DLN2.6+燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組燃燒模式切換失敗案例分析

洪 杰

（福建晉江天然氣發(fā)電有限公司，福建泉州 362251）

1 DLN2.6+燃燒系統(tǒng)概述

1.1 DLN2.6+燃燒室

GE DLN2.6+干式低氮燃燒室布置及主要部件名稱與DLN2.0+一樣，其小修間隔延長至24 000 點(diǎn)火小時(shí)/900 啟動(dòng)次數(shù)，并且進(jìn)一步降低NOx的排放至15×10-6以下，消除了機(jī)組啟動(dòng)階段黃煙，并能滿足燃料韋伯指數(shù)大范圍波動(dòng)的要求。每個(gè)燃燒器內(nèi)有6 個(gè)燃料噴嘴，中圈送入從PM1 控制閥來的天然氣，外圈送入從PM2 或PM3 控制閥來的天然氣。

1.2 CA_CRT（Combustion Reference Temperature，燃燒溫度基準(zhǔn)）

CRT 是Combustion Reference Temperature 的縮寫，即燃燒溫度基準(zhǔn)，為無量綱。DLN2.0+的TTRF1 燃燒基準(zhǔn)溫度類似，CA_CRT 稱為燃燒參考溫度，燃燒模式切換以此參數(shù)為基準(zhǔn)（切換死區(qū)為1.91）。其中，“3.0 模式”表示3 個(gè)燃料噴嘴燃燒，“6.2 模式”表示6 個(gè)燃料噴嘴燃燒且PM2通道富燃料，“6.3 模式”表示6 個(gè)燃料噴嘴燃燒且PM3 通道富燃料。表1 為燃燒模式與燃燒參考溫度的關(guān)系。

表1 燃燒模式與燃燒參考溫度關(guān)系

2 邏輯分析

（1）以燃機(jī)加載時(shí)3.0 模式切換到6.2 模式的邏輯為例，簡要分析CA_CRT 參與的燃燒模式切換邏輯。如圖1 所示，當(dāng)CA_CRT＞69（功能塊“B_ADD”輸出FXTCDB）時(shí)，燃燒模式由3.0 模式切換到6.2 模式，延時(shí)0.5 s、CA_CRT＜67.09（死區(qū)1.91）時(shí)，燃燒模式由6.2 模式切換到3.0 模式，此時(shí)L26FXC 由TRUE 變?yōu)镕ALSE，功能塊“NOT_2”輸出由FALSE 變?yōu)門RUE，功能塊“B_BDELAY”為上升沿延時(shí)模塊，延時(shí)400 s 后，L26FXCY_Z 變?yōu)門RUE，功能塊“B_AND”輸出為TRUE，如果CA_CRT仍大于69 才允許模式回切。該邏輯可以防止燃機(jī)卸載時(shí)因CA_CRT在臨界值波動(dòng)造成的模式回切。

圖1 燃燒模式切換邏輯（3.0 模式切換至6.2 模式）

（2）對(duì)3.0 模式下CA_CRT 偏高自動(dòng)減負(fù)荷進(jìn)行邏輯分析。如圖2 所示，當(dāng)CA_CRT大于72（71.64），延時(shí)5 s 后L26CRTNH_Z由FALSE 變?yōu)門RUE，后續(xù)L26CRTNH 為TRUE，則L26CRT_H為TRUE，進(jìn)而觸發(fā)L70LDLN，燃機(jī)自動(dòng)減負(fù)荷（DLN AUTO RUNBACK）指令。

