重型燃气轮机燃烧系统和控制系统升级改造分析

燃气轮机发电系统优化运行控制策略燃气轮机发电系统是当前许多电力企业采用的一种先进的电力机械设备，其以天然气、石油等为燃料，经过内燃引擎进行能量转换来提供电力。

在发电过程中，燃气轮机发电系统的优化运行控制策略显得尤为重要，需要在保证效率的同时保障发电系统的稳定运行，下面，我们将从燃气轮机发电系统的优化目标、优化手段、运行控制策略以及优化的效益四个方面对其进行分析。

一、燃气轮机发电系统的优化目标燃气轮机发电系统的优化目标主要包括以下几个方面：1.提高发电效率：燃气轮机发电系统的发电效率主要受到燃气进气温度、压力、燃烧稳定性以及旋转部件的转速等因素的影响，通过对这些因素进行控制，可以有效提高系统的发电效率，减少燃料消耗。

2.保障系统的稳定性：在发电过程中，燃气轮机发电系统的稳定性尤为重要，需要通过控制系统的进气量、排气量、燃料消耗量等参数来保证系统的平稳运行，避免因外部环境和负载变化等因素影响系统的稳定性。

3.降低维护成本：对于燃气轮机发电系统而言，其维护成本相对较高，需要定期进行保养和维修，通过对系统进行有效的优化运行控制，不仅可以降低发生故障的概率，还可以降低系统的维护成本。

二、燃气轮机发电系统的优化手段在燃气轮机发电系统的优化过程中，需要采用一系列有效的手段来实现自身的优化，在这里，我们将从燃气轮机的运行方式、燃气轮机的进气系统和排气系统以及燃料的优化使用这三个方面进行阐述。

1.燃气轮机的运行方式燃气轮机的运行方式主要包括基础负荷运行、调峰运行、启停运行、备用运行等多种方式，通过合理的选择和切换配合，可以实现对系统的优化运行控制，减少燃料消耗，降低维护成本，提高系统的效率和稳定性。

2.燃气轮机的进气系统和排气系统在燃气轮机的进气系统和排气系统中，需要对系统的进气流量、进气压力进行控制，确保燃气轮机系统的正常供氧和排气，从而保障系统的平稳运行。

3.燃料的优化使用对于燃气轮机发电系统而言，燃料的合理使用也是优化过程中的重要因素之一。

M701F4燃机燃烧调整关键技术分析摘要：本文从三菱M701F4燃机燃烧系统结构、燃烧控制逻辑、操作步骤，以及在调整过程中燃烧稳定性的变化规律这四个方面解析了三菱M701F4燃机燃烧调整关键技术。

M701F4燃机主要通过调整值班燃料流量和旁路空气流量来重新确认燃机在运行时的燃烧稳定性裕度，调整对象仍然是基准温控线。

燃调负荷点的确定原则是在常用负荷段以及高负荷段的间隔尽可能小。

值班燃料量的调整范围是±0.5%，旁路空气的调整范围是±5%。

在高负荷下，在旁路阀开度和值班阀开度下调的过程应缓慢操作。

前言：M701F4 型燃气轮机是三菱重工投入商业运行中先进的机型，具有热效率高、启停速度快、污染小、自动化程度高等特点。

为了使燃气轮机安全可靠运行，首先要确保燃烧室内燃烧的稳定[1]，若燃烧不稳定，轻则导致熄火跳机，重则会对燃烧室造成不同程度的损坏。

燃烧调整是保障燃烧稳定的一种调节手段[2-5]，通过调整各支路燃料流量，进而调整燃烧室内局部燃空比，达到平衡燃烧振动和NOx排放的关系。

本文在相关文献的基础上结合运行经验[6]，通过对燃烧调整涉及到的相关技术开展解析，为三菱燃机实施自主燃烧调整提供参考。

1、燃烧系统的结构M701F4燃机燃烧系统主要构成部分有喷嘴、内筒、尾筒、旁路阀等，从压气机扩压器出来的空气流入燃烧器，在燃烧室内与燃料混合后燃烧，燃烧后的高温燃气流入透平做功。

