燃氣輪機控制系統(tǒng)課件

聯(lián)合循環(huán)機組控制和調(diào)節(jié)概述燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組的控制系統(tǒng)以簡單循環(huán)燃氣輪機控制系統(tǒng)為核心，在此基礎上增加對余熱鍋爐和蒸汽輪機的控制系統(tǒng)，以及發(fā)電機組的一些輔機和輔助設備、電廠的一些共用系統(tǒng)、各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制等所需要的控制設備構成。各控制系統(tǒng)與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組受控對象的關系聯(lián)合循環(huán)機組控制和調(diào)節(jié)概述燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組的1MarkVI

控制系統(tǒng)網(wǎng)絡結構MarkVI控制系統(tǒng)網(wǎng)絡結構2MarkVI與DCS之間典型通訊方式MarkVI與DCS之間典型通訊方式3第十一章燃氣輪機控制系統(tǒng)2007-08第十一章2007-084燃氣輪機控制系統(tǒng)概述燃氣輪機主控系統(tǒng)燃氣輪機順序控制系統(tǒng)燃氣輪機的IGV控制系統(tǒng)燃氣輪機的燃料控制系統(tǒng)啟動控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)加速控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)手動FSR控制系統(tǒng)FSR的最小選擇門本章主要內(nèi)容燃氣輪機控制系統(tǒng)概述啟動控制系統(tǒng)本章主要內(nèi)容5一燃氣輪機控制系統(tǒng)概述：功能：使機組盤車把機組帶動到清吹轉(zhuǎn)速、點火，繼續(xù)把轉(zhuǎn)速提升到額定工作轉(zhuǎn)速；控制同期并網(wǎng)，燃氣輪機加負荷滿足工作要求。減小燃氣輪機熱通道部件和輔助部件中的熱應力。四個功能子系統(tǒng)：主控制系統(tǒng)；是控制系統(tǒng)核心部分。能夠?qū)崿F(xiàn)四項基本控制，即設定啟動和正常的燃料極限；控制燃氣輪機轉(zhuǎn)子加速；控制燃氣輪機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；限制透平進口溫度。采用FSR最小選擇門控制燃料輸入。順序控制系統(tǒng)；提供在啟動、運行、停機和冷機期間輪機、發(fā)電機、啟動裝置和輔機的順序控制。監(jiān)測保護系統(tǒng)和其他主要系統(tǒng)；發(fā)出啟停邏輯信號。保護系統(tǒng)；電源系統(tǒng)。一燃氣輪機控制系統(tǒng)概述：功能：四個功能子系統(tǒng)：6GE公司SPEEDTRONICTM的Mark-V數(shù)字控制系統(tǒng)特點：采用當時最新技術：三冗余16位微機控制器、對關鍵控制及保護參數(shù)的三取二表決、軟件容錯技術等；對關鍵控制和保護的測量探頭信號均采用三冗余并由三個處理器分別表決；系統(tǒng)的輸出信號對關鍵電磁閥以繼電器三取二進行表決，對其余觸點輸出信號在邏輯輸出處進行表決；對模擬控制信號，用三線圈伺服閥表決；其他模擬信號采用中選方法表決?！?GE公司SPEEDTRONICTM的Mark-V數(shù)字控制系統(tǒng)7二燃氣輪機主控制系統(tǒng)概述：主控系統(tǒng)是指燃氣輪機的連續(xù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。包括啟動控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、加速控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、停機控制系統(tǒng)、手動FSR控制系統(tǒng)。主控制系統(tǒng)控制燃機燃料消耗率，每個主控系統(tǒng)輸出燃料行程基準（FSR）指令。與每個主控制系統(tǒng)對應的FSR量進入最小選擇門，選出其中最小值作為輸出，在該時刻實際執(zhí)行用的FSR控制信號。二燃氣輪機主控制系統(tǒng)概述：8燃機控制原理示意圖燃機控制原理示意圖9啟動控制系統(tǒng)

