《發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)燃燒調(diào)整技術(shù)規(guī)程》

ICS

T/CEC

中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

XX/X—***—2019

發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)燃燒調(diào)整技術(shù)規(guī)程

Technicalspecificationofgasturbinecombustiontuningforpower

generation

（征求意見稿）

2019-XX-XX發(fā)布2019-XX-XX實(shí)施

中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布

目次

前言……………….Ⅱ

1范圍................................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件............................................................................................................................1

3術(shù)語與定義....................................................................................................................................1

4燃燒調(diào)整實(shí)施................................................................................................................................2

附錄A（規(guī)范性附錄）燃燒調(diào)整方案的編寫................................................................................9

附錄B（規(guī)范性附錄）燃燒調(diào)整報(bào)告的編寫..............................................................................10

I

II

發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)燃燒調(diào)整技術(shù)規(guī)程

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)燃燒調(diào)整的術(shù)語和定義、范圍、燃燒調(diào)整準(zhǔn)備、實(shí)施步驟

及調(diào)整分析報(bào)告。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于燃機(jī)單機(jī)容量40MW及以上，采用干式低氮燃燒系統(tǒng)的發(fā)電用重型燃?xì)?/p>

輪機(jī)燃燒調(diào)整，其他類型燃?xì)廨啓C(jī)可參考執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適

用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改單）適用于本文件。

GB/T15135-2002燃?xì)廨啓C(jī)詞匯

GB/T18345.1-2001燃?xì)廨啓C(jī)煙氣排放第1部分：測(cè)量與評(píng)估

ASMEPTC22-2005燃?xì)廨啓C(jī)性能試驗(yàn)規(guī)程

3術(shù)語與定義

3.1

干式低氮燃燒drylowNOxcombustion

通過燃料和空氣預(yù)混，合理控制燃燒火焰溫度而實(shí)現(xiàn)燃?xì)庖缘偷趸锖颗欧诺募?/p>

術(shù)。

3.2

燃?xì)廨啓C(jī)燃燒調(diào)整gasturbinecombustiontuning

燃?xì)廨啓C(jī)在運(yùn)行過程中，通過對(duì)燃燒室局部空燃比（即各支路燃料配比）的調(diào)節(jié)，尋找

燃燒安全運(yùn)行與低污染排放邊界的過程。

3.3

預(yù)混燃燒premixedcombustion

燃料與空氣在燃燒前混合，形成一定濃度的可燃混合氣體后在燃燒室內(nèi)燃燒的方式。

3.4

燃燒壓力脈動(dòng)combustiondynamics

在燃?xì)廨啓C(jī)預(yù)混燃燒過程中，燃燒室內(nèi)的壓力短時(shí)間內(nèi)在微正壓和微負(fù)壓之間不規(guī)則變

化的現(xiàn)象。

3.5

修正華白指數(shù)modifiedwobbeindex

1

通過調(diào)整天然氣溫度改變?nèi)剂先A白指數(shù)，使其適用于燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)燃料的要求。

3.6

燃機(jī)排氣溫度gasturbineexhausttemperature

燃機(jī)最后一級(jí)透平出口法蘭處靜止平面的工質(zhì)質(zhì)量流量加權(quán)平均總溫

（GB/T15135-2002燃?xì)廨啓C(jī)詞匯10.6）。

3.7

排氣分散度exhaustgastemperaturespreads

安裝在排氣道內(nèi)的測(cè)溫?zé)犭娕紲y(cè)量值與燃機(jī)排氣溫度之間的差值絕對(duì)值。

3.8

引壓管waveguidepipe

將燃機(jī)燃燒室內(nèi)壓力引至外置壓力傳感器的裝置。

3.9

燃燒參考溫度combustionreferencetemperature

采用非直接測(cè)量方式推算出的、以溫度形式表征的、可代表燃?xì)廨啓C(jī)燃燒強(qiáng)度的一種特

征參數(shù)。

3.10

燃料回路流量theflowthroughfueldeliveryline

燃料輸送管路同一個(gè)截面單位時(shí)間內(nèi)流過的燃料質(zhì)量流量。

4燃燒調(diào)整實(shí)施

4.1燃燒調(diào)整需求判斷與目的

4.1.1出現(xiàn)以下情況需進(jìn)行燃燒調(diào)整：

a）新建燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組投產(chǎn)后，或原有燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組燃燒系統(tǒng)發(fā)生重大改變時(shí)，需進(jìn)行

