燕金栋

(广东惠州天然气发电有限公司，广东 惠州 516082)

基于SIS的叶片通道温度分析系统研究

燕金栋

(广东惠州天然气发电有限公司，广东 惠州 516082)

简要介绍了M701F型燃机燃烧器的结构和燃烧监视情况，分析了原有燃烧监视的不足，提出了基于SIS平台的燃机叶片通道温度在线监视方式，为实时分析燃机燃烧情况提供了有效的手段，提高了机组运行的安全性。

燃机；SIS；叶片通道温度分析系统

1 燃烧器的结构和燃烧监视

三菱M701F型燃机燃烧系统采用环管型布置方式，共有20个干式低NOx燃烧器，沿机组圆周向均匀地斜插入燃烧室外壳里。其中在#8和#9燃烧器上各布置有1个点火器，在#18和#19燃烧器上各布置有2个火焰监测器。

在燃机运行中，主要通过燃烧室压力波动和叶片通道温度(BPT)分散度来监视各燃烧室的燃烧情况，以此侧面反映燃机燃烧室热部件是否正常。燃烧室压力波动的监视由安装在每个燃烧器上的燃烧压力波动传感器和在#3、#8、#13、#18燃烧器上安装的压力波动加速度传感器来实现，叶片通道温度分散度的监视由安装在透平四级动叶后周向布置的20个叶片通道温度测点来实现。值班人员可在监视界面监视上述相关参数的实时变化，当上述参数超过预设的报警值时会发出报警信号，甚至自动降负荷或跳机，以保障设备安全。

2 燃烧监视的不足

在实际的运行过程中，我们发现目前对于燃烧情况的监视仍存在以下不足：(1) 相关参数的报警设置是基于幅值判断，也就是说只有超过限值才会报警，没有达到限值则不会报警，对限值范围内的变化无法报警提示；(2) 需要监视的参数点相对较多，且各参数随燃机负荷变化大；(3) 监视系统的历史数据记录是基于时间线，对燃机不同负荷的特性表征不明显；(4) 监视系统的历史数据记录时间有限，不便于对比分析。

3 基于SIS的叶片通道温度分析系统

为了更好地监视燃机的燃烧情况，更及时地发现燃机热部件异常，我们分析认为有必要加强对于燃烧相关参数的监视。通过对长期稳定运行燃机叶片通道温度的分析，我们发现稳定运行期间的燃机叶片通道温度与燃机负荷存在着对应关系，利用散点图可更直观地判断叶片通道温度分散度的变化情况，同时考虑到对历史数据的选择分析，基于厂级监控信息系统(SIS)的燃机叶片通道温度分析成为了一个很好的解决方法。

燃机叶片通道温度实时分析系统软件模型如图1所示。该系统建立在SIS系统之上，现场采集的生产实时数据被统一传送到SIS数据库中存储，温度分析系统从中提取所需数据，存储于其独立数据库，该数据库同时实现对历史分析数据和系统配置数据的存储。系统管理员可以通过管理工具来访问分析系统数据库，进行系统管理和异常数据修正等工作。

图1 BPT分析系统软件模型

4 BPT分析系统的实际应用

为了验证BPT分析系统对燃烧情况的监视效果，我们选取了某M701F型燃机的一次异常事件。在该燃机定检时，发现固定燃烧器旁路弯管的螺栓和螺母出现了脱落，并对透平内部产生损伤，而在此前的机组运行中并未发现燃烧室压力波动和叶片通道温度分散度的异常报警。利用BPT分析系统，我们对此前燃机运行的历史数据进行了分析。分析结果显示，在螺栓脱落前后#2、#9、#19 BPT的分散度都未超过报警值，但不同负荷对应的具体值却发生了明显变化，具体结果如图2所示。其中，浅色为螺栓脱落前的BPT分散度散点图，深色为螺栓脱落后的BPT分散度散点图。

图2 螺栓脱落前后#2、#9、#19 BPT分散度散点图

目前，通过对燃机历次检修和燃烧调整后典型工况的选取，我们利用该系统建立了燃机BPT分散度散点图库，不仅实现了燃机BPT分散度实时数据与最近一次典型工况的实时比对，也为我们分析燃机运行特性提供了帮助。

5 结语

基于SIS的叶片通道温度分析系统充分发挥了SIS系统在数据存储方面的优势，在此基础上对燃机燃烧情况提供了更加有效的监视方式。今后，我们将考虑选取轴承振动、发电机定子绕组温度等类似特点的参数，继续丰富机组运行实时分析监视手段，提高机组运行的安全性。

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2014-09-01

燕金栋(1982—)，男，山东人，集控运行工程师，主要从事发电厂运行工作。