DLN2.6+改造后温度匹配期间逆功率动作的原因分析和处理

DLN2.6+改造后温度匹配期间逆功率动作的原因分析和处理

郭健

浙能镇海发电有限责任公司 浙江省宁波市 315200

• 摘要：9F燃机在进行了DLN2.6+和Marklve的升级改造后，当机组冷态启动时，发现存在并网后，温度匹配投入阶段，机组逆功率动作事件.本文从改造后系统逻辑出发，比对跳闸前后状态下机组参数变化，做出相应调整.
  
  关键词：燃机  DLN2.6+  温度匹配   FSR

1. 机组状况概

• 燃气轮机型号为PG9351FA，主要由压气机、透平和燃烧室组成。压气机为轴流式，共18级，压比为15.4。透平为轴流式，共3级。燃烧室的型号为DLN2.6+，共18个，燃烧室布置在压气机排气缸外缸上，逆气流方向看为顺时针排列，顶部右边开始为#1燃烧室。它主要由燃料喷嘴、火花塞、火焰检测器、联合管和过渡段等组成。

2. 温度匹配原理

• 温度匹配就是通过改变IGV开度或者燃料量将燃机排气温度控制至某一定值，最终保证余热锅炉产生的主蒸汽经过主汽门后温度仍高于汽轮机气缸壁温，从而保证汽缸进汽后缸壁均匀受热。

• 当机组冷态启动时，燃气轮机排气温度相对缸温较高，所以通过开大IGV来降低排气温度。

• 当机组热态启动时，燃气轮机排气温度相对缸温较低，而此时的IGV处于最小运行角，所以需要增加负荷来增加燃料量来提高排气温度，当汽轮机进入IPC模式后，温度匹配退出。

• Ttrxtm_cmd=T+110℃

T:并网瞬间，汽机第一级金属温度。

3. 进入温度匹配的条件

• 转速指令TNR必须处于设定值内（100.4%-102%之间）。

• 机组并网，且投入温度匹配按钮。

• 排气温度值小于1200℉。

• 温度匹配没有暂停

4. 排气温度相关参数逻辑

• 当温匹允许（L83TMSEL=1）后，以ttrxtm_cmd作为输出到TTRXM1，反之，以TTXTMM的值赋予TTRXTM1；

• 后半部分，由于LPRESET这个拐脚一直为零，则这个块的输出TTRXTMR1其实就等于CMD这个拐脚的值，就是TTRXTM1；这个块还限了温匹设定值的上下限，1200-700℉

5. 案例分析

机组冷态启动，04:10 机组点火，04:38 并网，04:44 投入温度匹配，4分钟后 #11机逆功率动作，机组解列。

机组投温度匹配时，燃机控制由当时的TNR逐渐下降到TNKTML（TNR控制限值）对应的100.4%。

TNR下降到100.4%时，FSR下降到23.965%。此时对应的电网周波/燃机转速为3001.8，此时燃机负荷10.83MW。

随后242秒，相关运行参数变化情况如下：

1、GE重新核对了相关控制逻辑，确认该部分的控制逻辑是正确的。

2、对于DLN2.6+系统，由于包含了Opflex加强瞬态稳定系统，温度匹配期间，燃机控制更趋稳定以及不受电网频率的影响，因此FSR燃料量是没有变化的，故机组的负荷由于IGV角度的增加和排气温度的降低形成一个斜线下降的趋势。

3、电网周波高，导致并网时负荷较低，之后的负荷下降导致了逆功率动作。

4、由于2.6+的改造，阀门特性改变，温度匹配期间相同的FSR通过的天然气流量明显少于2.0+。

6、得出结论

冷态启动缸温低，TNR至100.4%时，温度匹配投入，燃机的TNR限定在100.4%，此时的FSR由于电网高周波的影响被限定在较小值23.965%，机组负荷仅10.83MW。随着IGV开大，燃烧模式处于3.0模式下，燃烧温度降低，导致温度匹配期间出现了16MW的负荷降低，逆功率动作。

7、事件处理

1、把TNKTML（TNR控制限值）常数增加到100.5%，使温度匹配期间转速基准适当提升。以避免逆功率的发生。

关于TNR与FSR之间的联系:

TNR——TNH，通过转速基准与实际转速之间的偏差来求得FSRNX的值，所谓的有差调节；

FSRNX=(TNR-TNH)*FSKRN2+FSKRN1

FSRN计算得到CA_FSRCMBC（联合循环FSR指令），最终得到FSR。

2.通过改变控制常数FSKRN1（逐步提升到23.75%），然后保持机组FSNL全速空载状态较长时间，使转速TNH维持在100.3%~100.4% （达到3009rpm）。避免逆功率的发生。

参考文献：1、电厂规程 2、燃气轮机机组控制逻辑