水电之家讯：导读：介绍了GE公司的6F.01燃气轮机及其主要技术特点，阐述了在6F.01 燃气轮机上应用的DLN 2.5H燃烧系统的各种燃烧模式，并与GE公司其它的DLN燃烧系统进行了比较，分析了各个DLN燃烧系统在燃烧室结构、喷嘴布置及燃烧模式上的主要技术特点和区别。
为了降低NOx排放量，电厂之前普遍采取向燃烧区注水或水蒸汽的措施来降低NOx的排放水平。但随着环保要求越来越严格，通过注水或水蒸汽来进一步降低NOx排放水平，会对燃气轮机的性能、部件寿命及检修间隔等产生较大的负面影响，并且CO和UHC( 未完全燃烧碳氢化合物) 等污染物的排放量开始大幅增加。基于这些因素，各大燃气轮机生产厂商开始寻求其它NOx排放控制技术，目前广泛采用的是干式低NOx(DLN)燃烧技术，即通过对燃气轮机燃料和空气的预混，并合理控制掺混比例，使燃烧室内进行贫燃料燃烧，且燃烧火焰面温度低于1650 ℃ (空气里N2氧化生成NOx的起始温度)，从而控制NOx排放。
1 GE公司6F.01燃气轮机简介
GE公司地面发电用燃气轮机以7系列燃气轮机为基础，模化发展出6系列和9系列燃气轮机，涵盖了各个功率等级。源自GE大量的运行经验和技术，6F.01燃气轮机应运而生，其在热力回收应用领域提供低成本发电产品，包括针对流程工业的热电联供，市政区域供热和中型联合循环电网支持。
6F.01燃气轮机即最早于2004 年在土耳其安装运行的6C燃气轮机(即6FA.03)，该型燃气轮机在6B燃气轮机技术的性能和经验基础上又发展了一步，是GE公司F级技术经验在40MW燃气轮机上的运用成果。它吸取了F级技术的燃料适应性广、可靠性高、可用性强、可维护性好等特点。6C燃气轮机设计功率为42MW，在通过一系列的系统升级和冷却密封等技术的研发改进后重新命名为6F.01，原机型已经累计运行超过11万小时。
6F.01燃气轮机燃烧温度达1370 ℃，透平排气温度602 ℃，单机输出功率51MW，热效率38%;“1 + 1”联合循环输出功率75 MW，热效率接近56%，是迄今为止100MW以下燃气轮机在联合循环领域可以企及的最高效率。和6C相比，6F.01燃气轮机出力增加，热效率提高，联合供热后效率更可超过80%。
6F.01燃气轮机的技术特点如下:
燃气轮机和辅机模块化设计，易于安装、调试、检修和维护，配备50/60Hz高效率负荷齿轮箱，Mark VIe控制系统。
12级轴流压气机，全三维气动设计，3级进口可调导叶，压比20.7，贯穿拉杆螺栓结构，所有叶片现场可换。
6个环管型燃烧室，先进DLN 燃烧系统，NOx排放的体积分数为25ppm，燃烧室设置了检修人孔，过渡段和火焰筒的检修更换无需开缸。
3级高效率透平，全三维气动设计，第1级动叶采用了单晶材料，其余动叶和静叶为定向结晶和等轴结晶材料，采用先进的冷却和分配技术，贯穿拉杆螺栓结构。
2 DLN 2.5H燃烧系统
2.1 烧天然气的DLN 2.5H燃烧系统和运行模式
6F.01燃气轮机采用DLN 2.5H燃烧系统，是GE公司2000年以来开发的新型DLN燃烧系统，最初是针对蒸汽冷却的H级燃气轮机设计的，现主要应用在7H、9H 和52E 燃气轮机上。DLN 2.5H燃烧室的喷嘴布置如图1所示。
6F.01燃气轮机DLN 2.5H燃烧系统采用“4+1”喷嘴布局，即4个外围喷嘴加1个中心喷嘴，3套天然气燃料管路(D5、PM1、PM4)，管路说明见表1。
DLN 2.5H燃烧系统烧天然气的运行模式如下:
扩散燃烧模式D5: 气体燃料直接通向燃烧室的扩散通道D5，从点火到部分额定转速的过程中采用该模式。
子先导预混燃烧模式D5+PM1:气体燃料通向燃烧室的扩散通道D5和预混通道PM1，从部分额定转速到低负荷之间采用这种模式。
预混燃烧模式PM1+PM4:气体燃料全部喷入每个燃烧室的预混通道PM1和PM4。在这个燃烧模式下，调高PM1喷口的燃料进气量有助于扩大低负荷运行范围。各个喷口的配气比例仅根据燃烧基准温度TTRF来调整。从中等负荷到基本负荷之间采用该模式且机组排放符合相关环保规定。
先导预混燃烧模式D5+PM1+PM4:气体燃料全部喷入每个燃烧室的预混通道PM1、PM4和扩散通道D5。该模式下D5通道配气量是关键，为了避免振荡燃烧，尽可能多的气体燃料通入扩散通道D5，剩下的气体燃料通入各预混通道且仅维持预混通道里的气体燃料压比稍高于最小压比。从中等负荷到基本负荷之间作为备用燃烧模式被采用，该模式下机组的排放不满足相关环保规定。
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