GE公司6F_01燃气轮机DLN2_5H燃烧系统_张亚平
提高6F.01型燃汽轮机油循环效率的分析探讨 王虎

提高6F.01型燃汽轮机油循环效率的分析探讨王虎发表时间:2018-04-18T14:48:25.123Z 来源:《电力设备》2017年第31期作者:王虎[导读] 摘要:该工程为天然气分布式区域能源热电厂,燃气—蒸汽联合循环机组为供热、调峰运行机组。
(中国能源建设集团天津电力建设有限公司天津 300012)摘要:该工程为天然气分布式区域能源热电厂,燃气—蒸汽联合循环机组为供热、调峰运行机组。
冬季采暖期和夏季制冷期,3套燃气—蒸汽联合循环供热机组带基本热负荷按“以热定电”的方式运行。
过渡季2套燃气—蒸汽联合循环抽汽凝汽式供热机组纯凝方式运行,背压机停运。
本文针对GE公司6F.01重型燃气轮机组在安装过程中所进行的油循环工作进行介绍,根据该类型燃气轮机的油循环经验总结,可以为今后同类型或相类似燃气轮机的各种油循环工作提供一定的借鉴作用。
关键词:分布式能源;燃气轮机;油循环;效率 1 概述分布式能源是世界能源发展的最新方向,通常都是多联产或多功能系统,其最主要的优点就是应用在冷热电联产中。
分布式能源施工周期较短,由于油系统循环的时间弹性较大,如何提高油循环效率成为制约现场施工进度的主要因素之一。
合理安排前期油系统设备及管道的安装工序及施工中的质量把控,可以有效的加快油系统循环的效率,保证项目的正常履约。
2 6F.01型燃机介绍GE的重型燃机技术是在成熟的经验证的技术的基础上逐步发展传承过来的。
6F.01虽然与6B出力接近,属于中小型燃机,但它秉承了GE在燃机行业内最富经验的B、E、F级燃机的技术,同时又利用了当时的先进技术,使得机组既具有了先进的性能,又保证了高的可靠性。
到了今天,我们扔可以看到当时开发的并用于6F.01的先进技术,例如:12级高压比压气机,多级静叶可调,单晶叶片等,也正在9F.05和9HA(H级)燃机上作为主流技术而使用。
这些先进技术造就的可靠高效的燃机,在当前和将来预期的能源价格条件下,非常适合中小型热电联产和分布式能源项目,具有非常好的应用前景。
燃机技术GE公司6F.01燃气轮机DLN2.5H燃烧系统

燃机技术GE公司6F.01燃气轮机DLN2.5H燃烧系统导读以下介绍了GE公司的6F.01燃气轮机及其主要技术特点,阐述了在6F.01 燃气轮机上应用的DLN 2.5H燃烧系统的各种燃烧模式,并与GE公司其它的DLN燃烧系统进行了比较,分析了各个DLN燃烧系统在燃烧室结构、喷嘴布置及燃烧模式上的主要技术特点和区别。
为了降低NOx排放量,电厂之前普遍采取向燃烧区注水或水蒸汽的措施来降低NOx的排放水平。
但随着环保要求越来越严格,通过注水或水蒸汽来进一步降低NOx排放水平,会对燃气轮机的性能、部件寿命及检修间隔等产生较大的负面影响,并且CO和UHC( 未完全燃烧碳氢化合物) 等污染物的排放量开始大幅增加。
基于这些因素,各大燃气轮机生产厂商开始寻求其它NOx排放控制技术,目前广泛采用的是干式低NOx(DLN)燃烧技术,即通过对燃气轮机燃料和空气的预混,并合理控制掺混比例,使燃烧室内进行贫燃料燃烧,且燃烧火焰面温度低于1650 ℃ (空气里N2氧化生成NOx的起始温度),从而控制NOx排放。
1 GE公司6F.01燃气轮机简介GE公司地面发电用燃气轮机以7系列燃气轮机为基础,模化发展出6系列和9系列燃气轮机,涵盖了各个功率等级。
源自GE大量的运行经验和技术,6F.01燃气轮机应运而生,其在热力回收应用领域提供低成本发电产品,包括针对流程工业的热电联供,市政区域供热和中型联合循环电网支持。
6F.01燃气轮机即最早于2004 年在土耳其安装运行的6C燃气轮机(即6FA.03),该型燃气轮机在6B燃气轮机技术的性能和经验基础上又发展了一步,是GE公司F级技术经验在40MW燃气轮机上的运用成果。
它吸取了F级技术的燃料适应性广、可靠性高、可用性强、可维护性好等特点。
6C燃气轮机设计功率为42MW,在通过一系列的系统升级和冷却密封等技术的研发改进后重新命名为6F.01,原机型已经累计运行超过11万小时。
