重型燃机燃烧预警及应急处理系统研究与应用
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完成单位:江苏大唐国际金坛热电有限责任公司
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-2-199
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
邓 磊、赵 翔、刘海斌、姜 禹、赵 亮、王振昊、刘志平、杜承源
自2020年9月习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话中提出“双碳目标以来,“双碳目标”已升级为国家战略,能源结构即将迎来重大调整。因此,为深入落实国家“碳达峰、碳中和”目标任务,发展高效率的重型燃气轮机,为能源清洁高效利用、电网安全稳定运行提供重要的技术保障,在能源与电力工业的可持续发展中具有不可替代的战略地位,这对于我国尤为重要。
燃机透平排气温度在重型燃气轮机中重要参数,影响到整个燃气–蒸汽联合循环机组的高效运行,对于给定燃机初温的联合循环机组,燃机排气温度跟压气机压比一般都会有一个最佳匹配值;燃气轮机系统和蒸汽系统互相关联,余热锅炉和蒸汽轮机系统作为燃气轮机的余热利用设备,其运行性能受到燃气轮机排气参数的直接影响。由于燃机是在高温下连续运行,燃烧器、火焰筒、过渡段等部件难免会出现各种故障,而这些部件无法在运行中无法监测,因此只能通过燃机燃烧排气温度进行监视。
而基于燃气轮机排气温度变化与燃机功率、联合循环效率和出力相关且燃机燃烧排气分散度的计算不仅能表征透平排气温度场均匀程度,还能间接反应燃机透平,燃料供应系统,燃烧系统的工况与燃机运行安全性直接相关联,本项目基于热力学模型及燃机运行数据并分析了压气机气流压比、进口温度和透平燃气进口温度,在燃烧室故障、燃烧不正常或排气温度场不均匀等工况下,进一步劣化前进行预警并通过应急处理模块(燃机简单循环系统、透平性能及冷却计算,发展了性能评估计算方法)对故障情况快速判断处理,将风险隐患降至最小,保证燃机安全稳定运行。
通过对本系统可以有效提高燃机故障的排查水平,及时发现燃机在运行当中的异常情况,争取在排烟温度分散度大范围增长之前就对整个燃机机组进行检查和维护,杜绝和减少因检查不及时造成的燃机故障并在运行过程中及时处理燃机在运行中出现的种种故障,提高燃机的工作效率和使用寿命。能实现发电企业及设备状态监测与诊断技术及设备安全稳定长周期运行带来更大的经济效益并设备维修技术创新提供新思路新方向。