燃燒調(diào)整，并且在燃燒調(diào)整選取的負(fù)荷點(diǎn)應(yīng)覆蓋全部預(yù)混模式負(fù)荷范圍；

b）機(jī)組熱端部件檢修或拆解之后；

c）與前一次燃燒調(diào)整時(shí)環(huán)境溫度變化大時(shí)（一般大于等于20攝氏度）；

d）燃料低位（高位）熱值改變時(shí)（即超過機(jī)組華白指數(shù)的允許范圍）；

e）燃機(jī)排放指標(biāo)出現(xiàn)異常變化；

f）燃燒脈動(dòng)壓力幅值接近或超過機(jī)組報(bào)警值；

g）因燃燒導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行狀況異常，如燃燒模式切換時(shí)出現(xiàn)負(fù)荷波動(dòng)、熄火等問題。

4.1.2燃燒調(diào)整主要目的：

a）優(yōu)化燃機(jī)燃燒狀態(tài)，提高燃機(jī)運(yùn)行安全裕度；

2

b）控制燃機(jī)排氣溫度至合理范圍；

c）改善氮氧化物等氣體污染物排放；

d）確定燃?xì)廨啓C(jī)燃料最佳配比；

e）獲取燃?xì)廨啓C(jī)不同負(fù)荷下燃燒特性；

f）調(diào)整溫控曲線，優(yōu)化基本負(fù)荷出力；

g）診斷其他燃燒異常問題，并提供優(yōu)化建議。

4.2燃燒調(diào)整前準(zhǔn)備

4.2.1制定燃燒調(diào)整方案

在實(shí)施燃燒調(diào)整之前，應(yīng)結(jié)合機(jī)組歷次燃燒調(diào)整情況（如燃燒數(shù)據(jù)、排放數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)）、

燃機(jī)設(shè)備條件、燃料和燃燒方式、常用負(fù)荷區(qū)間等情況，制定燃燒調(diào)整方案。燃燒調(diào)整方案

編寫應(yīng)詳盡細(xì)致，對(duì)燃燒調(diào)整準(zhǔn)備、過程、數(shù)據(jù)處理等工作進(jìn)行約束，對(duì)燃燒調(diào)整過程中出

現(xiàn)的各種不穩(wěn)定工況要有明確預(yù)案，明確各方工作職責(zé)與分工，方案編寫參見附錄A。方案

制定后，完成技術(shù)交底和安全交底。

4.2.2設(shè)備狀況檢查與準(zhǔn)備

實(shí)施燃燒調(diào)整前，應(yīng)對(duì)各燃機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，記錄各設(shè)備部件及有關(guān)輔助設(shè)備的狀

態(tài)，進(jìn)行必要的校準(zhǔn)、消除設(shè)備缺陷。應(yīng)重點(diǎn)檢查壓氣機(jī)葉片清潔度、壓氣機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉執(zhí)行

機(jī)構(gòu)和燃料調(diào)節(jié)閥開度指令反饋一致性、燃料系統(tǒng)各濾網(wǎng)壓差等。

根據(jù)燃燒調(diào)整目的和任務(wù)需要，在相關(guān)位置增設(shè)必要的流量、溫度、壓力、煙氣成分測(cè)

點(diǎn)，若現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)無法滿足要求，應(yīng)另行配置測(cè)量?jī)x器，并在進(jìn)行燃燒調(diào)整之前完成儀器的校

準(zhǔn)和標(biāo)定工作。

4.3燃燒調(diào)整參數(shù)測(cè)量

4.3.1燃燒壓力脈動(dòng)測(cè)量

燃燒室壓力脈動(dòng)測(cè)量應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

a）明確被測(cè)量燃燒室典型的燃燒壓力脈動(dòng)頻率、幅值；

b）根據(jù)測(cè)量項(xiàng)目和測(cè)量方法，完成測(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)和標(biāo)定工作等；

c）對(duì)于未配置在線燃燒壓力脈動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的機(jī)組，應(yīng)增設(shè)壓力脈動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。監(jiān)測(cè)裝

