氢混燃气轮机燃烧自动调整方法、装置、电子设备及介质与流程

本发明涉及燃气轮机，尤其涉及一种氢混燃气轮机燃烧自动调整方法、装置、电子设备及介质。

背景技术：

1、氢混燃气轮机在使用天然气作为燃料的基础上，能够以部分比例掺氢甚至在纯氢燃料下运行，结合绿电制氢场景能够实现低碳及零碳发电，对构建新型电力系统有重要意义。

2、然而氢气的引入使火焰传播速度更快，点火延迟更短，燃烧特性也发生了变化，更容易引起热声振荡，同时氢气的火焰温度比天然气更高，这也导致氢混燃机的nox排放浓度更高，需要通过燃烧调整的方式使得燃烧脉动、燃烧稳定性、燃烧排放等指标符合要求。

3、cn103410618a公开了燃气轮机干式低nox燃烧调整方法，该方法根据对燃烧状况的分析，通过对控制常数的调整来实现对dln-2+燃烧系统的d5、pm1、pm4以及清吹空气控制值进行实时调整，直至燃烧动态压力监测结果和nox、co排放都处于合适的数值。通过该方法可以对采用预混燃烧技术的现代燃气轮机进行燃烧优化调整，改善其运行状态，提高运行稳定性，减轻对燃机热部件的损伤。避免由于热值变化、环境温度变化对燃气轮机运行的影响。

4、cn117028036a公开了一种燃气轮机燃烧调整的方法及系统，该方法结合机组不同负荷工况下蜂鸣、加速度、nox排放数据，通过部分负荷值班燃料量与透平出口温度otc粗调，基本负荷下值班燃料量与otc粗调、不同负荷下值班燃料量与otc波动试验以及负荷摆动试验，最终实现机组的安全稳定、低污染排放运行。

5、cn108506098a公开了一种燃气轮机燃烧优化控制调整系统及调整方法，首先判断是否燃机必须进行燃烧优化控制调整，在确定机组必须进行燃烧优化调整后，确定燃机燃烧参数有效运行边界范围；其次收集不同环境温度下机组在进入温控满负荷时的各项参数值，并比对燃气轮机燃烧参数有效运行边界范围来分析燃烧偏离原因，确定各燃料调节阀的调整方式并实时在线调整燃空当量比；最后进行燃机负荷的升、降过程，在线调整修正各燃料调节阀的开度值，如此反复调整直到燃机在当时环境条件下运行在最佳状态。

6、但上述燃气轮机燃烧调整的方法还存在自动调整反应较慢，调整不及时等问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种氢混燃气轮机燃烧自动调整方法、装置、电子设备及介质，根据燃气轮机掺氢比例对预设燃料分配比例进行修正，得到氢混基准燃料分配比例；依据燃烧特征参数对氢混基准燃料分配比例进行步进式闭环优化，直到燃烧特征参数处于限制值范围以内，输出氢混最终燃料分配比例，实现氢混燃气轮机的燃烧快速自动调整；当燃烧特征参数经过上述燃烧调整后仍然超过限值，发出燃机报警或保护信号，保障了氢混燃气轮机的安全稳定运行。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种氢混燃气轮机燃烧自动调整方法，所述氢混燃气轮机燃烧自动调整方法包括如下步骤：

4、(1)获取燃气轮机当前的掺氢比例和燃烧特征参数；所述燃烧特征参数包括热振荡峰值燃烧脉动压力、冷振荡峰值燃烧脉动压力、nox排放浓度和co排放浓度；

5、(2)根据燃气轮机掺氢比例对预设燃料分配比例进行修正，得到氢混基准燃料分配比例；

6、(3)依据燃烧特征参数对氢混基准燃料分配比例进行步进式闭环优化，直到燃烧特征参数处于限制值范围以内，输出氢混最终燃料分配比例；

7、(4)当燃烧特征参数经过上述燃烧调整后仍然超过限值，发出燃机报警或保护信号。

8、本发明所述的氢混燃气轮机燃烧自动调整方法通过获取燃气轮机当前的掺氢比例和燃烧特征参数后，根据燃气轮机掺氢比例对预设燃料分配比例进行修正，得到氢混基准燃料分配比例；之后依据燃烧特征参数对氢混基准燃料分配比例进行步进式闭环优化，直到燃烧特征参数处于限制值范围以内，输出氢混最终燃料分配比例；当燃烧特征参数经过上述燃烧调整后仍然超过限值，发出燃机报警或保护信号。本发明实现了氢混燃气轮机的燃烧自动调整以及报警保护，保障了氢混燃气轮机的安全、稳定、环保运行，适合大范围推广应用。