6F.01燃气轮机燃烧温度达1370 ℃,透平排气温度602 ℃,单机输出功率51MW,热效率38%;“1 + 1”联合循环输出功率75 MW,热效率接近56%,是迄今为止100MW以下燃气轮机在联合循环领域可以企及的最高效率。
H级及先进工业燃气轮机的技术特征与技术演进

H级及賊工业燃气轮机的技术特征与技术演进Chinese Journal of T urbomachineryH级及先进工业燃气轮机的技术特征*与技术演进韩刚(苏州先机动力科技有限公司)摘要:本文对新一代H级重型工业燃气轮机性能与结构特征做概要介绍,对GE公司HA、SIEMENS公司HL等系列典型H级燃气轮机在提升运行经济性与调峰性能、达标排放与燃料兼容性等性能特征作简要分析,对H级燃气轮机结构与部件的特征做概要介绍与对比。
简要介绍了新型燃气轮机的分阶段测试与技术验证、性能提升和产品线的完善过程,有关规律可供燃气轮机研制、服务与用户单位的技术人员参考。
关键词:燃气轮机;低氮燃烧;可靠性增长中图分类号:TK47;TK05文章编号:1006-8155-(2020)06-0064-11文献标志码:A DOI:10.16492/j.坊s.2020.06.0008Technical Characteristics and Technological Evolution of H-class and Advanced Industrial Gas TurbinesGang Han(Suzhou Advanced Integrated Mechanical Solutions)Abstract:This article provides an overview of the performance and structural characteristics of the new generation of H-class heavy industrial gas turbines,and the performance characteristics of typical H-class gas turbines of GE"s HA and SIEMENS'HL series in improving operating economy,peak load regulation accordance, compliance emissions,and fuel compatibility.Make a brief introduction and comparison of the H-class gas turbine structure and characteristics of components.A brief introduction is made to the phase-divided testing and technical verification,performance improvement and product line improvement process of the new gas turbine.The relevant rules can be used for reference by the technical personnel of gas turbine development,service and end-users.Keywords:Gas Turbine,Low Nitrogen Combustion,Reliability Growth・64・第62卷,2020年第6期Http:^ Vol.62,2020,No.6Chinese Journal of Turtxjmachinery0引言2020年起,全新的H级重型燃气轮机开始在中国发电行业中投入运营,鉴于我国还不具备H级重型燃气轮机相应的完整的自主研制和生产能力,因些,对于运营企业需要及时确立针对性的最佳运行维护策略,对于提供设备维护检修和故障分析诊断的服务单位,以及相关产品的研发制造等企业需要及时掌握新产品的技术特性、结构与部件特征。