功能：僅控制燃氣輪機從點火開始到啟動程序完成過程中的燃料量，對應燃料行程基準為FSRSU。啟動過程中燃料需要量受壓氣機喘振及熄火極限或零功率所限?？紤]燃氣輪機溫度變化不能產(chǎn)生太高應力，需選用合理的FSRSU。屬于開環(huán)控制，根據(jù)程序系統(tǒng)邏輯信號分段輸出預設FSRSU。啟動控制系統(tǒng)功能：10燃機啟動FSRSU控制曲線燃機啟動FSRSU控制曲線11

工作過程與控制算法點火：20%額定轉(zhuǎn)速，L14HM=1L83SUFI=1FSKSU_FI與CQTC相乘賦給FSRSU建立點火FSR值點火成功標志：至少兩個火焰檢測器檢測到火焰并超過2秒；所有四個火焰檢測器均檢測到火焰。工作過程與控制算法點火：20%額定轉(zhuǎn)速，L14HM=112暖機：點火成功后：L83SUFI=0L83SUWU=1FSRSU=FSKSU_WU，建立暖機值暖機FSRSU較點火FSRSU低，其間過渡采用一階濾波器，時間常數(shù)為FSKSU_TC。暖機過程中FSRSU保持不變；轉(zhuǎn)速逐漸上升，燃料流量隨之緩慢增加，透平逐漸被加熱。暖機持續(xù)60秒后結束，給出暖機完成邏輯L2WX=1.暖機：點火成功后：L83SUFI=0FSRSU=FSKSU_13加速：暖機結束后：L2WX=1L83SUAR=1FSRSU以FSKSU_IA為斜率進行增加，燃氣輪機轉(zhuǎn)速逐步提高。FSRSU=FSKSU_ARRISING=1切斷積分器輸入合閘后，L83SUMX=1FSRSU以FSKSU_IM為斜率進行增加，直到FSRSU=FSRMAX啟動控制系統(tǒng)退出邏輯控制算法保證L83SUFI、L83SUWU、LSUSUAR、L83SUMX在某個時刻只有一項為真。FSRSU輸出的變化必須在主保護允許邏輯L4為真的條件下才能實現(xiàn)。加速：暖機結束后：L2WX=1FSRSU以FSKSU_IA為14轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)是燃氣輪機最基本的控制系統(tǒng)，分為有差控制和無差控制。并網(wǎng)運行應選用有差控制。功能及算法：根據(jù)要求的轉(zhuǎn)速基準信號TNR與實際轉(zhuǎn)速TNH之差，正比例的改變FSR。FSRN:有差轉(zhuǎn)速控制的輸出FSR;FSRN0：額定轉(zhuǎn)速空載的FSR，作為控制常數(shù)存入存貯單元；KDroop：決定有差轉(zhuǎn)速控制不等率的控制常數(shù)。轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)是燃氣輪機最基本的控制系統(tǒng)，分為有差控制和無差控15FSRN由FSRN0增加到額定負荷值FSRNB，轉(zhuǎn)速變化量為額定負荷條件下(TNR-TNH)，有差轉(zhuǎn)速控制不等率為：轉(zhuǎn)速基準TNR信號增減，機組靜態(tài)特性做上下平移。機組尚未入網(wǎng)，輪機轉(zhuǎn)速TNH隨之改變；機組入網(wǎng)則改變機組出力。FSRN由FSRN0增加到額定負荷值FSRNB，轉(zhuǎn)速變化量為16轉(zhuǎn)速基準TNR由中間值選擇輸出；最大限制值為107%n0，保證電網(wǎng)頻率高達103%時，機組仍能帶滿負荷。超速試驗上限為113%。最小限制值由邏輯信號L83TNROP決定。L83TNROP=1，STARTUP進入中間值選擇，作為下限。L83TNROP=0，OPERATING進入中間值選擇作為下限。TNR升降由數(shù)字積分器控制。由邏輯信號控制積分速率和積分方向。工作過程啟動完成，L83TRESI=1，TNR=PRESET=100.3%以備并網(wǎng)。并網(wǎng)后L83TRESI=0。并網(wǎng)后通過改變TNR增減機組出力；發(fā)電機斷路跳閘，L83TRESI=1，TNR=100.3%，為下次并網(wǎng)做準備。轉(zhuǎn)速基準TNR由中間值選擇輸出；工作過程17加速控制系統(tǒng)工作原理：對實際轉(zhuǎn)速信號TNH對時間求導，計算轉(zhuǎn)子角加速度TNHA。如TNHA超過給定基準TNHAR，則減小加速控制FSRACC。如TNHA小于給定值，則不斷增大FSRACC，迫使加速控制系統(tǒng)退出。僅限制轉(zhuǎn)速增加的動態(tài)過程的加速度，對穩(wěn)態(tài)及減速過程不起作用。加速控制作用的兩個加速過程燃機突然甩負荷后幫助抑制動態(tài)超速。啟動過程中限制輪機加速率，以減小熱部件的熱沖擊。轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)輸出FSRN=(TNR-TNH)×FSRN2+FSRN1。啟動過程中FSRN總是大于FSKRN1。在運行轉(zhuǎn)速附近通過加入加速度控制限制加速度，延緩到達運行轉(zhuǎn)速的加速過程，間接抑制溫度上升，緩和啟動結束階段溫度變化。加速控制系統(tǒng)工作原理：加速控制作用的兩個加速過程18加速控制算法：經(jīng)中間值選擇門輸出FSRACC信號；三個輸入：