9、优选地，步骤(1)所述掺氢比例为氢气和天然气的混合燃料中氢气占混合燃料的体积含量，取值范围为0％～100％，例如可以是0％、10％、30％、50％、80％、90％或100％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

10、优选地，步骤(2)所述预设燃料分配比例包括掺氢比例为0％时，燃气轮机天然气燃料量在n路燃料支路中预先设定的每一路分配占比，其中n为燃气轮机燃料分配的总管路数，取值范围为2～6，例如可以是2、3、4、5或6等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

11、优选地，步骤(2)所述氢混基准燃料分配比例包括掺氢比例>0％后，燃气轮机氢气混合燃料量在n路燃料支路中修正计算后的每一路分配占比。

12、优选地，步骤(3)所述氢混最终燃料分配比例包括根据燃烧特征参数进行闭环优化后，燃气轮机氢气混合燃料量在n路燃料支路中的每一路分配占比。

13、优选地，步骤(3)所述燃烧特征参数的限制值包括：热振荡峰值燃烧脉动压力<5psi，例如可以是4.9psi、4.5psi、4psi、3psi、1psi或0.5psi等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；

14、冷振荡峰值燃烧脉动压力<5psi，例如可以是4.9psi、4.5psi、4psi、3psi、1psi或0.5psi等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

15、优选地，步骤(3)所述燃烧特征参数的限制值包括：nox排放浓度<30ppm，例如可以是29ppm、25ppm、20ppm、15ppm、10ppm或1ppm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；

16、co排放浓度<40ppm，例如可以是39ppm、35ppm、29ppm、25ppm、20ppm、15ppm、10ppm或1ppm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

17、作为本发明优选的技术方案，所述氢混燃气轮机燃烧自动调整方法包括如下步骤：

18、(1)获取燃气轮机当前的掺氢比例和燃烧特征参数；所述燃烧特征参数包括热振荡峰值燃烧脉动压力、冷振荡峰值燃烧脉动压力、nox排放浓度和co排放浓度；所述掺氢比例为氢气和天然气的混合燃料中氢气占混合燃料的体积含量，取值范围为0％～100％；

19、(2)根据燃气轮机掺氢比例对预设燃料分配比例进行修正，得到氢混基准燃料分配比例；所述预设燃料分配比例包括掺氢比例为0％时，燃气轮机天然气燃料量在n路燃料支路中预先设定的每一路分配占比，其中n为燃气轮机燃料分配的总管路数，取值范围为2～6；所述氢混基准燃料分配比例包括掺氢比例>0％后，燃气轮机氢气混合燃料量在n路燃料支路中修正计算后的每一路分配占比；

20、(3)依据燃烧特征参数对氢混基准燃料分配比例进行步进式闭环优化，直到燃烧特征参数处于限制值范围以内，输出氢混最终燃料分配比例；所述燃烧特征参数的限制值包括：热振荡峰值燃烧脉动压力<5psi；冷振荡峰值燃烧脉动压力<5psi；nox排放浓度<30ppm；co排放浓度<40ppm；

21、(4)当燃烧特征参数经过上述燃烧调整后仍然超过限值，发出燃机报警或保护信号。

22、第二方面，本发明还提供一种氢混燃气轮机燃烧自动调整装置，该装置包括：

23、数据获取模块，用于获取燃气轮机当前的掺氢比例和燃烧特征参数；

24、第一燃烧调整模块，用于根据掺氢比例修正得到氢混基准燃料分配比例；

25、第二燃烧调整模块，用于使用燃烧特征参数对氢混基准燃料分配比例进行步进式闭环优化，生成氢混最终燃料分配比例；

26、报警保护模块，用于根据当前燃烧特征参数判断机组所处状态，对氢混燃气轮机进行报警和保护。

27、本发明所述的氢混燃气轮机燃烧自动调整装置结构设计合理，实现了氢混燃气轮机的燃烧自动调整以及报警保护，保障氢混燃气轮机的安全、稳定、环保运行。

28、第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的氢混燃气轮机燃烧自动调整方法。

29、第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的氢混燃气轮机燃烧自动调整方法。

30、作为本发明优选的技术方案，

31、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

32、本发明提供的氢混燃气轮机燃烧自动调整方法设计合理，调整迅速，根据燃烧特征参数对氢混基准燃料分配比例进行步进式闭环优化，生成氢混最终燃料分配比例；并根据燃烧特征参数判断机组当前所处状态，对氢混燃气轮机进行报警和保护，实现了氢混燃气轮机的安全、稳定、环保运行。