国产国产300mw燃气轮机排气温度控制系统及燃烧监视系统的分析

国产国产300mw燃气轮机排气温度控制系统及燃烧监视系统的分析

深圳玉湖能源有限公司300mw联合式能源装置由两台100mw鉴于道路设备的燃煤发电装置、两台60w蒸汽轮机装置和两台三压无补燃、悬臂、强制循环余炉组成。燃气轮机是由美国GE公司提供的PG9171E型机组,其控制系统采用MarkV(TMR)。其温度控制系统的设计是通过测量和控制透平排气温度,利用透平涡轮和热力学特性,由排气温度偏置信号来控制透平点火温度。因此控制排气温差,保证排气温度正确测量,是保证机组正常运行的一个重要环节。本文分析了排气温度控制系统及燃烧监视系统,及其在生产过程中碰到的问题和解决措施。1排气热电系统PG9171E型燃气轮机排气热电偶总共有24支,由镍铬—镍铝合金组成,其分度号为K。它们安装在排气室,以透平轴承为圆心均匀分布在排气扩压器附近(如图1所示)。这些排气热电偶各自有单独的辐射保护物,辐射保护物允许高速径向向外运动的扩散流穿越直径1.6mm的不锈钢铠装热电偶,使长期冷却效果降至最低值,从而冷却排气管。这些热电偶各自的信号,通过有屏蔽线的热电偶补偿电缆送到SPEEDTRONICMarkV控制板且被分配到控制器<RST>中。所有热电偶被给MarkV信号名TTXD_n(n为1~24)。2排气温度的限制这个软件包含一系列的应用程序,执行排气温度控制和监视作用,例如数字和模拟输入扫瞄。一个主要作用是排气温度控制,包括以下几项:(1)温度控制命令(2)温度控制偏置计算(3)温控基准选择温度控制软件确定冷端补偿的热电偶读数,选择温度控制基准,计算控制基准值,计算代表性排气温度值TTXM,TTXM与温控基准TTRXB比较,然后产生一个燃料命令信号FSRT去模拟控制系统限制排气温度。2.1温度比较器的变化温度控制命令程序把排气温控基准TTRXB与被安装在排气室的热电偶测量到的燃气轮机排气温度TTXD进行比较。这些热电偶输出值被扫描且由程序进行冷端校正,这些信号由<C>进入<RST>。温度控制命令程序在〈RST〉中读取排气热电偶温度值且从最高到最低排列他们,重新编排成一个新的向量TTXD2,用于燃烧监视程序也用于温度控制程序。在温度控制程序,向量TTXD2进入<去除最低值模块>,去除TTXD2向量中的最低信号,留下的信号向量再进入<去除最高值和最低值模块>,在此将留下的信号向量再去除一次最高值和最低值信号。然后进入<余下的取平均模块>,这个平均值就是TTXM信号。如果一个控制器故障,程序将剔除有故障的控制器的数据。TTXM信号将根据另外两个控制器热电偶的读数计算得出,并产生一个报警。TTXM的数值被用作排气温度比较器的反馈,因为这个值不会是有故障的热电偶所产生的极限值。温度控制命令程序在〈RST〉中,把TTXM与排气温度控制基准TTRXB进行比较(在温度控制偏置程序中被计算且存放在计算机存储器中),即TTRXB减TTXM值确定温度偏置。这个软件程序转换温度偏置成燃料冲程参考信号,FSRT。2.2点火温度的限制透平点火温度由被测量的参数,排气温度和压气机排气压力(CPD)或排气温度和燃料消耗(FSR的比例值)或有功DWATT决定。在计算机中,点火温度由排气温度和压气机排气温度(CPD)的一个线性函数或由排气温度和燃料冲程基准FSR(或有功DWATT)的一个线性函数限制。温度控制偏置程序根据被存储在计算机存储器的压气机排气温度(CPD)数据和从被选择的温度参数列表常数计算排气温度控制基准TTRXB。这个程序根据燃料冲程基准(FSR)和从另一个温度参数列表常数计算另一个基准。2.3基准选择程序排气温度控制函数选择控制基准以允许汽轮机能在各种点火温度下运行。温控基准选择程序根据数字输入信号(代表温控请求)决定温控基准的运行级别,通常以控制常数信号名中“n”的编号来区分。三个数字输入信号被解码,选择一套与请求一致的温控常数。在操作者界面CRT上通过点击相应的标签来选择。3燃烧监视功能燃烧监视的主要作用是为了减少对透平造成大面积损坏的机会。如果燃烧系统恶化,燃烧监视通过检查排气温度热电偶和压气机排气温度热电偶来完成监视功能。从热电偶读数的变化,报警和由燃烧监视软件产生的保护信号来报警和/或遮断透平。燃烧监视的有用性和可靠性取决于排气热电偶的情况。每个热电偶是在好的工作状况下是很重要的。4燃料机的大气分散度和处理方法燃机排气分散度大是有多种原因造成的,根据深圳钰湖电厂几年的运行经验,总结出以下几点:(1)补偿电缆的稳定性处理:检查热电偶是否开路,如开路更换热电偶。如热电偶正常,测量热电偶补偿电缆的绝缘,如绝缘不合格,应更换补偿电缆。如热电偶和补偿电缆绝缘都没问题,我们应考虑是否有电磁干扰,找出干扰源,问题才能得以解决。(2)经过油挤出器的长期运行，各种齿轮被清理和研磨，进入特定开口的油量减少，从而破坏内部的温度场处理:拆检燃油分配器,最好是根据运行经验,定期更换检查燃油分配器,避免故障发生。(3)单向喷嘴前的单向阀卡涩，打开或打开较小的开口处理:更换单向阀,重做单向阀压力试验。为避免故障发生,应根据运行经验,定期更换清洗单向阀,做试验检查单向阀的好坏。(4)严重的燃油消耗和碳排放处理:拆检燃油喷嘴,清理喷嘴,为保证机组正常运行应定期拆检。(5)燃烧筒和传输段之间存在穿孔和裂纹。这导致二次勘探气体的重复增加，破坏温度场处理:折检燃烧筒和过渡段检查,有故障即更换,为保证机组正常运行应定期拆检。(6)空气喷嘴雾化检查处理:(a)拆下雾化空气管,每根管通空气检查或拆下喷嘴检查雾化空气喷嘴。(b)燃油管道堵塞:燃料系统进行冲油操作,把回油阀打开,观察14个喷嘴前压力是否一致。(7)地方积垢严重,易造成积垢处理:(a)水洗喷嘴有堵塞后会造成透平水洗时某地方水洗水量不足