FSRMAX-給定的最大極限；

FSRMIN-可變的最小極限FSR值。啟停過程不同階段所給定的限 制曲線，經(jīng)壓氣機進氣溫度修正系數(shù)CQTC修正后輸出。防止 過渡過程燃燒室貧油熄火。通過一系列運算后經(jīng)加法器的輸入。加速控制算法：19

啟動過程中TNHAR的獲取是燃氣輪機轉(zhuǎn)速TNH的函數(shù)。

TNHAR應能產(chǎn)生溫和上升的點火溫度；低轉(zhuǎn)速時慢慢上升；到達設計 轉(zhuǎn)速較快上升。接近滿速時減小，以利于向全速空載過渡而不超 調(diào)；到達全速后，加速基準被設定為常數(shù)TAKR1，防止在甩負 荷或其他擾動是超速。點火和暖機期間選擇固定基準，防止加速控制進入FSR控制。啟動過程中TNHAR的獲取20溫度控制系統(tǒng)引入溫度控制保證承受高溫、高速部件在安全環(huán)境下工作。功能：燃氣溫度超過允許值時，發(fā)出信號去減少燃料量。必要時（尖峰運行和尖峰超載運行），可逐漸提高溫度限制值。和超溫保護系統(tǒng)一起，在各通道所測溫度值的差額超過某一定值時發(fā)出警報。

控制原理工作溫度高，無法測量；通常通過測量透平排氣溫度和壓氣機出口壓力，計算得到工作溫度。溫度控制簡化原理圖溫度控制系統(tǒng)引入溫度控制保證承受高溫、高速部件在安全環(huán)境下工21

經(jīng)算法處理后代表溫度反饋的計算排氣溫度平均值TTXM與溫控基準 TTRX在減法器相減。差值與FSR在加法器中相加之和作為中間值選 擇的一個輸入。另外兩個輸入為FSRMAX和FSRMIN，代表中間值選擇設置的最大和最 小值極限。排氣溫度超過溫控基準，F(xiàn)SRT<FSR，溫度控制系統(tǒng)進入控制，每一個 采樣周期FSR減小一個TTRX-TTXM，直到為零。排氣溫度低于溫控基準，F(xiàn)SRT被最小選擇門阻止，溫控系統(tǒng)退出控制。排氣溫度隨負荷增加而升高，通常在最大功率附近進入溫度控制。并網(wǎng)機組 提高轉(zhuǎn)速基準TNR增加功率，到一定值時，進入溫度控制。若再提高 TNR，F(xiàn)SRN為最小選擇門所阻止，轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)退出。經(jīng)算法處理后代表溫度反饋的計算排氣溫度平均值TTXM與22排氣溫度信號處理采用18或24對熱電偶測量排氣溫度；熱電偶輸出信號接入<R>模塊的TBQA卡，再分別送到<R>、<S>、<T>的TCQA卡，卡件提供冷端補償和熱電偶異常偏置信號。最后得到反映排氣溫度的TTXD向量。1、4、7……..22<R>TTXDR2、5、8……..23<S>TTXDS3、6、9……..24<T>TTXDT