圖2 燃燒模式CA_CRT 高負(fù)荷限制邏輯（3.0 模式）

3 事件過程及原因分析

3.1 事件過程

某S109FA 燃?xì)獍l(fā)電廠4#機(jī)組溫態(tài)啟動(dòng)，缸溫230 ℃。啟動(dòng)升負(fù)荷階段，自動(dòng)溫度匹配中，機(jī)組負(fù)荷82 MW，燃燒模式從3.0模式切至6.2 模式，CA_CRT從69.57 下降至67.07，切換回3.0 模式。運(yùn)行人員判斷自動(dòng)溫度匹配點(diǎn)（此時(shí)高壓缸溫420 ℃，自動(dòng)溫度匹配燃機(jī)排煙溫度目標(biāo)值530 ℃）對(duì)應(yīng)燃燒模式切換點(diǎn)剛好在燃燒切換的臨界，退出自動(dòng)溫度匹配，手動(dòng)設(shè)定燃機(jī)排煙溫度目標(biāo)值550 ℃，負(fù)荷升至90 MW，燃機(jī)排煙溫度升至550 ℃，Mark VIe 報(bào)“l(fā)oad limit-high combustion ref temp in Mode 3”，負(fù)荷自動(dòng)降至78 MW 保持，燃機(jī)排煙溫度520 ℃、CA_CRT為67.91，將手動(dòng)溫度匹配燃機(jī)排煙溫度目標(biāo)值設(shè)置為525 ℃，機(jī)組負(fù)荷80 MW，CA_CRT升至69，燃燒模式切至6.2 模式后再次切回3.0 模式，檢查CA_CRT從69.14 下降至66.42，保持手動(dòng)溫度匹配設(shè)定值520 ℃，機(jī)組負(fù)荷78 MW。15 min 后運(yùn)行人員退出溫度匹配，機(jī)組負(fù)荷預(yù)選為85 MW，燃燒模式從3.0 模式切至6.2模式，CA_CRT上升至70.1 后再下降至67.99，機(jī)組正常升負(fù)荷。

3.2 原因分析

運(yùn)行人員在燃燒模式從6.2 模式回切至3.0 模式時(shí)，未考慮到邏輯有400 s 閉鎖延時(shí)（見上文“邏輯分析”部分），手動(dòng)加負(fù)荷，CA_CRT上升但燃燒模式仍處于3.0 模式，CA_CRT上升至大于72（71.64）時(shí)，觸發(fā)L26CRTNH，燃燒模式處于3.0 模式時(shí)CRT 高負(fù)荷限制邏輯，機(jī)組自動(dòng)減負(fù)荷。因此，在400 s 閉鎖時(shí)間內(nèi)，機(jī)組出現(xiàn)負(fù)荷反復(fù)上升后又下降的現(xiàn)象，直到400 s 延時(shí)后，運(yùn)行人員退出溫度匹配，手動(dòng)設(shè)定預(yù)選負(fù)荷，機(jī)組才正常升負(fù)荷。由燃燒模式由3.0 模式切換到6.2 模式的現(xiàn)象如圖3 所示，曲線由高到低分別代表DWATT 機(jī)組功率、CA_CRT數(shù)值、燃燒模式數(shù)值。

圖3 CA_CRT、機(jī)組功率及燃燒模式歷史數(shù)據(jù)曲線

4 預(yù)防措施

（1）運(yùn)行人員優(yōu)化溫、冷態(tài)啟動(dòng)操作票，自動(dòng)溫度匹配期間，待IGV（Inlet Guide Vanes，進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉）關(guān)至43.5°時(shí)即退溫度匹配、投入高壓主汽減溫水，預(yù)選負(fù)荷280 MW，避免負(fù)荷在燃燒切換點(diǎn)停留。

（2）機(jī)組溫態(tài)啟動(dòng)加強(qiáng)燃燒模式切換前后相關(guān)參數(shù)監(jiān)視，若出現(xiàn)模式回切現(xiàn)象，保持回切后的負(fù)荷穩(wěn)定，待模式切換閉鎖延時(shí)超過后，采取措施升負(fù)荷。

（3）加強(qiáng)運(yùn)行人員培訓(xùn)，熟知燃燒模式回切后的閉鎖邏輯。

5 結(jié)束語

綜上，此次以某GE DLN2.6+燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組溫態(tài)啟動(dòng)自動(dòng)溫度匹配投入時(shí)，由于忽略燃燒切換時(shí)間閉鎖邏輯導(dǎo)致的燃燒模式切換失敗為案例，對(duì)GE 燃燒系統(tǒng)升級(jí)到DLN2.6+（控制系統(tǒng)升級(jí)到Mark VIe）后的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的燃燒切換邏輯及現(xiàn)場操作過程進(jìn)行了較深入的分析，在運(yùn)行人員共同配合下，提出了相關(guān)的預(yù)防措施，進(jìn)一步提升了燃?xì)怆姀S生產(chǎn)一線人員的整體運(yùn)維水平。