置的引壓管，插入相應(yīng)燃燒室預(yù)留的壓力脈動(dòng)測(cè)量孔，垂直穿過燃燒缸、火焰筒直

至燃燒區(qū)，末端與火焰筒面向燃?xì)庖粋?cè)的表面平齊，如圖1所示；

3

引壓管

引壓管安裝接頭

燃燒室外壁

火焰筒

圖1引壓管安裝位置示意圖

d）每個(gè)燃燒室的壓力脈動(dòng)均應(yīng)各自獨(dú)立測(cè)量；

e）引壓管安裝完成后應(yīng)對(duì)測(cè)量孔進(jìn)行封閉。測(cè)量時(shí)打開封堵，測(cè)量完成后，應(yīng)重新封

閉。

4.3.2煙氣排放濃度測(cè)量

煙氣排放濃度測(cè)量過程應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

a）測(cè)量煙氣中NOx、CO、O2的濃度及煙氣濕度；

b）根據(jù)測(cè)量項(xiàng)目和測(cè)量方法，完成測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)備工作，包括儀器的校準(zhǔn)和標(biāo)定工作

等；

c）燃燒調(diào)整前根據(jù)任務(wù)需要，在有關(guān)位置增設(shè)必要的煙氣成分等測(cè)點(diǎn)，用于燃燒調(diào)整

期間的測(cè)量。宜選取煙道或煙囪中最具代表性的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)點(diǎn)位置盡可

能接近煙道或煙囪中心，一般布置在余熱鍋爐煙囪預(yù)留取樣口，如圖2所示；

圖2燃?xì)廨啓C(jī)煙氣排放測(cè)點(diǎn)布置

d）測(cè)量設(shè)備安裝完成后應(yīng)對(duì)測(cè)點(diǎn)位置進(jìn)行封閉。測(cè)量時(shí)再打開封堵，測(cè)量完成后，應(yīng)

重新封閉；

e）煙氣排放濃度測(cè)量選用的分析器類型、主要性能規(guī)范及精度要求參見GB/T

18345.1-2001燃?xì)廨啓C(jī)煙氣排放第1部分：測(cè)量與評(píng)估。

4.3.3機(jī)組其他參數(shù)測(cè)量

通過機(jī)組監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)讀取機(jī)組以下數(shù)據(jù)：

a）燃機(jī)（或聯(lián)合循環(huán)）功率；

4

b）壓氣機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉開度；

c）燃料溫度、流量、壓力、熱值、天然氣閥門開度；

d）環(huán)境壓力、溫度、濕度；

e）壓氣機(jī)進(jìn)氣溫度、排氣溫度、排氣壓力、濾網(wǎng)壓差；

f）燃機(jī)排氣溫度及排氣分散度；

g）清吹閥開度。

4.4燃燒調(diào)整步驟

4.4.1燃燒調(diào)整期間參數(shù)波動(dòng)范圍

燃燒調(diào)整期間，應(yīng)保持燃料流量以及負(fù)荷穩(wěn)定，以避免測(cè)得數(shù)據(jù)受到影響：

a）參照ASMEPTC22-2005燃?xì)廨啓C(jī)性能試驗(yàn)規(guī)程，燃燒調(diào)整期間進(jìn)入燃燒系統(tǒng)的

燃料流量波動(dòng)不應(yīng)超過1.3%；

b）參照ASMEPTC22-2005燃?xì)廨啓C(jī)性能試驗(yàn)規(guī)程，燃機(jī)（或聯(lián)合循環(huán)）功率波動(dòng)

不應(yīng)超過1.3%。

4.4.2燃料回路流量調(diào)整

燃料回路流量調(diào)整主要影響燃燒室局部空燃比，調(diào)整步驟如下：

a）改變?nèi)紮C(jī)（或聯(lián)合循環(huán)）功率至所需的工況，并保證機(jī)組持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行10min以

上。通過燃燒壓力脈動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等測(cè)試儀表，監(jiān)測(cè)燃燒室壓力脈動(dòng)及煙氣排放測(cè)量