各控制機把溫度信號按實際位置排列成TTXD1_n；再按從高到低順序編排新的向量TTXD2_n，直接送往燃燒監(jiān)測保護。

TTXD2_n剔除故障熱電偶信號，再去除最高值和最低值后，對剩余溫度信號進行平均得到TTXM。排氣溫度信號處理1、4、7……..22<R>23溫度控制基準溫控基準隨環(huán)境溫度而變化。等排氣溫度溫控線；TTKn_I=常數(shù)壓氣機排氣壓力CPD偏置溫控線TTRXP=TTKn_I-[CPD-TTKn_C]×TTKn_SFSR或DWATT偏置溫控線。TTRXS=TTKn_I-[FSR-TTKn_K]×TTKn_M或TTRXS=TTKn_I-[DWATT-TTKn_LD]×TTKn_LGMark-V選取三種溫控線中最小值作為實際執(zhí)行的溫控基準TTRX。 通常TTRXP被選出，稱作主工作溫控基準或執(zhí)行溫控基準， TTRXS為后備溫控基準，TTKn_I僅在很高環(huán)境溫度下或啟動 時可能被選出。溫度控制基準Mark-V選取三種溫控線中最小值作為實際執(zhí)行24

CPD信號丟失故障： 機組全速后，壓氣機出口壓力信號低于運行轉(zhuǎn)速計算的最小值，這 一故障以CPD信號丟失報警。允許備用溫度偏置在接近額定燃燒 基準溫度運行，至故障排除。CPD信號丟失故障：25實際算法軟件中還要考慮壓氣機進口溫度修正CT_BIAS和蒸汽噴注降 低NOx溫度控制補償WQJG，溫控基準計算方法需進行修正。CPD偏置：TTRXP=TTKn_I-[CPD-TTKn_C]×TTKn_S+CT_BIAS+WQJGFSR偏置：TTRXS=TTKn_I-[FSR-TTKn_K]×TTKn_M+CT_BIAS+WQJGDWATT偏置：TTRXS=TTKn_I-[DWATT-TTKn_LD]×TTKn_LG+CT_BIAS+WQJG

三種溫控基準輸入最小值選擇門取出最小值TTR_MIN，經(jīng)微分器得到溫控基 準TTRX變化率，通過中間值選擇門限制溫控基準變化率在TTKRXR1 和TTKRXR2之間，保證TTXM最小，而且不允許有太大變化速率。實際算法軟件中還要考慮壓氣機進口溫度修正CT_BIAS和蒸汽26停機控制系統(tǒng)過程及功能：

操作員選擇STOP命令，控制系統(tǒng)給出停機信號L94X開始。數(shù)字給定點以正常速率下降以減少FSR和負荷，直到逆功率繼電器動作使發(fā)動機斷路器開路，F(xiàn)SR將逐步下降、減速。 通過控制系統(tǒng)控制停機過程中FSRSD的遞減速率來合理控制熱應力的大小。停機控制算法 停機過程中FSRSD漸變速率FSKSDn分別由漸變控制邏輯L83JSD1-L83JSD5和FSRMIN控制。停機FSR曲線停機控制系統(tǒng)停機控制算法停機FSR曲線27