燃烧器属于环管布置方式，周向布置20个，燃料在燃烧器中先与空气均匀掺混后再进行燃烧，可有效降低燃烧温度，降低NOx排放。

旁路阀是三菱燃机特有的控制机构，可以控制燃烧室头部进气量，使燃烧进一步适应不同压气机进气流量，提高燃烧稳定性。

相比于M701F3，MF701F4采用了FMk-8燃烧室，在燃料分配方面，该燃烧室升级了旋流器喷嘴，增加了顶环端盖喷嘴，原来的8个主喷嘴被分为两组，由两路燃料调阀分别控制，因此燃料分配变为四路，分别是值班燃料、顶环燃料、主燃料A、主燃料B。

DLN2.6+燃烧系统摘要：GE公司为了拓展其燃气轮机燃烧器预混燃烧方式的功率范围、防止压气机进口结冰以及保护压气机防止其运行在极限压比之下，设置了压气机入口抽气加热系统（IBH）。

在此对我厂燃烧系统由DLN2.0升级为DLN2.6+、控制系统由MarKVI升级为MarKVIe后IBH的控制策略及后续改进方案进行简要的分析与介绍。

关键词：进气加热系统;DLN2.6+;IBHAbstract:GE in order to extend the power of the gas turbine combustor premixed combustion power range, prevent mouth frozen compressed air into the machine and protect compressor to prevent its operation under extreme pressure ratio, set the compressor inlet air heating system (IBH). To our factory in the combustion system for upgraded by DLN2.0 to DLN2.6 + and the control system consists of MarKVI upgradedto MarKVIe IBH control strategy and subsequent improvement plan after a brief analysis and introduction.Keywords: DLN2.6+;IBH0 引言某发电厂采用的S209FA型燃气-蒸汽联合循环热电联产机组为一套780MW级“二拖一”燃气-蒸汽联合循环供热机组。

其配置为：两台燃气轮机、两台燃机发电机、两台余热锅炉、一台蒸汽轮机和一台蒸汽轮发电机。

·50李鑫1,2,田晓晶1,2,徐玲玉1,2,袁国凯1,2,傅颖1,2,孔祥林1,2(1.清洁高效透平动力装备全国重点实验室,四川德阳,618000;2.东方电气集团东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000)摘要:目前世界上的主流商业燃机均已实现了机组一键启停自动运行保护的功能。

而实现这一功能的主体便是燃机控制系统。

燃机控制系统作为整个机组运行的神经中枢,是关系到燃机运行安全的核心部件。

我国虽然通过“打捆”招标的方式引进了国外先进燃气轮机的制造技术,但控制系统的研发技术依然牢牢掌握在国外厂商手中。

东方汽轮机有限公司在研发国产重型燃机的过程中,同步推进控制系统的自主研发,通过开展专项试验研究,逐步开发出符合国产燃机特性的燃机控制系统。

文章对控制系统的主要功能和研发过程中所开展的试验项目进行了简要介绍,为同类型控制系统的研发指明了有效的方向。

关键词:燃气轮机,控制系统,试验中图分类号:TK477文献标识码:B文章编号:1674-9987(2023)04-0010-04 Function Introduction of Dongqi50MW Heavy Duty GasTurbine Control SystemLI Xin,TIAN Xiaojing,XU Lingyu,YUAN Guokai,FU Yin,KONG Xianglin(1.State key Laboratory of Clean and Effient Turbomachiney Power Equipment,Deyang Sichuan,618000;2.Dongfang Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000)Abstract:At present,main stream gas turbine products in the world have realized the function of one-button start-stop and auto⁃matic protection.The main component to realize this function is the gas turbine control system.Gas turbine control system is a key component related to gas turbine safe operation as the nerve center of the whole unit operation.Although some advanced manufac⁃turing technologies of gas turbines has introduced through"bundling"bidding,but the research and development technology of the control system is still firmly in the hands of foreign manufacturers.In the process of developing domestic heavy duty gas turbine, Dongfang Turbine Co.,Ltd.started the research and development of the control system at the same time,through the implementation of special experimental research,the gas turbine control system in line with the characteristics of domestic gas turbine has been gradually developed.In this paper,the main functions of the control system and the test items carried out during the development process are briefly introduced,it points out the effective direction for the research and development of the same type of control sys⁃tem.Key words:gas turbine,control system,test第一作者简介:李鑫(1984-),男,学士,高级工程师,毕业于重庆大学自动化专业,主要从事燃气轮机测控与试验技术的研究工作。

