[发明专利]一种燃机燃烧状态诊断及调整方法

摘要

本发明涉及一种燃机燃烧状态诊断及调整方法，适合GE公司9E类型燃机，属于GE公司9E类型燃机关键核心技术领域。提供一种自主研发的、独有的针对GE公司9E类型燃机的燃烧状态诊断及调整的方法是目前急需解决的问题。本发明首先提供了准确判断9E类型燃机燃烧状态的方法，此诊断方法包括了两大诊断方向：燃烧稳定性诊断、燃烧排放诊断，4个指标参数：1）火检强度指标、2）排烟温度指标、3）NOx数据指标、4）CO数据指标；同时提供了9E类型燃机燃烧调整的方法。本发明专门针对9E类型燃机的特点进行燃烧优化控制调整，能够快速有效的完成9E类型燃机的燃烧调整，保证机组的安全经济环保运行。

主权项

1.一种燃机燃烧状态诊断及调整方法，其特征在于，包括燃烧状态诊断方法和燃烧调整方法；具体如下：一、燃烧状态诊断方法：（1）燃烧稳定性诊断：1）火检强度判断燃烧稳定性：燃机在预混燃烧工况时，安装于1、2、3、14燃烧器一级燃烧室的4只火检正常为0状态，如检测到存在火焰强度表明燃烧器回火或一级燃气阀燃气配比错误或燃烧器故障；安装于1、2、3、14燃烧器二级燃烧室的4只火检正常在大于50%小于60%，如小于50%表明燃烧器燃烧不稳定或一级燃气阀配比多，如大于60%表明燃烧器一级燃气阀配比少、预混不充分且燃烧强，易烧毁燃烧器；2）排烟温度判断燃烧稳定性：燃机在预混燃烧工况时，24只排烟温度的平均值与设计排烟温度值的差距不会长期超过36℉，当平均排烟温度长期超过排烟设计值18℉表明燃烧偏强，则燃烧器一级燃气阀配比偏少，当平均排烟温度长期低于排烟设计值18℉表明燃烧偏弱，燃烧器一级燃气阀配比偏大；（2）燃烧排放诊断：1）NOx数据指标：燃机排放数据NOx参照15%O2的保证值为15ppm，正常运行值为5‑10ppm；因此当燃机处于正常预混燃烧时，NOx数据高于正常运行值，即大于10ppm，则表明燃烧器一级燃气阀配比少、预混不充分、燃烧强、排放高，NOx数据低于正常运行值，即小于10ppm，则表明燃烧器一级燃气阀配比多、预混气多、燃烧弱、易熄火；2）CO数据指标：燃机排放数据CO参照15%O2的保证值为25ppm，正常运行值为0‑8ppm，且CO排放由于高火焰温度而显著下降；因此当燃机处于正常预混燃烧运行时，CO数据出现长期高于正常运行值，即大于8ppm，则表明燃烧器一级燃气阀配比多、预混气多、燃烧弱、火焰温度低、易熄火；CO数据出现长期低于正常运行值则表明燃烧器一级燃气阀配比少、预混不充分、燃烧强、火焰温度高、燃烧器易烧毁；二、燃烧调整方法：1）提前收集机组燃烧状态关键参数，依据燃烧状态诊断方法初步判断燃机燃烧状态情况并制定燃烧调整方案，提交负荷摆动曲线以及燃烧调整方法并申报获得电网的负荷配合计划；2）燃烧调整负荷方式：采用满负荷等比例降至预混燃烧最小负荷点划分4段预混燃烧关键负荷点进行降负荷燃烧调整，再等比例升至满负荷进行4段升负荷燃烧调整，如此再重复一至三次，直到上述燃烧状态诊断方法中的4个参数：火检强度、排烟温度、NOx数据和CO数据指标依据上述燃烧状态诊断方法判定都符合要求，再根据实验测得的燃烧器一级燃气阀配比边界范围值取中间值，为燃气配比留出一定余量；3）在稳定的4段预混燃烧关键负荷点从高向低进行燃烧调整，使用当前燃烧参考温度对应的燃烧器一级燃气阀配比值，先以0.5幅度增加后，以3‑5分钟间隔等待机组燃烧状态关键参数稳定后记录当时参数值，如此向上调整6次直到燃烧器一级燃气阀配比值增加3%为止，期间如果以上述燃烧状态诊断方法中观察到4个指标数据有明显超标现象必须立刻停止并回到初始值；然后仍以当初的燃烧器一级燃气阀配比值以0.5幅度减少后，以3‑5分钟间隔等待机组燃烧状态关键参数稳定后记录当时参数值，如此向下调整6次直到燃烧器一级燃气阀配比值减少3%为止，期间如果以上述燃烧状态诊断方法中观察到所述4个指标数据有明显超标现象必须立刻停止并回到初始值；4）由于燃机的燃料流量分配常数数组共有4对数据，分别为4个燃烧参考温度及对应的燃烧器一级燃气阀配比值，也就分别对应了4段数据线，因此在步骤3）中的燃烧器一级燃气阀配比值的0.5幅度的改变方法如下：同时改变燃烧器一级燃气阀配比值所处燃料流量分配常数数组区间的两个常数值为同一个值，保证每次调整时的燃烧器一级燃气阀配比值的精确定位调整；同时在燃机逻辑中有两个参数：燃料流量分配最大值和燃料流量分配最小值，分别对应燃料流量分配常数中燃烧器一级燃气阀配比值的最大值和最小值，因此为完成步骤3），调整前必须把燃料流量分配最大值更改为原值+3，燃料流量分配最小值更改为原值‑3；5）重复上述步骤3）‑4）完成各个预混燃烧关键负荷的降负荷的燃烧调整，再依次升负荷历经预混燃烧关键负荷点重复上述步骤3）‑4）完成升负荷燃烧调整；6）重复步骤3）‑5）进行2‑3次降升负荷的燃烧调整，之后依据上述燃机燃烧状态诊断方法对所有记录的数据进行分析诊断，确定4个燃烧参考温度对应的4个燃烧器一级燃气阀配比值的边界范围，并依次取中间值，为燃气配比留出一定余量；7）最后在机组停运后把相关参数修改后下装至燃机控制系统中,完成整个燃烧调整过程。