DLN2.6+燃气发电机组燃烧模式切换失败案例分析

洪 杰

（福建晋江天然气发电有限公司，福建泉州 362251）

1 DLN2.6+燃烧系统概述

1.1 DLN2.6+燃烧室

GE DLN2.6+干式低氮燃烧室布置及主要部件名称与DLN2.0+一样，其小修间隔延长至24 000 点火小时/900 启动次数，并且进一步降低NOx的排放至15×10-6以下，消除了机组启动阶段黄烟，并能满足燃料韦伯指数大范围波动的要求。每个燃烧器内有6 个燃料喷嘴，中圈送入从PM1 控制阀来的天然气，外圈送入从PM2 或PM3 控制阀来的天然气。

1.2 CA_CRT（Combustion Reference Temperature，燃烧温度基准）

CRT 是Combustion Reference Temperature 的缩写，即燃烧温度基准，为无量纲。DLN2.0+的TTRF1 燃烧基准温度类似，CA_CRT 称为燃烧参考温度，燃烧模式切换以此参数为基准（切换死区为1.91）。其中，“3.0 模式”表示3 个燃料喷嘴燃烧，“6.2 模式”表示6 个燃料喷嘴燃烧且PM2通道富燃料，“6.3 模式”表示6 个燃料喷嘴燃烧且PM3 通道富燃料。表1 为燃烧模式与燃烧参考温度的关系。

表1 燃烧模式与燃烧参考温度关系

2 逻辑分析

（1）以燃机加载时3.0 模式切换到6.2 模式的逻辑为例，简要分析CA_CRT 参与的燃烧模式切换逻辑。如图1 所示，当CA_CRT＞69（功能块“B_ADD”输出FXTCDB）时，燃烧模式由3.0 模式切换到6.2 模式，延时0.5 s、CA_CRT＜67.09（死区1.91）时，燃烧模式由6.2 模式切换到3.0 模式，此时L26FXC 由TRUE 变为FALSE，功能块“NOT_2”输出由FALSE 变为TRUE，功能块“B_BDELAY”为上升沿延时模块，延时400 s 后，L26FXCY_Z 变为TRUE，功能块“B_AND”输出为TRUE，如果CA_CRT仍大于69 才允许模式回切。该逻辑可以防止燃机卸载时因CA_CRT在临界值波动造成的模式回切。

图1 燃烧模式切换逻辑（3.0 模式切换至6.2 模式）

（2）对3.0 模式下CA_CRT 偏高自动减负荷进行逻辑分析。如图2 所示，当CA_CRT大于72（71.64），延时5 s 后L26CRTNH_Z由FALSE 变为TRUE，后续L26CRTNH 为TRUE，则L26CRT_H为TRUE，进而触发L70LDLN，燃机自动减负荷（DLN AUTO RUNBACK）指令。

图2 燃烧模式CA_CRT 高负荷限制逻辑（3.0 模式）

3 事件过程及原因分析

3.1 事件过程

某S109FA 燃气发电厂4#机组温态启动，缸温230 ℃。启动升负荷阶段，自动温度匹配中，机组负荷82 MW，燃烧模式从3.0模式切至6.2 模式，CA_CRT从69.57 下降至67.07，切换回3.0 模式。运行人员判断自动温度匹配点（此时高压缸温420 ℃，自动温度匹配燃机排烟温度目标值530 ℃）对应燃烧模式切换点刚好在燃烧切换的临界，退出自动温度匹配，手动设定燃机排烟温度目标值550 ℃，负荷升至90 MW，燃机排烟温度升至550 ℃，Mark VIe 报“load limit-high combustion ref temp in Mode 3”，负荷自动降至78 MW 保持，燃机排烟温度520 ℃、CA_CRT为67.91，将手动温度匹配燃机排烟温度目标值设置为525 ℃，机组负荷80 MW，CA_CRT升至69，燃烧模式切至6.2 模式后再次切回3.0 模式，检查CA_CRT从69.14 下降至66.42，保持手动温度匹配设定值520 ℃，机组负荷78 MW。15 min 后运行人员退出温度匹配，机组负荷预选为85 MW，燃烧模式从3.0 模式切至6.2模式，CA_CRT上升至70.1 后再下降至67.99，机组正常升负荷。

3.2 原因分析

运行人员在燃烧模式从6.2 模式回切至3.0 模式时，未考虑到逻辑有400 s 闭锁延时（见上文“逻辑分析”部分），手动加负荷，CA_CRT上升但燃烧模式仍处于3.0 模式，CA_CRT上升至大于72（71.64）时，触发L26CRTNH，燃烧模式处于3.0 模式时CRT 高负荷限制逻辑，机组自动减负荷。因此，在400 s 闭锁时间内，机组出现负荷反复上升后又下降的现象，直到400 s 延时后，运行人员退出温度匹配，手动设定预选负荷，机组才正常升负荷。由燃烧模式由3.0 模式切换到6.2 模式的现象如图3 所示，曲线由高到低分别代表DWATT 机组功率、CA_CRT数值、燃烧模式数值。

图3 CA_CRT、机组功率及燃烧模式历史数据曲线

4 预防措施

（1）运行人员优化温、冷态启动操作票，自动温度匹配期间，待IGV（Inlet Guide Vanes，进口可调导叶）关至43.5°时即退温度匹配、投入高压主汽减温水，预选负荷280 MW，避免负荷在燃烧切换点停留。

（2）机组温态启动加强燃烧模式切换前后相关参数监视，若出现模式回切现象，保持回切后的负荷稳定，待模式切换闭锁延时超过后，采取措施升负荷。

（3）加强运行人员培训，熟知燃烧模式回切后的闭锁逻辑。

5 结束语

综上，此次以某GE DLN2.6+燃气发电机组温态启动自动温度匹配投入时，由于忽略燃烧切换时间闭锁逻辑导致的燃烧模式切换失败为案例，对GE 燃烧系统升级到DLN2.6+（控制系统升级到Mark VIe）后的燃气发电机组的燃烧切换逻辑及现场操作过程进行了较深入的分析，在运行人员共同配合下，提出了相关的预防措施，进一步提升了燃气电厂生产一线人员的整体运维水平。