一种燃气轮机控制系统、燃气轮机燃烧特性优化方法及其系统与流程

本发明涉及燃气轮机发电，具体涉及一种燃气轮机控制系统、燃气轮机燃烧特性优化方法及其系统。

背景技术：

1、重型发电用燃气轮机因其启停快、升降负荷迅速等优势往往承担着用电调峰任务，以满足日常用电高峰期间所需电量，是发电系统中不可或缺的一环。为确保燃气轮机正常工作，通常需进行大、中、小修及季节性燃烧调整，以及燃烧器更换后的燃烧调整，调节燃料流量配比，以使不同类型喷嘴中的燃料流量、燃料/空气配比达到适宜状态，进而确保燃烧压力脉动、加速度、氮氧化物排放及透平排气温度等燃烧特性参数处于燃烧稳定边界内。通常情况下，燃烧调整后只保留一组设定参数，该组参数能够使上述燃烧特性整体处于稳定状态，而非某一燃烧特性处于最优状态，即相互妥协的结果，燃气轮机将以此特定参数持续运行。当某一燃烧特性参数变得异常时，若无法及时消除，燃气轮机透平保护系统有可能进行保护动作使其跳机，严重影响燃机安全稳定运行。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种燃气轮机控制系统、燃气轮机燃烧特性优化方法及其系统，以解决燃烧特性参数异常无法及时消除的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种燃气轮机燃烧特性优化方法，包括：

3、获取燃烧调整期间燃料流量配比、所述燃料流量配比工况下的燃烧特性以及所述燃料流量配比工况下的燃烧稳定裕度；

4、在所述燃烧稳定裕度满足预设要求时，查找其对应的所述燃料流量配比以及所述燃烧特性，制定燃机运行期间燃烧特性优化方案；

5、根据燃机运行期间燃烧特性异常类型，执行相应的燃烧特性优化方案。

6、在一种可选的实施方式中，在所述燃烧稳定裕度满足预设要求时，查找其对应的所述燃料流量配比以及所述燃烧特性，制定燃机运行期间燃烧特性优化方案，包括：

7、在所述燃烧稳定裕度满足预设要求时，查找燃烧压力脉动最稳定时对应的燃料流量配比，将所述燃料流量配比定为燃机运行期间燃烧压力脉动优化方案；

8、在所述燃烧稳定裕度满足预设要求时，查找加速度最低时对应的燃料流量配比，将所述燃料流量配比定为燃机运行期间加速度优化方案；

9、在所述燃烧稳定裕度满足预设要求时，查找氮氧化物排放最低时对应的燃料流量配比，将所述燃料流量配比定为燃机运行期间氮氧化物排放优化方案；

10、在所述燃烧稳定裕度满足预设要求时，查找透平排气温度分散度保持最均匀且透平排气温度不超过预设排气温度时对应的燃料流量配比，将所述燃料流量配比定为燃机运行期间透平排气温度优化方案。

11、在一种可选的实施方式中，所述根据燃机运行期间燃烧特性异常类型，执行相应的燃烧特性优化方案，包括：

12、当燃机运行期间燃烧压力脉动异常时，执行燃烧压力脉动优化方案；

13、当燃机运行期间加速度异常时，执行加速度优化方案；

14、当燃机运行期间氮氧化物排放异常时，执行氮氧化物排放优化方案；

15、当燃机运行期间透平排气温度异常时，执行透平排气温度优化方案。

16、在一种可选的实施方式中，燃气轮机燃烧特性优化方法还包括：每次燃烧调整后，均进行燃料流量配比、所述燃料流量配比工况下的燃烧特性以及所述燃料流量配比工况下的燃烧稳定裕度的更新。

