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GE 燃机 DLN2.0+燃烧器安全运行探讨
华能金陵燃机电厂,李军、张弘
摘 要:结合某燃机电厂 9F 燃机燃烧器严重损坏事故,分析燃烧器损坏的可能原因,进一步从修正的韦伯指数概念着
手,分析影响该指数的各项因素,找到保持该指数运行时处于规定范围内的调节手段,从而避免由于燃烧脉动而引起的燃
烧器损坏事故.
关键词:燃机燃烧器;损坏事故;燃烧脉动;修正的韦伯指数;气体燃料温度;安全运行措施
一、燃机电厂发生的故障介绍
2014 年 4 月 12 日某燃机电厂 9F 燃机发生了燃机排气第一分散度和第二分散度异常增大,
经过初步分析
判断燃烧器出现问题,为了防止事故扩大,立即申请停机检查。停机后电厂技术人员会同 GE 公司专家进行燃
烧器孔窥检查。孔窥检查发现燃烧器有多处损坏,#1 火焰筒涂层脱落,过渡段出现裂纹;#3 燃烧器点火器端
部烧损,端盖支撑断裂;#5 过渡段外壳体断裂;#6 过渡段出口侧内部密封条断裂;#7 过渡段外壳体断裂;
#13 过渡段外壳体断裂;#14 过渡段鱼口处磨损严重,壳体出现裂纹;#17 火焰筒出现裂纹。浮动密封环均出
现磨损,最大处 4mm。#1-#18 燃烧器弹性密封垫片均出现不同程度的磨损,燃烧器有涂层部分脱落;裂纹;
局部断裂的现象,最严重的是#12 燃烧器,已无法再次使用。
为什么该厂的燃烧器会造成那么严重损坏呢?应采取哪些防范措施呢?我们将在后面进行讨论,先对该
厂的燃烧器的结构、燃烧方式进行介绍。
二、DLN2.0+燃烧器燃烧方式和气体燃料调节系统的介绍
该厂 9F 级燃机燃烧器是由 GE 公司生产的 DLN2.0+燃烧器,采用干式低氮燃烧技术来抑制热力 NOx 的生
成。
1. DLN2.0+燃烧器概述
DLN 英文全拼为 Dry Low NOx,是指不使用注水/
蒸汽(或其他种类介质)来降低 NOx 排放。DLN 燃烧
室的基本原理是:使燃料与空气预先混合成均相的、
稀释的可燃混合物,并使其以火焰传播的方式燃烧,
以使火焰温度控制在 1650℃以下,
从而降低 NOx 的生
成量。
NOx 和 CO 的生成量与燃烧温度的关系如右图所
示,当采取常规燃烧方式时,燃烧区域温度较高,一
般高于 1650℃,NOx 的生成量较高。在燃烧温度控制
在 1650℃以下时,NOx 的生成量最少。
2. DLN2.0+燃烧器燃烧方式
DLN2.0+燃烧器有两种不同类型的燃烧方式,即
扩散燃烧方式和预混燃烧方式。扩散燃烧方式是指燃
料与空气分别进入燃烧区,然后逐渐混合,在过量空气系数α≈1 区域内燃烧的燃烧方式。过量空气系数的
定义为α=实际空气量/理论空气量。扩散燃烧特点是火焰面处α≈1,温度约为与α≈1 所对应的理论燃烧
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