第38卷 第3期2009年9月热力透平THERMAL TURBINEVol.38No.3S ept.2009三菱M701F 燃气轮机燃烧调整分析毛 丹,诸粤珊(广东省粤电集团深圳市广前电力有限公司前湾燃机电厂,广东深圳518054)摘 要:燃气轮机燃烧调整是我国引进重型燃气轮机的关键技术和重要难题之一。

本文详细分析了三菱M 701F 燃气轮机燃料系统结构及基本的控制原理、燃烧调整的目的、监测手段及调整的方法和过程,根据燃烧不稳定产生的原因提出改进方法。

分析了燃烧室压力波动监视系统CPF M 的功能和构成,以及高级燃烧室压力波动监视系统A dv anced CP FM 在机组运行中的作用,可以进一步提高技术人员掌握燃气轮机燃烧调整技术的能力。

关键词:燃烧室压力波动;燃烧调整;燃烧室旁路阀中图分类号:T K 473 文献标识码:A 文章编号:1672-5549(2009)03-0156-05Analysis on Combustion Adjusting of Mitsubishi M701F Gas TurbinesMA O Dan,ZH U Yue -shan(Qianwan Gas Turbine Power Plant,Shenzhen Guangqian Electric Power Co.Ltd.of GuangdongYudean Group Co.Ltd.,Shenzhen 518054,C hina)Abstract: Gas turbine combust ion adjusting is one o f key techno lo gies and import ant issues for intr oductionof heavy -duty g as turbines in o ur co untr y.T he pur po se of this paper is to analyze the objective,sy stem,basal co nt rol principle,mo nitor ing procedur e and method of the combust ion adjusting system,and then the improv ement metho d is g iven based on the r easo n of unstable combust ion.T he function and st ruct ur e to the CP FM sy stem o f combusto r pr essure fluctuation,the effect of t he Advanced CP FM sy stem dur ing unit s operatio n ar e investig ated to pr omote the abilit y o f technicians to master t he co mbustio n adjusting fo r g as tur bines.Key words: co mbustor pr essure fluctuatio n;combustion adjusting ;combust or by pass valve收稿日期:2009-04-06作者简介:毛丹(1981-),男,浙江桐乡人,华北电力大学自动化专业毕业,工学学士,经济师,主要从事燃机电厂运行控制工作。

9E燃气轮机燃油系统故障的分析一、概述我厂1＃机组是GE公司生产的PG9171E型重型燃气轮机，于2001年建成投产，采用一拖一的联合循环方式，两班制运行，燃机使用重油燃料，至今已运行了18000小时。

2004年5月，燃油系统出现了一系列问题，包括停机熄火后旁路烟囱出现白烟、燃油喷嘴背压异常、燃油分配器损坏等，经过现场检修人员坚持不懈的努力，这些问题最终得到了解决。

二、问题的现象和分析9E机组燃油系统的主要部件包括燃油截止阀VS-1、电磁离合器20CF-1、主燃油泵PF-1、燃油流量分配器FD1-1、燃油伺服阀65 FP 和旁路阀VC3-1、双联高压燃油滤,14个燃油喷嘴及单向阀、燃油喷嘴前排污阀VP-1,2。

其流程为：由轻／重油切换阀过来的燃油通过燃油截止阀后，经通过电磁离合器由辅助齿轮箱驱动的主燃油泵增压，通过高压燃油滤后，由燃油流量分配器等量将燃油送入14个燃油喷嘴（喷嘴前有单向阀，要求点火时燃油压力在8bar左右），机组所需燃油量由控制系统根据不同的工况通过伺服阀调节旁路阀的开度来精确控制，在燃油流量分配器和燃油喷嘴之间有一个喷嘴背压选择阀，通过切换手轮可观察到1～14＃喷嘴的背压情况和燃油泵的进、出口压力。