燃气轮机F级燃烧室喷嘴布置方式对比

燃气轮机F级燃烧室喷嘴布置方式对比摘要:本文基于对燃气轮机燃烧室喷嘴研究,对于一定流量的旋流式喷嘴来说,喷嘴各部分的结构与尺寸都会对其出口速度产生或大或小的影响,本文主要对GE 公司DLN燃烧室的旋流式喷嘴做了详细分析。
在该种喷嘴模型的情形下,对其不同燃烧模式的切换做了详细描述。
关键词:DLN;燃烧系统;燃料喷嘴;燃烧模式我国一次能源结构中,化石能源占据主导地位,燃气轮机作为化学能转换为动能的高效动为设备,在我国国防和经济建设中起到重要作用。
燃气轮机燃烧室是燃气轮机的核心部件之一,燃烧室在工作中要有较好的燃烧稳定性、易于维护、污染物排放低、使用寿命长等优点。
喷嘴作为燃烧室的重要组成部件,在诸多种类的喷嘴中,旋流式喷嘴几何尺寸相对较小,内部形状复杂,使用中可望获得尽量大的雾化角、尽量小的雾化粒径和尽量均匀的雾化度。
以前对各类喷嘴的研究,从更为直观的角度获取喷嘴特性参数。
一、燃烧室喷嘴DLN2.0+和DLN2.6+的对比DLN 2.6 + 燃烧室采用了5 +1布局,增加了PM1中心喷嘴。
气体燃料管路中,每一个燃烧筒有6只喷嘴,外围的5只喷嘴有2个燃料通道(D5,PM2,PM3),中心喷嘴只有一个通道,每一条燃料管路都有一个独立的管道系统。
如图1:DLN 2.0 +燃烧室盖板上布置有5只燃料喷嘴,均布置在燃烧室的周边位置。
每只燃料喷嘴有2个燃料通道(D5,PM1,PM4),预混燃烧通道和扩散燃烧通道。
燃烧模式分为扩散模式、先导预混模式和预混模式。
如图2:三、结论DLN 2.6燃烧系统最大的特点是在DLN 2燃烧室中心轴方向增加了第6个较小的喷嘴,该喷嘴的燃料流量和燃料空气比可独立调节,且在整个燃烧过程中始终投入运行,能够确保机组在低负荷运行范围内稳定燃烧,同时促使燃气在燃烧室里停留足够的时间,让CO得到充分完全的燃烧,降低了CO排放。
DLN 2.6燃烧系统除了改进燃烧室喷嘴布置之外,在燃烧模式上也进行了优化,采用了全预混燃烧模式,每只喷嘴取消了扩散通道,仅保留了预混通道,简化了燃烧室结构。
GE 6F.01 燃机介绍

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6F.01主厂房立面图
18m
13m 10.6m
2.15m
7m
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GE 重型燃机产品…可靠、高效、灵活
9HA 9F
.02 .01 .05 .03 470 MW 397 MW
61% + Net CC Efficiency
299 MW 265 MW 130 MW
330 MW 275 MW 227 MW 187 MW 90 MW 79 MW 50 MW 43 MW 50Hz Gas Turbines 60Hz Gas Turbines Geared for 50Hz or 60Hz
5
6F.01 燃机结构 – 可靠、高效
• • • • • 12 级压气机,压比 20.9 三维叶型设计 3 级可调入口导叶 (VIGV) 现场可更换叶片 7250RPM • •
•
6 支分管式DLN低氮燃烧器 具备双燃料能力
无需开缸即可更换火焰筒和过渡段
• • •
先进的热通道材料 耐受更高的温度 3 级透平
9E .03 7HA
.02 .01 .05
61% + Net CC Efficiency
7F .04
7E .03
6F
.03 .01
6B .03
Installed in 2004
GE公司F级燃气轮机总体性能参数

