《重型燃气轮机高稳定性低NOx燃烧关键技术研究及应用》

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一、项目所属科学技术领域:该项目为重型燃气轮机高稳定性低NOx燃烧关键技术的开发,属于动力工程技术领域。

随着市场对燃气轮机排放要求愈来愈严苛,燃烧技术的不断更新升级便成为机组性能提升的关键突破点。该项目在现行的F级燃烧器的技术基础上,通过现有的数值模拟手段可以获得部分关键燃烧特性;通过冷态试验、常压试验、高压燃烧试验获得点火特性、排放特性、热声振荡特性等关键性能。

二、主要技术创新:该项目获得F级重型燃机高稳定性低排放燃烧器设计方案;实现重型燃气轮机燃烧室低Nox排放技术攻关;突破重型燃气轮机高效燃烧技术升级改造瓶颈;并在重型燃气轮机燃烧热声稳定性技术攻关方面取得显著成绩。该项目在实施过程中,注重企业技术开发管理体系建设,在互联网+的时代背景下,将信息化体系建设引入到技术开发中来,项目实施中规范设计标准、创新开发工具、设计试验验证准则,形成了集实验室、研发中心、示范基地、中心线、生产线为一体的燃烧技术开发体系。

项目总体目标为重点攻关F级重型燃机的先进燃烧关键技术,满足燃烧稳定性、燃料多样性等需求,通过方案设计、3D数值仿真计算、试验验证,掌握燃烧效率≥99%,NOx≤25ppm的高效低排放燃烧关键技术,完成了新一代高稳定性低NOx排放燃烧器的技术开发、样件研制、试验验证及热端部件加工工艺及制造工艺体系建设等十余项技术攻关。全面掌握燃机高温部件核心技术,取得多项发明专利,自主研制的新型燃烧器已实现成果向产品转化并已中标多个燃机项目。主要解决了以下问题:

1)高功率下有效降低NOx排放的双路可调径向燃料分级预混燃烧技术;

2)基于湍流机理的径向和轴向CBO喷气降低排放技术;

3)调研现行电厂燃料成分波动情况,采集燃机电厂的关键运行参数,分析燃料成分变动对机组运行影响;

4)开展燃烧试验,研究燃烧器点火、回火、燃烧稳定性和污染物排放等性能。

三、应用情况及经济效益:完成F级燃气轮机高稳定性超低排放燃烧器的研制,在满足环保要求下将联合循环效率提升0.26%,出力提升14.4MW,大大增强产品在市场上的竞争力。项目中新开发的高稳定性低Nox排放燃烧器的技术,取得多项发明专利,自主研制的新型燃烧器已实现成果向产品转化并已中标多个燃机项目。该技术应用情况如下:

1、重型燃气轮机高稳定性低Nox燃烧关键技术已投入使用于中电四会2X400MW级热电冷联产项目,2015年12月9日开始执行,采用310MW先进F级AE94.3A燃气轮机及其配套联合循环设备,机组中使用了先进F级高稳定性低NOX燃烧关键技术,包括燃烧器、燃料系统、燃料喷射控制系统等定制模块,配合多维度燃烧调整来匹配高稳定性、低排放的要求。

2、截止2016年,共销售配备了新型超低排放燃烧器的大F机组3台,分别是奉贤二期一台机组,镇江两台机组。

成果说明

重型燃气轮机高稳定性低 NOx燃烧关键技术已投入使用于工程投标,增强了上海电气在燃机技术领域的竞争力,推进了上海电气工程产业向海内外市场的拓展。 1)重型燃气轮机高稳定性低 NOx燃烧关键技术已投入使用于中电四会2X400MW级热电冷联产项目,2015年12月9日开始执行,采用310MW先进 F级 AE94.3A燃气轮机及其配套联合循环设备,机组中使用了先进 F级高稳定性低 NOX燃烧关键技术,包括燃烧器、燃料系统、燃料喷射控制系统等定制模块,配合多维度燃烧调整来匹配高稳定性、低排放的要求。 2)

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