停機邏輯L94X為假，L83SDR為真：主保護L4為真控制邏輯L83JSD1為真FSRSD變化速率為FSKSD1。L4為假L83JSD2為真FSRSD變化速率為FSKSD2。對應失去主保護出現(xiàn)遮斷，較快速率增加FSRSD使其推出控制。FSR鉗位于零。

發(fā)電機斷路器打開：FSRSD以設定速率FSKSD3向下斜降至FSRMIN，F(xiàn)SRSD取代FSRMIN。L60SDM為真，L83JSD3為假：以修正速率斜降至界限值K60RB以下：燃機沒有熄火，L83RB為真，使得L83JSD4為真，F(xiàn)SRSD斜降速率為FSKSD4。火焰檢測器檢測到任意一個失去火焰，延時1秒，控制邏輯L28CAN反轉(zhuǎn)，L83JSD5為真，F(xiàn)SRSD以FSKSD5速率斜降，直到熄火關閉燃料。停機邏輯L94X為假，L83SDR為真：發(fā)電機斷路器28FSRMIN的設置：FSRMIN是持續(xù)維持燃燒室中燃燒的最小流量燃料，設置其是為了確保其他形式的FSR控制不會發(fā)出引起熄火的燃料水平的命令。利用線性插值法計算FSRMIN，是修正轉(zhuǎn)速TNHCOR的函數(shù)。停機過程中，如果發(fā)電機解列后，延時8分鐘機組仍在運行，機組被遮斷；如果熄火前機組轉(zhuǎn)速降到K60RB，延時30秒也將被遮斷。FSRMIN的設置：停機過程中，如果發(fā)電機解列后，延時829手動FSR控制系統(tǒng)一般僅在控制器故障或調(diào)試時使用。也將作為最小選擇門的輸入之一。中間值選擇門輸出為FSRMAN；輸入包括FSRMAX和零，構成FSRMAN的最大和最小極限。第三個輸入信號一般為中間值。FSRMAN<FSRMAX，F(xiàn)SRMAN控制FSR，L60FSRS邏輯置1，發(fā)出通報信號。CLMP功能塊用于限制在手動控制下FSRMAN的增減速率鉗位功能。以FSRMAN1的正負值為上下極限。通電過程put-ini為真，切斷FSRMAN_CMD通過中選門的輸出，手動控制退出。L43FSRS：預置關閉開關邏輯。為真，把當前FSR作為控制信號輸出。手動FSR控制系統(tǒng)中間值選擇門輸出為FSRMAN；通電過程p30FSR最小值選擇門通過最小值選擇門算出六個燃料行程基準中最小的一個賦值給FSR作為選用燃料行程基準。任何時刻只有一個燃料行程基準進入控制。燃機點火，處于啟動控制，其他控制處于退出控制狀態(tài)。 暖機階段，啟動控制處于工作狀態(tài)。 加速階段開始仍由啟動控制控制。FSR按啟動加速速率提升，排氣溫度TTXM和轉(zhuǎn)速TNH隨之上升。到200秒左右，轉(zhuǎn)速控制介入，TNR按啟動速率上升。FSR上升速率較啟動控制系統(tǒng)控制啟動加速FSR上升速率低，啟動控制系統(tǒng)退出控制。再以后可能是轉(zhuǎn)速控制和加速控制的復雜過程。 啟動程序完成，轉(zhuǎn)速保持100.3%，等待并網(wǎng)。 并網(wǎng)運行時，可能受轉(zhuǎn)速控制和溫度控制。溫控系統(tǒng)進入控制后，F(xiàn)SRT不斷減小，轉(zhuǎn)速控制退出，負荷被溫控所限。 上述FSR輸出依賴于主保護邏輯L4為真。一旦為假，燃機遮斷，F(xiàn)SR鉗位于零。FSR最小值選擇門31燃氣輪機控制系統(tǒng)課件32三燃機順序控制系統(tǒng)作用與主控系統(tǒng)和保護系統(tǒng)緊密配合，相互聯(lián)系。燃機接到啟動命令后，按照規(guī)定的啟動程序發(fā)出程序信號，自動啟動啟動機，帶動燃機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動、點火、加速直到額定轉(zhuǎn)速。保證加速安全，使燃機既能較迅速啟動又不能產(chǎn)生太大應力。給出一系列輔機、啟動機和燃料控制系統(tǒng)的順序控制命令。根據(jù)送來的信號進行判斷，及時檢查各有關設備所處狀態(tài)。自動完成停機程序。三燃機順序控制系統(tǒng)作用33轉(zhuǎn)速級邏輯順序控制程序發(fā)出控制指令依賴于燃機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。采用電渦流式磁性傳感器測量轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速達到關鍵值，發(fā)出一系列控制指令使相應設備動作。轉(zhuǎn)速級邏輯34