參數(shù)，進(jìn)行表1、表2所示的數(shù)據(jù)記錄。并判斷燃?xì)廨啓C(jī)燃燒狀況，確定需調(diào)整的

控制參數(shù)；

表1燃燒壓力脈動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)記錄

單位：振幅：Psi，頻率：Hz

頻段熄火頻段低頻段中頻段高頻段

燃燒室編號(hào)振幅頻率振幅頻率振幅頻率振幅頻率

1

2

3

……

燃燒脈動(dòng)最大振幅

及對(duì)應(yīng)頻率

燃燒脈動(dòng)最大振幅

對(duì)應(yīng)的燃燒室編號(hào)

表2燃燒調(diào)整其他監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)記錄

類別參數(shù)單位（示例）

5

類別參數(shù)單位（示例）

調(diào)整時(shí)刻-

負(fù)荷MW

機(jī)組信息

壓氣機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉開度°

燃燒參考溫度℉

燃料回路流量分配比例改變量-

燃料回路流量分配比例%

修正華白指數(shù)BTU/scf/°R0.5

燃料溫度℉

燃料參數(shù)

燃料流量lbm/s

燃料壓力psig

低位熱值BTU/scf

天然氣閥門開度%

環(huán)境壓力inHg

環(huán)境溫度℉

環(huán)境濕度%

環(huán)境參數(shù)壓氣機(jī)進(jìn)氣溫度℉

壓氣機(jī)排氣溫度℉

壓氣機(jī)排氣壓力psig

壓氣機(jī)壓比-

污染物NOx濃度（校正到15%氧量后）mg/Nm3

排放參數(shù)CO濃度（校正到15%氧量后）mg/Nm3

排氣溫度℉

排氣分散度1℉

排氣參數(shù)

排氣分散度2℉

排氣分散度3℉

清吹參數(shù)清吹閥開度%

注：監(jiān)測(cè)記錄參數(shù)的單位，以實(shí)際燃燒調(diào)整機(jī)組監(jiān)視系統(tǒng)的參數(shù)單位為準(zhǔn)，表格單位僅為

示例。

b）針對(duì)第一路燃料回路流量，增加（或減少）燃料分配比例，每次調(diào)整步長(zhǎng)宜不超過

0.5%，等待5s，同時(shí)監(jiān)視燃燒壓力脈動(dòng)，一旦出現(xiàn)燃燒壓力脈動(dòng)接近報(bào)警值或污

染物排濃度超過限定值，應(yīng)逐步恢復(fù)初始值。如無異常，穩(wěn)定運(yùn)行不少于5min，

6

再次記錄表1和表2的測(cè)量參數(shù)；

c）重復(fù)b）操作，直至燃料回路流量分配比例改變值達(dá)到5%（或-5%），再逐步恢復(fù)

初始值?；謴?fù)至初始值期間，無需記錄測(cè)量參數(shù)，再向反方向調(diào)整，重復(fù)b）操作，

直至燃料回路流量分配比例改變值達(dá)到-5%（5%）。至此第一路燃料回路流量調(diào)整

操作完畢，在逐步將燃料回路流量分配比例恢復(fù)至初始值；

d）如不存在第二路燃料回路流量，分析壓力脈動(dòng)及排放指標(biāo)的變化趨勢(shì)，確定當(dāng)前負(fù)

荷下最優(yōu)燃料配比；

e）若存在第二路燃料回路流量，則保持第一路燃料回路流量為初始值，對(duì)第二路燃料

回路流量執(zhí)行b）、c）操作。根據(jù)上述結(jié)果，分析判斷是否需要進(jìn)行兩路燃料回

路流量配比調(diào)整操作。如需調(diào)整，按圖3所示，選擇相應(yīng)象限區(qū)域的組合比例進(jìn)行

調(diào)整。并根據(jù)參數(shù)結(jié)果分析壓力脈動(dòng)及排放指標(biāo)的變化趨勢(shì)，確定當(dāng)前負(fù)荷下最優(yōu)

