DLN2.6+燃氣發電機組燃燒模式切換失敗案例分析

洪 杰

（福建晉江天然氣發電有限公司，福建泉州 362251）

1 DLN2.6+燃燒系統概述

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，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大范圍波動的要求。每個燃燒器內有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為基準（切換死區為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 變為FALSE，功能塊“NOT_2”輸出由FALSE 變為TRUE，功能塊“B_BDELAY”為上升沿延時模塊，延時400 s 后，L26FXCY_Z 變為TRUE，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 變為TRUE，后續L26CRTNH 為TRUE，則L26CRT_H為TRUE，進而觸發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 燃氣發電廠4#機組溫態啟動，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“load 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，機組出現負荷反復上升后又下降的現象，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 模式的現象如圖3 所示，曲線由高到低分別代表DWATT 機組功率、CA_CRT數值、燃燒模式數值。

圖3 CA_CRT、機組功率及燃燒模式歷史數據曲線

4 預防措施

（1）運行人員優化溫、冷態啟動操作票，自動溫度匹配期間，待IGV（Inlet Guide Vanes，進口可調導葉）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）機組溫態啟動加強燃燒模式切換前后相關參數監視，若出現模式回切現象，保持回切后的負荷穩定，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 結束語

綜上，此次以某GE DLN2.6+燃氣發電機組溫態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 燃燒系統升級到DLN2.6+（控制系統升級到Mark VIe）后的燃氣發電機組的燃燒切換邏輯及現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一線人員的整體運維水平。