GE公司F级燃气轮机1 F级燃气轮机产品系列及其性能演变F级燃气轮机已有多种多样的型号可满足不同用户的需要,在MS6000、MS7000、MS9000系列中都有F级的产品,表1列出F级燃气轮机最新机型简单循环的性能,表2列出50Hz的F级燃气表1 F级最新机型燃气轮机简单循环性能基本参数MS9351FA MS7241FA MS6101FA净出力/MW 255.6 171.7 70.1效率/% 36.9 36.4 34透平进口温度/℃1327 1327 1288压比15.4 15.5 14.9质量流量/kg·s-1624 432 198排气温度/℃609 602 597频率/Hz 50 60 50/60表2 50HzF级燃气轮机联合循环性能基本参数S109FA S209FA S106FA S206FA净出力/MW 390.8 786.9 107.4 218.7净热耗率/kJ·(kWh)-16350 6305 6767 6654净效率/% 56.7 57.1 53.2 54.1MS9001FA、MS7001FA、MS6001FA型燃气轮机都有18级的压气机和3级的涡轮机,以冷端驱动和轴向排气为特点,有利于联合循环布置。
F级燃气轮机采用GE公司传统可靠的分管式燃烧系统,并可配备双燃料燃烧系统,如在以天然气为主燃料时,可以轻油为辅助燃料。
当天然气供应发生故障时,机组可自动切换到轻油燃烧,使燃机不因燃料供应故障而停机,进一步保证了机组的可靠性和可用性。
机组也可根据要求,在一定条件下使用双燃料混合燃烧。
此外,F级燃气轮机可燃用低热值燃料,从而扩大了发电厂的燃料使用范围和灵活性。
F级燃气轮机应用于IGCC电厂,可GE公司在其制造MS6000型、MS7000型和MS9000型机组的基础上,发展完善了底盘部套、控制和辅机组合一体的快装模块结构,这种标准化布置可减少管道、布线及其他现场相关联接的工F级燃气轮机还显示出不同寻常的环保特点。
国内首台6F级燃气-蒸汽联合循环电厂设计特点

国内首台6F级燃气-蒸汽联合循环电厂设计特点王飞【摘要】摘要介绍国内首台6F级燃机电厂-克拉玛依燃机电厂,详细描述了各工艺系统的设计特点,并结合三维设计介绍了主厂房设备和管道的布置,为国内同级别的中小型高效率燃机电厂的建设提供了建设经验【期刊名称】能源与环境【年(卷),期】2010(000)003【总页数】2【关键词】关键词国内首台 6F 燃气蒸汽联合循环三维设计燃气-蒸汽联合循环电厂(Combined Cycle Power Plants)是近年来国家一直以来大力发展的一种发电模式,它利用天然气在燃气轮机内燃烧推动燃机透平发电,高温尾气进入余热锅炉,产生过热蒸汽,进入蒸汽轮机进一步发电,具有占地紧凑、高效、清洁的特点。
目前我国的燃机主要机型为6B、9E和9F 级别。
而克拉玛依电厂建设的6F级燃机作为一种中小型、高效率的燃机,在我国还是首次引入。
6F燃机出力约75MW(ISO工况),作为F级燃机的一员,效率高于6B和9E机组,对于用电负荷不大但天然气价格较高的地区,是一个较好的选择。
下面以国内首台6F级燃机电厂-克拉玛依燃机电厂为例对6F级燃机电厂特点进行说明。
本电厂设计任务由浙江省电力设计院承担,在设计过程中采用了国内较为先进的三维设计软件PDMS,布置合理而紧凑。
1 工程概况克拉玛依电厂作为国内首套6F级燃气-蒸汽联合循环发电机组,发电装机规模为110MW,采用1拖1配置,即1台燃气轮机发电机组配合1台蒸汽轮发电机组,并留有再扩建1套6F级机组的余地。
工程燃用产自准噶尔盆地的天然气,为经处理后的油田伴生气或气田气。
燃气轮机发电机组为美国GE公司生产的S106FA机组;蒸汽轮机发电机组由哈尔滨汽轮机厂供货,汽机型号LN37-5.2/0.5/538/220;余热锅炉为杭州锅炉厂生产的NG-MS6111FA-0型余热锅炉。
工程年利用小时按7000h设计,机组担负克拉玛依地区电网的电力基本负荷任务。
GE燃机DLN-2.6燃烧系统浅析

GE燃机DLN-2.6燃烧系统浅析楼华栋;陈小波;毛志伟【摘要】介绍了DLN-2.6燃烧系统的结构,分析该系统在PG6111FA+E机组上应用时的各种燃烧模式与切换过程.对该型机组的NOx,CO及O2排放量进行测定,并与采用DLN-2.0+燃烧系统的PG9351FA机组进行比较.【期刊名称】《浙江电力》【年(卷),期】2011(030)012【总页数】4页(P70-73)【关键词】DLN-2.6燃烧系统;燃气轮机;燃烧室;燃烧模式;NOx【作者】楼华栋;陈小波;毛志伟【作者单位】浙江省电力试验研究院,杭州310014;浙江省电力试验研究院,杭州310014;浙江省电力试验研究院,杭州310014【正文语种】中文【中图分类】TM621.2GE公司从20世纪80年代开始,不断开发和改进干式低NOX(简称DLN)燃烧技术。
