基于SIS的葉片通道溫度分析系統研究

燕金棟

(廣東惠州天然氣發電有限公司，廣東 惠州 516082)

基于SIS的葉片通道溫度分析系統研究

燕金棟

(廣東惠州天然氣發電有限公司，廣東 惠州 516082)

簡要介紹了M701F型燃機燃燒器的結構和燃燒監視情況，分析了原有燃燒監視的不足，提出了基于SIS平臺的燃機葉片通道溫度在線監視方式，為實時分析燃機燃燒情況提供了有效的手段，提高了機組運行的安全性。

燃機；SIS；葉片通道溫度分析系統

1 燃燒器的結構和燃燒監視

三菱M701F型燃機燃燒系統采用環管型布置方式，共有20個干式低NOx燃燒器，沿機組圓周向均勻地斜插入燃燒室外殼里。其中在#8和#9燃燒器上各布置有1個點火器，在#18和#19燃燒器上各布置有2個火焰監測器。

在燃機運行中，主要通過燃燒室壓力波動和葉片通道溫度(BPT)分散度來監視各燃燒室的燃燒情況，以此側面反映燃機燃燒室熱部件是否正常。燃燒室壓力波動的監視由安裝在每個燃燒器上的燃燒壓力波動傳感器和在#3、#8、#13、#18燃燒器上安裝的壓力波動加速度傳感器來實現，葉片通道溫度分散度的監視由安裝在透平四級動葉后周向布置的20個葉片通道溫度測點來實現。值班人員可在監視界面監視上述相關參數的實時變化，當上述參數超過預設的報警值時會發出報警信號，甚至自動降負荷或跳機，以保障設備安全。

2 燃燒監視的不足

在實際的運行過程中，我們發現目前對于燃燒情況的監視仍存在以下不足：(1) 相關參數的報警設置是基于幅值判斷，也就是說只有超過限值才會報警，沒有達到限值則不會報警，對限值范圍內的變化無法報警提示；(2) 需要監視的參數點相對較多，且各參數隨燃機負荷變化大；(3) 監視系統的歷史數據記錄是基于時間線，對燃機不同負荷的特性表征不明顯；(4) 監視系統的歷史數據記錄時間有限，不便于對比分析。

3 基于SIS的葉片通道溫度分析系統

為了更好地監視燃機的燃燒情況，更及時地發現燃機熱部件異常，我們分析認為有必要加強對于燃燒相關參數的監視。通過對長期穩定運行燃機葉片通道溫度的分析，我們發現穩定運行期間的燃機葉片通道溫度與燃機負荷存在著對應關系，利用散點圖可更直觀地判斷葉片通道溫度分散度的變化情況，同時考慮到對歷史數據的選擇分析，基于廠級監控信息系統(SIS)的燃機葉片通道溫度分析成為了一個很好的解決方法。

燃機葉片通道溫度實時分析系統軟件模型如圖1所示。該系統建立在SIS系統之上，現場采集的生產實時數據被統一傳送到SIS數據庫中存儲，溫度分析系統從中提取所需數據，存儲于其獨立數據庫，該數據庫同時實現對歷史分析數據和系統配置數據的存儲。系統管理員可以通過管理工具來訪問分析系統數據庫，進行系統管理和異常數據修正等工作。

圖1 BPT分析系統軟件模型

4 BPT分析系統的實際應用

為了驗證BPT分析系統對燃燒情況的監視效果，我們選取了某M701F型燃機的一次異常事件。在該燃機定檢時，發現固定燃燒器旁路彎管的螺栓和螺母出現了脫落，并對透平內部產生損傷，而在此前的機組運行中并未發現燃燒室壓力波動和葉片通道溫度分散度的異常報警。利用BPT分析系統，我們對此前燃機運行的歷史數據進行了分析。分析結果顯示，在螺栓脫落前后#2、#9、#19 BPT的分散度都未超過報警值，但不同負荷對應的具體值卻發生了明顯變化，具體結果如圖2所示。其中，淺色為螺栓脫落前的BPT分散度散點圖，深色為螺栓脫落后的BPT分散度散點圖。

圖2 螺栓脫落前后#2、#9、#19 BPT分散度散點圖

目前，通過對燃機歷次檢修和燃燒調整后典型工況的選取，我們利用該系統建立了燃機BPT分散度散點圖庫，不僅實現了燃機BPT分散度實時數據與最近一次典型工況的實時比對，也為我們分析燃機運行特性提供了幫助。

5 結語

基于SIS的葉片通道溫度分析系統充分發揮了SIS系統在數據存儲方面的優勢，在此基礎上對燃機燃燒情況提供了更加有效的監視方式。今后，我們將考慮選取軸承振動、發電機定子繞組溫度等類似特點的參數，繼續豐富機組運行實時分析監視手段，提高機組運行的安全性。

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2014-09-01

燕金棟(1982—)，男，山東人，集控運行工程師，主要從事發電廠運行工作。