17、第二方面，本发明提供了一种燃气轮机燃烧特性优化系统，包括：

18、获取模块，用于获取燃烧调整期间燃料流量配比、所述燃料流量配比工况下的燃烧特性以及所述燃料流量配比工况下的燃烧稳定裕度；

19、查找模块，用于在所述燃烧稳定裕度满足预设要求时，查找其对应的所述燃料流量配比以及所述燃烧特性，制定燃机运行期间燃烧特性优化方案；

20、执行模块，用于根据燃机运行期间燃气轮机燃烧特性异常类型，执行相应的燃烧特性优化方案。

21、在一种可选的实施方式中，所述查找模块，包括：

22、第一查找单元，用于在所述燃烧稳定裕度满足预设要求时，查找燃烧压力脉动最稳定时对应的燃料流量配比，将所述燃料流量配比定为燃机运行期间燃烧压力脉动优化方案；

23、第二查找单元，用于在所述燃烧稳定裕度满足预设要求时，查找加速度最低时对应的燃料流量配比，将所述燃料流量配比定为燃机运行期间加速度优化方案；

24、第三查找单元，用于在所述燃烧稳定裕度满足预设要求时，查找氮氧化物排放最低时对应的燃料流量配比，将所述燃料流量配比定为燃机运行期间氮氧化物排放优化方案；

25、第四查找单元，用于在所述燃烧稳定裕度满足预设要求时，查找透平排气温度分散度保持最均匀且透平排气温度不超过预设排气温度时对应的燃料流量配比，将所述燃料流量配比定为燃机运行期间透平排气温度优化方案。

26、第三方面，本发明提供了一种燃气轮机控制系统，包括上述第二方面或其对应的任一实施方式的燃气轮机燃烧特性优化系统。

27、在一种可选的实施方式中，所述燃气轮机燃烧特性优化系统与所述燃气轮机控制系统交互通讯。

28、第四方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的燃气轮机燃烧特性优化方法。

29、第五方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的燃气轮机燃烧特性优化方法。

30、本发明提供了一种燃气轮机燃烧特性优化方法，包括：获取燃烧调整期间燃料流量配比、燃料流量配比工况下的燃烧特性以及燃料流量配比工况下的燃烧稳定裕度；在燃烧稳定裕度满足预设要求时，查找其对应的燃料流量配比以及燃烧特性，制定燃机运行期间燃烧特性优化方案；根据燃机运行期间燃烧特性异常类型，执行相应的燃烧特性优化方案。本发明基于燃烧调整期间的参数变动及燃烧特性变动生成优化方案，在某一燃烧特性发生异常时，及时切换至相应燃烧特性优化方案，以恢复异常状况，有利于提升电厂解决突发问题的能力，同时使燃机不会触发保护动作而跳机，避免影响电厂的生产运行，有利于提升电厂的综合效益及运行稳定性。

31、本发明提供了一种燃气轮机燃烧特性优化系统，包括：获取模块，用于获取燃烧调整期间燃料流量配比、燃料流量配比工况下的燃烧特性以及燃料流量配比工况下的燃烧稳定裕度；查找模块，用于在燃烧稳定裕度满足预设要求时，查找其对应的燃料流量配比以及燃烧特性，制定燃机运行期间燃烧特性优化方案；执行模块，用于根据燃机运行期间燃气轮机燃烧特性异常类型，执行相应的燃烧特性优化方案。本发明基于燃烧调整期间的参数变动及燃烧特性变动生成优化方案，在某一燃烧特性发生异常时，及时切换至相应燃烧特性优化方案，以恢复异常状况，有利于提升电厂解决突发问题的能力，同时使燃机控制系统不会触发保护动作而跳机，避免影响电厂的生产运行，有利于提升电厂的综合效益及运行稳定性。

32、本发明提供了一种燃气轮机控制系统，将燃气轮机燃烧特性优化系统增添于燃气轮机控制系统中，通过与燃气轮机燃烧特性优化系统交互通讯，在某一燃烧特性发生异常时，获取燃气轮机燃烧特性优化系统发送的优化指令，调节当前燃料流量配比，以优化当前燃机的工作状态。为燃气轮机控制系统提供应急操作，显著提升了燃机运行稳定性、灵活性，同时提高电厂供电水平及综合效益。