DLN-2.6是针对F级燃气轮机开发的燃烧系统,并在1996年首次投入运行。
应用DLN-2.6燃烧系统的燃机型号有PG6111FA,PG7371FA和PG9231EC 等。
DLN-2.6燃烧系统包括燃烧室、控制系统、燃料系统及辅助系统,系统通过控制空气/燃气比和燃烧模式达到了NOX和CO的较低排放。
本文针对应用在GEMS6001FA(PG6111FA+E)机组上的DLN-2.6燃烧系统进行介绍分析。
1 PG6111FA+E及DLN-2.6燃烧室简介GE PG6111FA+E机组为18级轴流式压气机,压比为14.7∶1,设计出力77.06 MW,排气温度598.3℃。
在第9级和第13级开有抽气口。
设6个逆流环形燃烧室,每个燃烧室有6只燃料喷嘴,可烧天然气、轻柴油,可进行油气燃料互切。
3级轴流式冲动式透平,采用压气机的排气和抽气冷却。
排气经过导流扩压段送至余热锅炉。
DLN-2.6燃烧室由火焰筒、端盖、导流衬套、燃烧室外壳、过度段、喷嘴等构成。
2只高能点火器分别安装在2个燃烧室内,点火后通过燃烧室之间的联焰管将各个燃烧室点燃。
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第28卷第3期2015年9月《燃气轮机技术》GAS TURBINE TECHNOLOGY Vol.28No.3Sep.,2015收稿日期:2015-01-10改稿日期:2015-02-10作者简介:张亚平(1982—),女,江苏盐城人,主要从事燃气轮机本体结构设计及技术服务工作,E-mail :zhangyaping@ntc-china.com 。
GE 公司6F.01燃气轮机DLN 2.5H 燃烧系统张亚平(南京汽轮电机(集团)有限公司,南京210037)摘要:介绍了GE 公司的6F.01燃气轮机及其主要技术特点,阐述了在6F.01燃气轮机上应用的DLN 2.5H 燃烧系统的各种燃烧模式,并与GE 公司其它的DLN 燃烧系统进行了比较,分析了各个DLN 燃烧系统在燃烧室结构、喷嘴布置及燃烧模式上的主要技术特点和区别。
关键词:DLN ;燃烧系统;燃气轮机;燃烧室;燃料喷嘴;燃烧模式中图分类号:TK473文献标志码:B文章编号:1009-2889(2015)03-0014-04为了降低NO x 排放量,电厂之前普遍采取向燃烧区注水或水蒸汽的措施来降低NO x 的排放水平。
但随着环保要求越来越严格,通过注水或水蒸汽来进一步降低NO x 排放水平,会对燃气轮机的性能、部件寿命及检修间隔等产生较大的负面影响,并且CO 和UHC (未完全燃烧碳氢化合物)等污染物的排放量开始大幅增加。
基于这些因素,各大燃气轮机生产厂商开始寻求其它NO x 排放控制技术,目前广泛采用的是干式低NO x (DLN )燃烧技术,即通过对燃气轮机燃料和空气的预混,并合理控制掺混比例,使燃烧室内进行贫燃料燃烧,且燃烧火焰面温度低于1650ħ(空气里N 2氧化生成NO x 的起始温度),从而控制NO x 排放。
1GE 公司6F.01燃气轮机简介GE 公司地面发电用燃气轮机以7系列燃气轮机为基础,模化发展出6系列和9系列燃气轮机,涵盖了各个功率等级。
源自GE 大量的运行经验和技术,6F.01燃气轮机应运而生,其在热力回收应用领域提供低成本发电产品,包括针对流程工业的热电联供,市政区域供热和中型联合循环电网支持。
6F.01燃气轮机即最早于2004年在土耳其安装运行的6C 燃气轮机,该型燃气轮机在6B 燃气轮机技术的性能和经验基础上又发展了一步,是GE 公司F级技术经验在40MW 燃气轮机上的运用成果。
它吸取了F 级技术的燃料适应性广、可靠性高、可用性强、可维护性好等特点。
