟踪性能好、响应速度快、抗干扰能力和鲁棒性强等优点。

PG9351FA机组低氮燃烧改造后典型问题分析与处理

随着国家对环保要求的逐步提高,越来越多的PG9351FA燃气机组选择了更加环保的DLN2.6+低氮燃烧改造,使排气中的氮氧化物(NO_(x))含量降低到20 mg/m^(3)左右。但是改造后,由于燃烧方式和控制方式的改变,会出现一些诸如点火失败、温度匹配异常、停机时燃烧切换异常等方面的问题,现场需要通过优化燃烧逻辑,改变启、停方案等排除故障,保证机组环保、安全运行。

S109FA燃气轮机燃烧故障的分析与处理

分析了S109FA单轴燃气蒸汽联合循环发电机组在运行中出现的燃气轮机排气温度分散度大故障和机组在燃烧模式切换时发生分散度大或熄火导致机组跳闸的原因,提出了故障处理方法,并对如何从根本上解决燃气轮机运行的可靠性问题提出了一些建议。

9FA机组停机过程中PPM和SPPM往复切换问题的分析处理

针对某电厂9FA机组在停机过程中发生的PPM和SPPM往复切换问题的原因进行了分析。发现导致该问题的原因为当燃机处于PPM到SPPM之间的切换点时,燃机负荷指令为保持状态,TTRF1在切换点附近波动。对相关的参数进行优化解决了该问题。

9FA燃气轮机清吹系统分析

以9FA燃气轮机为研究对象,在充分掌握燃气轮机清吹系统的组成结构及工作机理的前提下,对控制逻辑进行深入解析,根据清吹阀限位开关及阀间压力开关可排列组合出32种清吹系统潜在的运行工况,并分别定义其故障程度,建立起相关故障类型库。根据机组在实际运行过程中燃烧模式及故障程度的差异性来进一步制定相应的防范策略。通过对清吹系统控制逻辑的有效分析,掌握燃烧模式闭锁、自动停机、保护跳闸等逻辑实现机理,有助于及早发现清吹系统运行过程中出现的问题,进一步提高燃气轮机清吹系统运行的可靠性,为机组的安全稳定运行保驾护航。

EGR对柴油机低温燃烧模式切换过程影响研究

针对柴油机低温燃烧(LTC)与传统燃烧(CDC)对废气再循环(EGR)率需求差异大,燃烧模式切换过程中EGR响应滞后于喷油响应,引发燃烧参数波动的问题,本文基于单缸柴油机,进行了稳态与瞬态EGR控制规律及其对切换过程的影响研究。研究表明,EGR率瞬态响应慢,以40%EGR率为目标,上升与稳定需要约2.4 s,初期与稳态目标值差距最大;负荷上限CDC-LTC直接切换过程中,平均指示压力(IMEP)最大波动达到0.15 MPa,氮氧化物(NOx)出现排放尖峰;瞬态EGR优化可以改善燃烧模式切换燃烧与排放性能,提前开启EGR阀可以实现IMEP波动率较直接切换下降75.3%,NOx排放峰值浓度下降40.9%。

影响燃气轮机运行和启动的几个因素

针对S109FA燃气-蒸汽联合循环发电机组的检修和运行特点,结合该类机组的运行经验,分析了影响机组运行和启动的几个因素,供其他电厂燃气轮机运行和检修管理时参考。

某电厂9E型燃气轮机燃料清吹系统故障处理

针对某电厂9E燃气轮机燃料清吹控制阀故障造成燃烧模式切换失败的案例,介绍了故障现象,对燃料清吹系统进行了分析,并提出了改善控制气源的质量及提高控制阀所处的DLN阀站环境等应对措施,保证了清吹控制阀在恶劣环境下动作正确可靠。通过对故障的分析和处理,在确保控制逻辑正确动作的同时还需要考虑到控制设备所处的环境气候和安装工艺,有助于及早防范和发现问题,从而提高机组运行的可靠性。

9E燃气轮机火焰检测系统故障处理

针对某电厂9E燃气轮机火焰检测器故障造成燃气轮机跳闸的案例,对燃气轮机火焰检测系统进行了分析。介绍了故障现象,提出了新加火焰探测器冷却水泵,使用GE公司生产的新型镜片和检测系统分离的火焰检测探头,以及将火焰检测冷却水母管三个放空气阀接到轮机间罩壳外等几种处理方案。通过对故障的分析和处理,使燃气轮机运行维护人员认识到在确保控制逻辑正确动作的同时还需要考虑到控制设备所处的环境对设备造成的影响,有助于提前发现问题并做出防范措施,从而提高机组运行的可靠性。