DLN2.6+燃氣發(fā)電機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 點火小時/900 啟動次數(shù)，并且進一步降低NOx的排放至15×10-6以下，消除了機組啟動階段黃煙，并能滿足燃料韋伯指數(shù)大范圍波動的要求。每個燃燒器內(nèi)有6 個燃料噴嘴，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）

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

表1 燃燒模式與燃燒參考溫度關系

2 邏輯分析

（1）以燃機加載時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CA_CRT＞69（功能塊“B_ADD”輸出FXTCDB）時，燃燒模式由3.0 模式切換到6.2 模式，延時0.5 s、CA_CRT＜67.09（死區(qū)1.91）時，燃燒模式由6.2 模式切換到3.0 模式，此時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”為上升沿延時模塊，延時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卸載時因CA_CRT在臨界值波動造成的模式回切。

圖1 燃燒模式切換邏輯（3.0 模式切換至6.2 模式）

（2）對3.0 模式下CA_CRT 偏高自動減負荷進行邏輯分析。如圖2 所示，當CA_CRT大于72（71.64），延時5 s 后L26CRTNH_Z由FALSE 變?yōu)門RUE，后續(xù)L26CRTNH 為TRUE，則L26CRT_H為TRUE，進而觸發(fā)L70LDLN，燃機自動減負荷（DLN AUTO RUNBACK）指令。

圖2 燃燒模式CA_CRT 高負荷限制邏輯（3.0 模式）

3 事件過程及原因分析

3.1 事件過程

某S109FA 燃氣發(fā)電廠4#機組溫態(tài)啟動，缸溫230 ℃。啟動升負荷階段，自動溫度匹配中，機組負荷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。運行人員判斷自動溫度匹配點（此時高壓缸溫420 ℃，自動溫度匹配燃機排煙溫度目標值530 ℃）對應燃燒模式切換點剛好在燃燒切換的臨界，退出自動溫度匹配，手動設定燃機排煙溫度目標值550 ℃，負荷升至90 MW，燃機排煙溫度升至550 ℃，Mark VIe 報“l(fā)oad limit-high combustion ref temp in Mode 3”，負荷自動降至78 MW 保持，燃機排煙溫度520 ℃、CA_CRT為67.91，將手動溫度匹配燃機排煙溫度目標值設置為525 ℃，機組負荷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，保持手動溫度匹配設定值520 ℃，機組負荷78 MW。15 min 后運行人員退出溫度匹配，機組負荷預選為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，機組正常升負荷。

3.2 原因分析

運行人員在燃燒模式從6.2 模式回切至3.0 模式時，未考慮到邏輯有400 s 閉鎖延時（見上文“邏輯分析”部分），手動加負荷，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，觸發(fā)L26CRTNH，燃燒模式處于3.0 模式時CRT 高負荷限制邏輯，機組自動減負荷。因此，在400 s 閉鎖時間內(nèi)，機組出現(xiàn)負荷反復上升后又下降的現(xiàn)象，直到400 s 延時后，運行人員退出溫度匹配，手動設定預選負荷，機組才正常升負荷。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 機組功率、CA_CRT數(shù)值、燃燒模式數(shù)值。

圖3 CA_CRT、機組功率及燃燒模式歷史數(shù)據(jù)曲線

4 預防措施

（1）運行人員優(yōu)化溫、冷態(tài)啟動操作票，自動溫度匹配期間，待IGV（Inlet Guide Vanes，進口可調(diào)導葉）關至43.5°時即退溫度匹配、投入高壓主汽減溫水，預選負荷280 MW，避免負荷在燃燒切換點停留。

（2）機組溫態(tài)啟動加強燃燒模式切換前后相關參數(shù)監(jiān)視，若出現(xiàn)模式回切現(xiàn)象，保持回切后的負荷穩(wěn)定，待模式切換閉鎖延時超過后，采取措施升負荷。

（3）加強運行人員培訓，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+燃氣發(fā)電機組溫態(tài)啟動自動溫度匹配投入時，由于忽略燃燒切換時間閉鎖邏輯導致的燃燒模式切換失敗為案例，對GE 燃燒系統(tǒng)升級到DLN2.6+（控制系統(tǒng)升級到Mark VIe）后的燃氣發(fā)電機組的燃燒切換邏輯及現(xiàn)場操作過程進行了較深入的分析，在運行人員共同配合下，提出了相關的預防措施，進一步提升了燃氣電廠生產(chǎn)一線人員的整體運維水平。