6C 燃气轮机设计功率为42MW ,在通过一系列的系统升级和冷却密封等技术的研发改进后重新命名为6F.01,原机型已经累计运行超过11万小时。
6F.01燃气轮机燃烧温度达1370ħ,透平排气温度602ħ,单机输出功率51MW ,热效率38%;“1+1”联合循环输出功率75MW ,热效率接近56%,是迄今为止100MW 以下燃气轮机在联合循环领域可以企及的最高效率。
和6C 相比,6F.01燃气轮机出力增加,热效率提高,联合供热后效率更可超过80%。
6F.01燃气轮机的技术特点如下:1)燃气轮机和辅机模块化设计,易于安装、调试、检修和维护,配备50/60Hz 高效率负荷齿轮箱,Mark Ⅵe 控制系统。
2)12级轴流压气机,全三维气动设计,3级进口可调导叶,压比20.7,贯穿拉杆螺栓结构,所有叶片现场可换。
3)6个环管型燃烧室,先进DLN 燃烧系统,NO x 排放的体积分数为25ˑ10-6,燃烧室设置了检修人孔,过渡段和火焰筒的检修更换无需开缸。
4)3级高效率透平,全三维气动设计,第1级DOI:10.16120/ki.issn1009-2889.2015.03.003第3期GE 公司6F.01燃气轮机DLN 2.5H 燃烧系统动叶采用了单晶材料,其余动叶和静叶为定向结晶和等轴结晶材料,采用先进的冷却和分配技术,贯穿拉杆螺栓结构。
2DLN 2.5H 燃烧系统2.1烧天然气的DLN 2.5H 燃烧系统和运行模式6F.01燃气轮机采用DLN 2.5H 燃烧系统,是GE 公司2000年以来开发的新型DLN 燃烧系统,最初是针对蒸汽冷却的H 级燃气轮机设计的,现主要应用在7H 、9H 和52E 燃气轮机上。
DLN 2.5H 燃烧室的喷嘴布置如图1所示。
6F.01燃气轮机DLN 2.5H 燃烧系统采用“4+1”喷嘴布局,即4个外围喷嘴加1个中心喷嘴,3套天然气燃料管路(D5、PM1、PM4),管路说明见表1。
图1DLN2.5H 燃烧室喷嘴布置表1DLN2.5H 燃烧系统管路说明天然气管路说明D5气体燃料送至每个燃烧室中5个喷嘴下游端部的喷口,采用扩散燃烧模式。
PM1气体燃料送至每个燃烧室中心喷嘴的旋流器喷口,与压气机排气混合后在下游燃烧,采用预混燃烧模式。
PM4气体燃料送至每个燃烧室4个外围喷嘴的旋流器喷口,与压气机排气混合后在下游燃烧,采用预混燃烧模式。
DLN 2.5H 燃烧系统烧天然气的运行模式如下:(1)扩散燃烧模式D5:气体燃料直接通向燃烧室的扩散通道D5,从点火到部分额定转速的过程中采用该模式。
(2)子先导预混燃烧模式D5+PM1:气体燃料通向燃烧室的扩散通道D5和预混通道PM1,从部分额定转速到低负荷之间采用这种模式。
(3)预混燃烧模式PM1+PM4:气体燃料全部喷入每个燃烧室的预混通道PM1和PM4。
在这个燃烧模式下,调高PM1喷口的燃料进气量有助于扩大低负荷运行范围。
各个喷口的配气比例仅根据燃烧基准温度TTRF 来调整。
从中等负荷到基本负荷之间采用该模式且机组排放符合相关环保规定。
(4)先导预混燃烧模式D5+PM1+PM4:气体燃料全部喷入每个燃烧室的预混通道PM1、PM4和扩散通道D5。
该模式下D5通道配气量是关键,为了避免振荡燃烧,尽可能多的气体燃料通入扩散通道D5,剩下的气体燃料通入各预混通道且仅维持预混通道里的气体燃料压比稍高于最小压比。
从中等负荷到基本负荷之间作为备用燃烧模式被采用,该模式下机组的排放不满足相关环保规定。
2.2清吹系统就DLN 燃烧系统而言,清吹系统是重要的组成部分。
清吹系统是在燃烧系统运行期间,将压气机排气引进暂时未通入气体燃料的管路和喷嘴进行冷却,并能有效防止管路和喷嘴中上次残留气体燃料的自燃。
6F.01燃气轮机DLN2.5H 燃烧系统稳态运行时清吹气体与压气机排气的压比有一定要求,该值最大为1.0[1],过高的压比会使进入燃烧室的清吹气体速度和流量增加,从而引起振荡燃烧。
同时,稳态运行条件下清吹气体在燃烧室端盖下游处存在一定压损,目的是为了防止燃烧气体回流/横流进入燃料喷嘴,造成零部件的损坏。
