M701SDA型高炉煤气燃气轮机低热值运行技术优化

【摘要】：低热值燃气轮机联合循环发电技术可充分利用钢厂自产的高炉煤气、焦炉煤气等二次能源进行高效、清洁发电。焦炉煤气热值较高,通常与高炉煤气掺混以提高燃料热值,用于点火及稳燃。但由于国内钢厂焦炉煤气供应系统稳定性较差,且供应量无法保证,因此容易导致燃气轮机燃料热值波动引发机组燃烧不稳定甚至跳机。本文的目的是研究低热值工况下燃气轮机的燃烧及运行稳定性,更进一步的拓展低热值燃气轮机的运行热值范围,从而扩展低热值燃气轮机的应用。根据火焰燃烧理论,通过公式推导探讨扩散燃烧稳定性影响因素、燃烧室热声震荡产生的机理以及产生燃烧振动的条件；分析了低热值燃料工况下燃气轮机的通流特性和安全性。制定了M701SDA高炉煤气机组的低热值运行实验方案,实验研究在各种热值条件下的燃烧调整、负荷波动、急降负荷及甩负荷。结果表明在喷嘴及燃烧室不作改造的前提下,M701SDA高炉煤气燃机低热值工况下运行状态良好,燃烧振动、BPT偏差及其它运行参数均正常。通过理论推导以及实验结果分析,确认M701SDA型燃气轮机的运行热值可由过去的4400kJ/Nm3扩展为3200-4400kJ/Nm3,成功实现燃用100%高炉煤气发电,极大地提高了M701SDA联合循环机组的燃料适应性,运行可靠性及经济性。 【关键词】：燃气轮机 燃烧室 低热值 燃烧振动 CPFM
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK477
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-19
• 1.1 研究的背景和意义8-9
• 1.2 燃气蒸汽联合循环系统及特点9-11
• 1.3 国内外研究现状11-17
• 1.3.1 国内外低热值燃气轮机发展及运用现状11-12
• 1.3.2 低热值工况下M701SDA型燃气轮机燃烧室特性12-13
• 1.3.3 燃烧状态诊断系统13-14
• 1.3.4 低热值运行故障的工程现状14-17
• 1.3.5 低热值工况稳定运行的方案17
• 1.4 本文的研究内容和研究目标17-19
• 第二章 燃气轮机低热值运行的理论分析19-40
• 2.1 低热值燃料气分析19-23
• 2.1.1 低热值燃料气成分特性理论分析19-21
• 2.1.2 低热值燃料气特性计算21-23
• 2.2 火焰燃烧理论分析23-30
• 2.2.1 火焰燃烧传播速度23-25
• 2.2.2 扩散燃烧火焰特性25-28
• 2.2.3 火焰燃烧稳定性分析28-30
• 2.3 燃烧室燃烧稳定性分析30-35
• 2.3.1 燃烧室理论方程31-34
• 2.3.2 当量比对燃烧稳定性的影响34-35
• 2.4 低热值燃气轮机系统特性分析35-39
• 2.4.1 低热值工况下燃气轮机通流特性35-37
• 2.4.2 燃气轮机通流特性的影响因素37-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第三章 M701SDA型燃气轮机低热值运行实验平台及测量系统40-58
• 3.1 低热值运行实验平台介绍40-46
• 3.1.1 M701SDA燃气轮机实验平台的基本设施与系统41-42
• 3.1.2 低热值扩散燃烧室42-44
• 3.1.3 实验平台控制系统44-46
• 3.2 燃气轮机燃烧室监测系统46-56
• 3.2.1 燃气轮机燃烧室振动的类型及危害47-50
• 3.2.2 燃烧振动(CPFM)监测系统50-53
• 3.2.3 CPFM监测系统的运用53-56
• 3.3 本章小结56-58
• 第四章 M701SDA型燃气轮机低热值运行实验58-103
• 4.1 低热值运行实验前的准备58-61
• 4.2 低热值运行实验61-92
• 4.2.1 机组低热值运行状态及参数62-80
• 4.2.2 机组燃烧调整80-92
• 4.3 极端工况运行实验92-97
• 4.3.1 负荷波动实验结果92-95
• 4.3.2 快速降负荷实验结果95-96
• 4.3.3 100%甩负荷及打闸实验96-97
• 4.4 低热值实验过程及结果讨论97-100
• 4.5 运行优化与新机型的开发100-102
• 4.5.1 低热值运行的优化100-101
• 4.5.2 新机型开发探讨101-102
• 4.6 本章小结102-103
• 第五章 结论与展望103-105
• 5.1 结论103-104
• 5.2 展望104-105
• 致谢105-106
• 参考文献106-109
• 作者在读期间发表的论文109

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