喷嘴前排污阀的作用主要用于停机后燃油管路的冲洗和在日常燃油系统检修需要时将管道存油排尽。

下面将具体介绍月亮湾电厂燃机运行中燃油系统出现的一些故障。

1、旁路烟囱停机熄火后冒白烟在5月中旬，燃机出现正常停机熄火后旁路烟囱冒白烟现象，冒烟的时间较长，一般要持续3小时以上。

当时挡板已关闭，并在烟囱口处闻到柴油味，确认是从燃机内部排出的油烟，而在MARK V控制 屏上无火焰信号，说明没有在燃烧室中燃烧。

这种现象在2003年下半年曾出现过。

更换所有14个燃油喷嘴单向阀后，问题未再出现。

这次检修人员同样进行了单向阀的更换工作，但只维持了两次正常起停，就又出现同样的问题，通过检查发现燃油截止阀存在关闭不严的情况。

燃气轮机系统设计优化燃气轮机系统是一种将化学能转化为机械能的设备。

它由燃气轮机和其它辅助设备组成，例如发电机、空气压缩机、燃气燃烧器等。

燃气轮机系统的设计优化是为了提高系统的效率和可靠性，降低成本和排放物的产生。

本文将介绍燃气轮机系统设计优化的几个关键方面。

首先，燃气轮机的燃烧过程是整个系统的核心。

优化燃气燃烧过程可以提高燃气轮机的工作效率和性能。

一种常见的优化方法是改进燃烧器的设计，例如通过改变喷嘴的尺寸和形状来改善燃烧混合物的分布和传输效率。

此外，使用先进的燃烧控制技术，如多级燃烧和复合燃烧，可以在不影响系统稳定性的同时提高燃气轮机的燃烧效率。

其次，在燃气轮机系统设计中，热回收是一种重要的优化手段。

燃气轮机系统中的废热可用于加热锅炉供应蒸汽，或者用于制冷机的驱动。

这种废热回收可以显著提高燃气轮机系统的能量利用率。

为了实现热回收，需要使用适当的热交换器来将废热转移到其他设备中。

此外，进气预冷器和排气余热锅炉也可以用于热回收，进一步提高燃气轮机系统的效率。

第三，燃料质量对燃气轮机系统的性能和可靠性起着重要的影响。

燃料的选择和处理可以显着影响燃气轮机的燃烧效率和排放水平。

因此，在系统设计过程中，应选择高质量的燃料，并使用适当的燃料净化和处理技术，以保证系统的可靠性和长期运行时间。

此外，燃气轮机系统的控制和监测也是优化的关键方面。

通过使用智能控制系统和实时监测设备，可以实现对燃气轮机系统的精确控制和性能监测。

这使得系统能够在不同工况下实现最佳性能，提高系统的效率和可靠性。

此外，控制和监测系统还可以及时发现并修复潜在的故障，确保系统的安全和可靠性。

最后，燃气轮机系统的运维和维修也是优化的重要方面。

定期维护和检修可以保持燃气轮机系统的正常运行状态，并延长系统的寿命。

此外，合理的备件管理和故障诊断技术也可以降低系统的维修时间和成本。

总之，燃气轮机系统的设计优化是提高系统效率和可靠性的关键。

通过优化燃烧过程、热回收、燃料质量、控制和监测以及运维和维修等方面，可以实现燃气轮机系统的最佳性能。

重型燃气轮机智能控制与运行优化关键技术研究项目随着工业化进程的加速和能源需求的不断增长，重型燃气轮机作为一种高效、灵活、可靠的能源转换装置，在能源领域发挥着重要的作用。

然而，如何提高重型燃气轮机的运行效率、降低燃料消耗以及减少对环境的影响，成为了当前重型燃气轮机发展中的关键问题。

为了解决这一问题，重型燃气轮机智能控制与运行优化关键技术研究项目应运而生。

本项目旨在通过研究重型燃气轮机智能控制以及运行优化的关键技术，提高燃气轮机运行的效率和可靠性，为能源传输和利用领域提供更加高效的解决方案。

首先，重型燃气轮机智能控制是项目中的核心技术之一。

传统的燃气轮机控制系统通常采用PID控制器等传统控制方法，难以适应复杂多变的工况要求。

因此，通过引入人工智能技术，如模糊控制、神经网络控制和遗传算法等，可以提高控制系统的自适应能力和响应速度，从而实现重型燃气轮机在不同负荷和工况下的智能控制。

其次，运行优化也是项目中的关键技术之一。

运行优化旨在通过优化燃烧参数、提高传热效率、减少排放量等手段，实现重型燃气轮机的性能提升。

在燃气轮机的运行过程中，通过对燃料的混合比例、压力比、喷油角度以及燃烧室的设计等方面进行优化，可以提高燃气轮机的热效率，降低燃料消耗和排放量，从而实现对能源的高效利用。