3GE 公司DLN 燃烧系统比较自20世纪80年代以来,GE 公司就不断开发和改进DLN 燃烧技术,除DLN 2.5H 燃烧系统之外,还陆续推出了一系列先进的DLN 燃烧系统,包括DLN 1、DLN 1+、DLN 2、DLN 2+、DLN 2.6、DLN 2.6+,被应用在不同GE 型号和级别的燃气轮机上。
其中,DLN 1系列是针对E 级燃气轮机(燃烧温度1093ħ 1204ħ)开发的,采用轴向分级燃烧室;DLN 2系51燃气轮机技术第28卷列是针对F 级燃气轮机(燃烧温度1260ħ 1427ħ)开发的,同样被应用于H 级燃气轮机(燃烧温度1427ħ 1593ħ),采用径向/周向分级燃烧室。
GE 公司燃气轮机DLN 燃烧技术的演化见图2。
图2GE 公司燃气轮机DLN 燃烧技术的演化DLN 1燃烧系统采用的是分级燃烧技术。
一级燃料喷嘴布置在二级燃料喷嘴的外围,形成了沿径向的燃料分布,并且一、二级燃料的相对轴向位置前后错开,充分利用火焰筒的横截面进行燃料分级[2]。
与其他DLN 燃烧室相比,其中心体组件伸入火焰筒内部,火焰筒筒体上有文丘里组件,所以火焰筒结构较复杂,需要合理地分配大量的冷却空气。
DLN 1+燃烧系统在DLN 1的基础上重新设计了二级燃料喷嘴,优化了文丘里组件,增强了燃料和空气的预混,同时将火焰筒末端的二次空气掺冷孔后移,并采用分级掺冷技术,将燃气轮机NO x 的排放控制在了更低的水平。
与DLN 1系列燃烧系统相比较,DLN 2系列燃烧系统燃烧时只有一个燃烧区域。
由于DLN 2系列燃烧系统是为更高燃烧温度的燃气轮机设计,要求除参与混合燃烧之外的空气(例如冷却用空气)尽可能少,因此取消了DLN 1系列燃烧室中需要空气冷却的文丘里和中心体组件。
DLN 2.6燃烧系统最大的特点是在DLN 2燃烧室中心轴方向增加了第6个较小的喷嘴,该喷嘴的燃料流量和燃料空气比可独立调节[3-4],且在整个燃烧过程中始终投入运行,能够确保机组在低负荷运行范围内稳定燃烧,同时促使燃气在燃烧室里停留足够的时间,让CO 得到充分完全的燃烧,降低了CO 排放。
DLN 2.6燃烧系统除了改进燃烧室喷嘴布置之外,在燃烧模式上也进行了优化,采用了全预混燃烧模式,每只喷嘴取消了扩散通道,仅保留了预混通道,简化了燃烧室结构。
而DLN 2+和DLN 2.6+相对于DLN 2和DLN 2.6来说,取消了布置在燃烧室边缘的四次气燃料喷嘴,同时燃料喷嘴摈弃了旧的设计swirler /peg ,采用了新的设计swozzle 。
swozzle 燃料喷嘴是在DLN 2+和DLN 2.5H 燃烧系统设计时引进的。
swozzle 喷嘴将燃料喷射口nozzle 与旋流器叶片swirler 结合在一起,所有这些都在燃料喷嘴本体内,因此提供了一个混合更好、更稳定的燃烧区域。
DLN 2、DLN 2+、DLN 2.6、DLN 2.6+燃烧系统各燃料喷嘴布置见图3,swirler /peg 和swozzle 燃料喷嘴外形见图4。
相对于DLN 2.6+燃烧系统的“5+1”喷嘴布局来说,DLN 2.5H 采用了“4+1”喷嘴布局,减少了外围的一个燃料喷嘴,结构更加紧凑。
DLN 2.6+燃烧系统中的中心喷嘴采用的是全预混燃烧模式,而DLN 2.5H 燃烧系统的中心喷嘴采用的是预混加扩散燃烧,在保证了燃烧稳定和排放达标的前提下,燃烧系统调节更为灵活。
各DLN 燃烧系统之间的区别见表2。
4结语经过30多年的发展历程,DLN 燃烧技术已经积累了大量的成果和实际运行经验,是当今国际上普遍采用的成熟技术。
得益于DLN 技术的运用,电厂排放物中的NO x 才能不断满足今天日趋严格的环境保护要求。
而相对于GE 公司其它DLN 燃烧系统,DLN 2.5H 燃烧系统不论是在燃烧室结构和燃料喷嘴布置上,还是在运行模式上,都较为简单,61第3期GE 公司6F.01燃气轮机DLN 2.5H 燃烧系统注:D 为扩散燃料喷口(diffusion );PM 为预混燃料喷口(premix );PRG 为清吹空气喷口(purge air );q 为四次气燃料喷口(quaternary )。