燃料配比；

f）改變?nèi)紮C(jī)（或聯(lián)合循環(huán)）功率至下一工況點(diǎn)，重復(fù)上述a）~e）操作，直至所有工

況點(diǎn)燃燒調(diào)整操作完成；

g）如果各負(fù)荷段燃料回路流量配比未發(fā)生改變，則燃燒調(diào)整結(jié)束。若燃料回路流量配

比發(fā)生改變，則向控制系統(tǒng)中寫入最新的燃料回路流量配比值。

圖3兩路燃料回路流量分配比例調(diào)整示意

4.4.3全負(fù)荷燃燒穩(wěn)定性測(cè)試

當(dāng)控制系統(tǒng)中燃料回路流量配比改變后，需進(jìn)行全負(fù)荷范圍內(nèi)燃燒穩(wěn)定性測(cè)試，測(cè)試過

程中注意事項(xiàng)如下：

7

a）測(cè)試過程中，燃機(jī)以設(shè)計(jì)的變負(fù)荷率，由最低預(yù)混燃燒負(fù)荷升到滿負(fù)荷，再降到最

低預(yù)混燃燒負(fù)荷。升降負(fù)荷過程中，密切關(guān)注燃燒壓力脈動(dòng)幅值與污染物排放值。

如無異常，則燃燒調(diào)整結(jié)束；

b）如測(cè)試過程中出現(xiàn)燃燒壓力脈動(dòng)幅值或排放值異常，記錄出現(xiàn)異常值負(fù)荷點(diǎn)的燃燒

參考溫度，并對(duì)問題工況點(diǎn)重新進(jìn)行燃燒調(diào)整，重復(fù)4.4.2操作，直至各參數(shù)指標(biāo)

正常。調(diào)整完之后仍需進(jìn)行至少一次全負(fù)荷燃燒穩(wěn)定性測(cè)試。

4.4.4其他參數(shù)調(diào)整

當(dāng)上述燃料回路流量配比調(diào)整無效時(shí)可做如下調(diào)整：

a）調(diào)整燃料溫度；

b）對(duì)于可進(jìn)行清吹空氣調(diào)整的燃燒系統(tǒng)，可嘗試調(diào)整清吹空氣量。清吹空氣量調(diào)整調(diào)

整步長(zhǎng)不宜超過1%，調(diào)整操作步驟同4.4.2操作。同時(shí)為保證最低清吹量，調(diào)整

清吹參數(shù)時(shí)應(yīng)考慮最低限制值，該限制值遵循燃機(jī)設(shè)備規(guī)范或控制系統(tǒng)限制。

c）若燃燒模式切換過程出現(xiàn)異常，可嘗試提高燃燒模式切換點(diǎn)溫度，每次調(diào)整幅度宜

不超過5℃；

d）溫控線函數(shù)調(diào)整；

e）帶燃燒室旁路閥的機(jī)組，調(diào)整旁路閥的開度。

4.5燃燒調(diào)整分析與報(bào)告編寫

燃燒調(diào)整完畢后，應(yīng)在整理調(diào)整數(shù)據(jù)、分析調(diào)整結(jié)果的基礎(chǔ)上編寫燃燒調(diào)整報(bào)告，對(duì)燃

燒調(diào)整進(jìn)行全面的總結(jié)。

燃燒調(diào)整報(bào)告內(nèi)應(yīng)重點(diǎn)對(duì)影響燃機(jī)燃燒狀況的因素進(jìn)行分析，并在該基礎(chǔ)上給出該次燃

燒調(diào)整的結(jié)論。燃燒調(diào)整報(bào)告的主要內(nèi)容參見附錄B。

8

附錄A

（規(guī)范性附錄）

燃燒調(diào)整方案的編寫

A.1燃燒調(diào)整方案大綱至少應(yīng)包括以下內(nèi)容：

a）燃燒調(diào)整背景、目的、任務(wù)和內(nèi)容；

b）燃機(jī)設(shè)備狀況、歷次燃燒調(diào)整情況；

c）燃燒調(diào)整測(cè)量項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布置；

d）燃燒調(diào)整各方職責(zé)與分工等；

e）燃燒調(diào)整負(fù)荷安排；

f）燃燒調(diào)整實(shí)施步驟；

g）燃燒調(diào)整數(shù)據(jù)記錄及處理；

h）燃燒調(diào)整安全措施。

A.2燃燒調(diào)整方案參考目錄，見圖A.1。

項(xiàng)目名稱

一、項(xiàng)目概述

1.1項(xiàng)目簡(jiǎn)介

1.2燃燒調(diào)整目的及依據(jù)

二、燃機(jī)主要技術(shù)規(guī)范

2.1燃機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)