零轉(zhuǎn)速邏輯L14HR：TNH<=TNK14HR1L14HR=1TNH>=TNK14HR2L14HR=0TNK14HR1：零轉(zhuǎn)速邏輯為真觸發(fā)值；TNK14HR2：零轉(zhuǎn)速邏輯為假釋放值；轉(zhuǎn)速介于觸發(fā)值和釋放值之間，零轉(zhuǎn)速邏輯是真是假要根據(jù)轉(zhuǎn)速變化過程來看。TNH從0.06%n0以下上升，不超過釋放值之前保持為真；高轉(zhuǎn)速下降未到觸發(fā)值之前保持為假。

最小點火轉(zhuǎn)速邏輯14HM：TNH>=TNK14HM1L14HM=1TNH<=TNK14HM2L14HM=0由釋放值以下上升到觸發(fā)值以前，保持為假；由觸發(fā)值以上下降到釋放值之前，保持為真。零轉(zhuǎn)速邏輯L14HR：最小點火轉(zhuǎn)速邏輯14HM：35

加速轉(zhuǎn)速邏輯L14HA：TNH>=TNK14HA1L14HA=1TNH<=TNK14HA2L14HA=0L14HA觸發(fā)主要用于開始FSR加速控制；L14HA的釋放主要用于熱停機過程中使FSR鉗位到零，從而使燃機熄火。