此外，本项目还将开展对排放控制技术的研究。

随着环境保护意识的增强和环保法规的不断加强，重型燃气轮机的排放问题成为了一个亟待解决的关键问题。

通过研究新型的排放控制技术，如SCR（Selective Catalytic Reduction）脱硝技术、SNCR（Selective Non-catalytic Reduction）脱硝技术和FGD（Flue GasDesulfurization）脱硫技术等，可以有效减少重型燃气轮机的氮氧化物和硫氧化物排放，降低对环境的影响。

最后，本项目还将关注燃气轮机的远程监控和故障诊断技术。

通过引入物联网、大数据和云计算等新兴技术，实现对重型燃气轮机实时数据的采集和处理，可以实现对燃气轮机的远程监控和故障诊断，及时发现并解决潜在的故障问题，提高燃气轮机的可靠性和安全性。

MS6001FA燃气轮机DLN2.6+燃烧系统分析作者：沈琪来源：《科技与创新》2014年第20期摘要：简要介绍了MS6001FA型燃气轮机的结构，DLN燃烧技术的由来及优、缺点，DLN2.6+燃烧室的结构、特点和燃烧过程。

关键词：燃气轮机；燃烧室；氮氧化物；轴流式压气机中图分类号：TK479 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）20-0009-02随着环保要求的日益严格，燃气轮机燃烧室的发展主要围绕着“如何降低氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）和未燃碳氢化合物（UHC）等燃烧污染物排放”的主题进行。

经过2O多年的发展历程，已经积累了大量的关于干式低NOX（简称“DLN”）燃烧室的成果和实际运行经验，它已成为当今国际上普遍采用的较为成熟的技术。

本文主要针对MS6001FA型燃气轮机的燃烧系统，分析其燃烧过程和特点。

1 MS6001FA型燃气轮机的结构概况MS6001FA型燃气轮机是由美国GE公司生产。

燃气轮机由1个17级的轴流式压气机、1个由6个DLN2.6+燃烧室组成的燃烧系统和1个3级透平转子等组成。

图1所示为燃气轮机的总体结构图。

2 DLN燃烧系统介绍从20世纪80年代开始，环保要求日益严格，GE公司不断开发、改进了DLN燃烧技术，并于1991年初推出了燃烧天然气的DLN燃烧系统。

“干式”是相对于注水、注蒸汽方式而言的。

DLN燃烧技术是通过合理控制燃烧火焰温度（低于1 650 ℃）而实现燃气以低氮氧化物形式排放的技术。

该技术主要是通过对燃气轮机燃料的预混，实现对燃料、空气掺混的合理控制，使燃料在火焰筒中处于“贫油”燃烧状态，从而降低火焰的中心温度，减少氮氧化物的生成。

简单来说，就是用贫预混方式的湍流火焰传播燃烧方法取代传统燃烧室中的扩散燃烧方式。

DLN燃烧系统是一个整体，包括分级或单级预混燃烧室、控制系统以及燃料系统和一些辅助系统。

DLN燃烧技术的研究内容包括燃烧室的改进、燃料分配和运行方式的优化，目标是控制燃料空气比和燃烧时间，获得排放烟气的低氮氧化物，同时降低燃烧噪声，保证部分负荷燃烧的稳定性和足够的燃气停留时间，使一氧化碳完全燃烧。

LM6000PF航改型燃气轮机自动快速热值仪系统介绍与优化升级要点摘要：LM600PF航改型燃气轮机是我国上海能源公司所建设研发的，在机械设备中拥有完整的色谱仪配套设施以及燃机入口天然气热量计算工作机制。

