[发明专利]一种燃气轮机发电机组低热值燃烧控制方法

说明书

技术领域

本发明属于燃气—蒸汽轮机发电的技术领域，涉及冶金工业生产中的富裕煤气发电中的燃烧控制技术，更具体地说，本发明涉及一种燃气轮机发电机组低热值燃烧控制方法。 

背景技术

燃气—蒸汽联合循环发电机组以其高效、环保、耗水量少等优点，成为具有很大发展潜力的动力装置。以富裕煤气为原燃料的燃气轮机发电机组近年来在冶金企业也得到越来越多的应用。实现了冶金工业生产副产品的高效综合利用。 

由于燃气轮机对原燃料热值的稳定性有较为苛刻的要求，必须配备一定量的焦炉煤气才能满足要求。比如，美国GE公司PG9171E型燃机和日本三菱M701DSA型燃机，均要求煤气热值控制在1050kcal/Nm³。现有技术中的燃气轮机发电机组过分依赖焦炉煤气。 

然而，焦炉煤气的产生及供应与钢铁生产的主产品工艺息息相关、相互影响，其波动性不可避免地对下游的燃气轮机发电机组产生影响。当焦炉煤气不足时，应该能补充高炉煤气，甚至全烧高炉煤气。但是，这给机组的高效、长周期运转带来制约，成为冶金生产企业联合循环发电技术进一步推广与应用的技术瓶颈。 

在焦炉煤气供应中断（如上游系统检修或焦炉煤气品质不合格）时，导致机组必须停机的被动局面。按每年一次停机、一次开停机操作，至少4小时计算，电量损失12.2万kWh×4h=48.8万kWh。 

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种燃气轮机发电机组低热值燃烧控制方法，其目的是发电机组在高焦炉混合煤气正常热值、机组负荷在40MW至153MW工况下，无干扰地自动进入低热值燃烧工况，维持正常运转，提高设备作业率。 

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为： 

本发明所提供的燃气轮机发电机组低热值燃烧控制方法，所述的燃气轮机发电机组的控制系统包括燃烧旁路阀、流量控制阀A和流量控制阀B，所述的流量控制阀A和流量控制阀B均为焦炉煤气的流量控制阀，所述的控制方法为： 

在低热值全高炉煤气工况下的燃烧旁路阀开度分别为： 

负荷为40MW时，燃烧旁路阀开度为69%～90%；负荷为77MW时，燃烧旁路阀开度为29%～55%；负荷为115MW时，燃烧旁路阀开度为3%～19%；负荷高于115MW时，燃烧旁路阀开度为0%。所述的流量控制阀A和流量控制阀B布置在高焦炉煤气混合器上游焦炉煤气管道上；所述的流量控制阀A和流量控制阀B的控制指令的逻辑程序为以下的表1所示： 

表1 

当燃烧压力比达到空气压缩机喘振极限后60秒时，“燃机空气压缩机喘振余量低”报警动作； 

报警信号发出120秒后，所述的燃气轮机发电机组将按正常速率快减负荷；或者操作人员在“燃机空气压缩机喘振余量低”报警发生时，通过降低发电机出力或提高热值设定值进行运行调整。 

在4200kJ/Nm³及以下热值运行时，燃烧室压力波动监视系统加速连锁保护，采用下以下的表2所示的保护措施： 

表2 

在表2中： 

频率：是指燃烧室压力波动频率； 

报警：是指发出光子牌报警信号； 

快减负荷：是指按3.1MW/min速率自动减少发电出力； 

跳机：是指跳机停止运行。 

当控制系统监测到的数据高于上表中所列某项数值时，根据严重程度，机组分别自动发出上述的报警、快减负荷和跳机的保护措施。 

本发明采用上述技术方案，克服了在焦炉煤气供应中断时，机组必须停机的被动局面；实现了在煤气热值剧烈变化（比如焦炉煤气鼓风机跳机等情况出现）时，机组自动快速减负荷，维持发电运行，而不会使主机跳机停产；焦炉煤气供应量减少时，可以在低热值燃烧控制模型下进行较高发电负荷运行；总之，低热值燃烧控制模型的开发与运用，极大地增强了机组运行的灵活性、稳定性和高效性，使得以煤气为主燃料的燃气轮机发电机组更好地适应钢铁生产工艺，同时也使富裕煤气得到最大限度的高效利用。 

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容作简要说明： 

图1为焦炉煤气流量控制阀A和B动作状态图； 

图2为本发明的燃机空气压缩机喘振限制示意图； 

图3为本发明的运行工况与热值调整的关系示意图； 

图4为本发明的热值调整过程示意图。 

具体实施方式