燃机启动过程中余热锅炉旁路烟囱振动大的原因试分析--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

燃机启动过程中余热锅炉旁路烟囱振动大的原因试分析

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：岳玉江

[导读] 摘要：赫维利项目9HA燃机调试期间，在燃机启动点火后旁路烟囱振动较大，随着燃机转速上升到2100RPM时振动恢复到正常值。

        缅甸皎漂发电公司有限公司北京 100048
        摘要：赫维利项目9HA燃机调试期间，在燃机启动点火后旁路烟囱振动较大，随着燃机转速上升到2100RPM时振动恢复到正常值。
        关键词：燃机启动旁路烟囱振动燃烧脉动天然气温度
        赫维利项目9HA燃机调试期间，在燃机启动点火后旁路烟囱振动较大，随着燃机转速上升到2100RPM时振动恢复到正常值。经过对比之前的燃机运行参数，发现最近几次启动天然气的温度明显降低，在旁路烟囱振动期间燃机燃烧室燃烧脉动明显增大。
        一、现象
        2017年12月4日夜班0点至4点GT1启动了三次，三次均出现点火后升速度过程中余热锅炉旁路烟囱振动大的现象。燃机转速升至2100RPM时振动消失。
        2017年12月13日16点至21点GT2大修后第一次燃气启动。在启动的四次中同样出现了升速过程中余热锅炉旁路烟囱振动大的现象，其中第三次启动时在就地实测旁路烟囱立柱振动在3--6MM/S之间，最大瞬时振动达到61MM/S。燃机转速升至2100RPM时振动消失。
        在燃机点火后至2100RPM之间，余热锅炉旁路烟囱的振动大小的波动和燃机燃烧室的低低频脉动波动的频率保持一致，燃烧室低低频脉动大时旁路烟囱的振动增大反之迹然。据此可以判断余热锅炉旁路烟囱的振动和燃机燃烧室低低频脉动波动有直接关系。
        二、燃烧脉动产生的原因
        在燃烧器的火焰区域，燃烧产生的热量以声光模式释放，若外界因素发生变化，剧烈的声光释放又会产生大量的热量，反过来又加剧了声光的释放，激发压力波动的产生。燃烧室压力波动会引起燃烧不稳定，影响机组正常运行，严重的燃烧波动会导致热部件的损坏，根据燃烧器压⼒力波动表现形式可分为3种类型：

        赫姆霍兹形式压力波动是燃机透平第四级叶片的自振频率随转速产生的赫姆霍兹频率激发而生成的共振，严重时会导致燃烧室熄火；轴向形式压力波动是燃烧器不同部位的自振频率与轴向压力波动频率激发而产生的共振，其可能损伤涡旋式喷嘴和燃烧器过渡段；圆周形式压力波动是燃烧室自振频率和压力波动频率激发产生的共振，是一种极高频的振动，影响热通道部件寿命。
        三、影响燃机燃烧室低低频脉动的因素有：
        1.燃机入口天然气温度FTG
        GT1和GT2在5到10月份燃机启动过程时环境温度较高，天然气管道的温度也较高，在没有进行任何加热的情况下进入燃机天然气的温度FTG都在30℃以上，此时启动升速过程中燃烧室的低低频脉动没有现在大，没有出现余热锅炉旁路烟囱振动大的现象。
        进入12月以后环境温度大幅降低，12月4日夜间启动GT1进入燃机天然气温度FTG的最低温度约为13.5℃。12月13日GT2启动升速时燃机入口天然气温度FTG约为12.9℃。机组并网时要求FTG的温度大于60℃，因此在正常运行中很少出现低低频大幅波动。
        在点火后升速过程中燃烧室的低低频脉动如下图：

        2.DLN燃烧室燃烧模式
        9HA燃机从点火到基本负荷都是预混燃烧模式。点火的组合是PM1+PM2，点着火暖机结束以后PM1退出，PM2单独运行此时DLN燃烧模式切换至2；在转速升至1900RPM时PM1投入，DLN燃烧模式切换为3S。在DLN模式为2的状态下运行转速区间为430—1900RPM。此阶段的燃烧室低频脉动最为严重。当切换至3S模式的工况后低频脉动迅速恢复正常。见下图：

        根据以上截图发现当DLN模式切换到3S后燃烧室低低频脉动迅速下降，同时就地发现旁路烟囱的振动消失。而机组在基本负荷下运行过程中DLN模式为6.3QR，燃烧室低低频不会大幅波动。
        3.DLN燃烧室的燃烧调整
        9HA的机组的燃烧调整从100MW到基本负荷之间。经过调整之后的各频率段的脉动都比较稳定不会出现大的波动。而在点火后到空载满速之间是不进行燃烧调整的，因此这个因素可以不考虑。
        结论：根据以上分析可以看旁路烟囱振动是由于燃机燃烧室的燃烧脉动引起的，而进入燃机的天然气温度的和燃烧室燃烧模式的变化是影响燃烧脉动的主要原因。在今后机组启动和运行期间要重点关注旁路烟囱的振动情况，寻找其他可能造成振动大的原因。
        参考文献：
        ［1］9HA燃气轮机运行维护手册