考虑到国内天然气气源表现相当复杂（包含五路），所以气源本身在不同时段的热值波动相对较大甚至达到剧烈状态，热值波动峰谷差值也达到10%甚至以上。

所以，本文专门研究了该汽轮机的自动快速热值仪系统，然后重点讨论其优化升级技术要点。

关键词：LM6000PF航改型燃气轮机；自动快速热值仪系统；优化升级技术要点前言：一般来说，LM6000PF航改型燃气轮机的自动快速热值仪系统能够快速结合色谱分析进行采样，其采样周期达到180s以上。

在这一过程中，热值数据存在严重滞后问题，导致所检查热值数据天然气热值数据严重不符，从专业角度来讲就是燃机热值比重信号发生巨大延时，燃机控制程序也无法正常计算，进而出现了天然气实际热量计算偏差。

对于实际生产而言，燃机的燃烧方式、燃烧调整以及机组安全都会产生运行风险问题，严重时甚至出现燃机熄火跳闸故障。

一、LM6000PF航改型燃气轮机自动快速热值仪系统的基本介绍自动快速热值仪系统专门为LM6000PF航改型燃气轮机服务，所以下文有必要介绍自动快速热值仪系统。

（一）基本工作原理自动快速热值仪系统的测量工作原理非常明确，即从天然气中采用红外吸收光谱仪来分析、测量天然气中所含有的CH物质以及CO2物质。

同时，在温度与压力测量功能控制应用过程中，也希望提高测量准确度以及测量反应速度。

一般来说，系统中所采用的是一体化嵌入式分析系统，其模块化设置比较到位，同时配置彩色触屏屏幕进行控制，保证嵌入式网络服务器能够实时进行IE浏览器访问，确保常规数据存储时间达到1年或者1年以上。

由于系统本身支持Modbus协议，所以其在串行接口以及TCP接口处理方面都非常到位，测量值主要通过Modbus协议来实现多种数据模量有效传输，其传输变量控制在4～20mA。

第２１卷第４期　２００８年１２月　《燃气轮机技术》　ＧＡＳ　ＴＵＲＢｌＮＥ　ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ　Ｖ０１．２１　Ｎｏ．４　

Ｄｅｃ．，２００８　

ＰＧ６５３　１燃气轮机的升级改造　隋　铭，郭明威，全家仁，张文刚　（大庆油田电力集团燃机电厂，黑龙江大庆　１６３１５５）　摘　要：介绍了大庆燃机电厂对Ｃ，Ｅ公司生产的ＰＧ６５３１燃气轮机进行本体升级改造时的新技术应用情况、改　造的效果等。　

关键词：ＰＣ，６５３１燃气轮机；升级改造；材料；密封　中图分类号：ＴＫ４７　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００９—２８８９（２００８）０４—００６６—０４　

随着天然气价格的不断上涨，给目前国内的天　然气发电厂运营带来了前所未有的压力，一些电厂　对老型的燃气轮发电机组进行了技术升级改造，提　高机组的出力、降低热耗、延长机组的检修间隔、降　低运行维修成本，使机组能够高效而稳定地运行，拓　展了企业生存和发展的空间。　大庆油田电力集团燃机电厂（以下简称大庆电　厂）于２００７年成功地对两台ＧＥ公司生产的ＰＧ６５３１　燃气轮机进行了本体升级改造，本文就其燃机升级　改造新技术应用情况、改造的效果进行简要介绍。　

１燃机升级改造的背景　大庆电厂２台燃机实际运行数据显示，经过２０　多年运行，由于压气机、透平等部件磨损比较严重，　机组的出力等性能指标明显降低。例如，压气机排　气压力由１．１２ＭＰａ下降到１．ＯＭＰａ以下，燃机出力由　投产时的３７ＭＷ下降到３２ＭＷ以下，出力下降超过　ｌ０％，效率下降超过３．５％，电厂每年因性能下降减　少的发电量就在５　０００万度以上。　截至２００５底，大庆电厂的ｌ号燃机运行超过　１１．５万ｈ，２号燃机运行超过ｌＯ．２万ｈ，其问１号燃　机经历了１９次大中小修，２号燃机经历了１７次大中　小修，期间也更换过热通道部件，如一、二级动叶喷　嘴等。根据ＧＥ公司相关维修标准，其大部分服役　的热通道部件，如动叶、喷嘴等已经接近寿命极限，　无修复价值。加上老型燃机的备件逐渐淘汰，采购