運行轉(zhuǎn)速邏輯L14HS：TNH>=TNK14HS1L14HS=1TNH<=TNK14HS2L14HS=0L14HS為真，表示啟動程序已經(jīng)完成，從而關閉壓氣機放氣閥，停運交流潤滑油泵等輔機；L14HS為假，主要用于開啟壓氣機放氣閥，啟動交流潤滑油泵、交流液壓油泵等輔機，繼續(xù)下降轉(zhuǎn)速基準直到最小值。加速轉(zhuǎn)速邏輯L14HA：運行轉(zhuǎn)速邏輯L14HS：36燃氣輪機的啟動控制啟動過程由啟動程序控制和主控制系統(tǒng)中的啟動控制共同完成。前者給出順序控制邏輯信號，后者從燃機點火開始控制燃料命令信號FSR。作為開環(huán)控制的啟動控制用預先設置的燃料命令信號FSR操作，包括最小、點火、暖機、加速、最大值，存儲于Mark-V啟動控制系統(tǒng)。啟動控制FSR信號通過最小選擇門起作用，由啟動軟件發(fā)出指令。提供手動控制FSR。按下“MANNUALCONTROL”和“FSRGAGRAISEORLOWER”開關，可在FSRMIN和FSRMAX之間手動調(diào)整FSR給定值。燃機停轉(zhuǎn)，由燃料截止閥、控制閥和相關部件及電源構成電子校驗系統(tǒng)。CRT顯示處于主頁面位置，“NORMAL”字段顯示”SHUTDOWNSTATUS”。點擊“MASTERSELECT”的某個啟動字段（CRANK、FIRE、AUTO）使主選擇L43邏輯轉(zhuǎn)到工作狀態(tài)，觸發(fā)準備啟動電路。如果保護電路和遮斷閉鎖具備了“準備啟動允許條件”，CRT顯示：READYTOSTART，燃機接受啟動命令。燃氣輪機的啟動控制37在“MASTERCONTROL”區(qū)點擊START并點擊“EXECUTECOMMAND”字段，啟動命令進入邏輯順序，開始執(zhí)行啟動程序。啟動信號激勵主控和保護回路(L4)及啟動所需輔助設備。建立跳閘油壓，啟動離合器嚙合，啟動裝置開始轉(zhuǎn)動，CRT顯示STARTING。燃機開始轉(zhuǎn)動，L14HR信號使啟動離合器線圈20CS失電，停止液壓棘輪的工作，離合器嚙合扭矩由啟動機提供。轉(zhuǎn)速繼電器L14HM指出燃機在清吹和點火要求轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。清除計時器L2TV計時清吹時間，保證混合物吹出機組。L14HM信號或清吹周期完成后給出燃料流量，設置點火FSR和點火計時器L2F開始點火計時?；鹧鏅z測器輸出信號(L28FD)檢測到火焰，暖機計時器L2W開始計時，F(xiàn)SR降至暖機值。以減小燃機熱通道部件的熱應力。如無火焰，L2F計時時間到，控制系統(tǒng)再給機組點火信號，L2TV計時器重新計時清吹。暖機周期(L2WX)完成，啟動控制FSR以預定速率斜升到加速極限給定值。在“MASTERCONTROL”區(qū)點擊START并點擊“E38燃料增加，燃機進入加速階段，只要啟動機仍向燃機提供扭矩，就保持嚙合。燃機轉(zhuǎn)速超過啟動機轉(zhuǎn)速，離合器脫開，啟動機停運。轉(zhuǎn)速繼電器L14HA指出燃機正在加速。程序完成L14HS觸發(fā)，啟動程序結束。FSR由轉(zhuǎn)速控制回路控制，相關輔助系統(tǒng)停機。燃料增加，燃機進入加速階段，只要啟動機仍向燃機提供扭矩，就保39燃氣輪機控制系統(tǒng)課件40四燃機的IGV控制系統(tǒng)IGV控制功能： 通過IGV葉片轉(zhuǎn)角的變化限制進入壓氣機的空氣流量?？刂艻GV的目的如下：在燃機啟動或停機過程中，當轉(zhuǎn)子以部分轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，關小IGV角度可避免壓氣機出現(xiàn)喘振，擴大壓氣機穩(wěn)定工作范圍。 采用LVDT的96TV作為IGV角度測量的反饋。適合燃機運行需要。校正轉(zhuǎn)速85%n0以下，IGV處于關小位置34?，校正轉(zhuǎn)速增至100%n0，IGV處于57?最小全速角，并網(wǎng)后隨負荷增加逐漸開啟至全開84?。IGV溫控：通過對IGV角度的控制實現(xiàn)對燃機排氣溫度的控制。在燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)中，保持燃機處于恒定、較高的溫度值，可保證余熱鍋爐的正常工作和最理想的效率。四燃機的IGV控制系統(tǒng)41機組啟動時關閉IGV，壓氣機流量減小，減少機組啟動阻力矩，減小啟動過程壓氣機功耗。IGV控制原理：IGV控制基準輸出信號CSRGVOUT分別送到<Q>硬件與96TV(LVDT)的位置反饋信號進行比較的差值推動執(zhí)行機構，把IGV調(diào)整到理想位置。機組啟動時關閉IGV，壓氣機流量減小，減少機組啟動阻力矩，減42IGV控制基準的算法校正轉(zhuǎn)速：部分轉(zhuǎn)速IGV基準CSRGVPS 中間值選擇門上限為CSKGVMAX(84°)，下限為CSKGVPS3(34°)，IGV基準輸出CSRGVPS所取中間值為：部分轉(zhuǎn)速IGV的控制角度范圍為34°到57°，不可能達到全開狀態(tài)。必須在CSRGVX>CSKVMIN時才能繼續(xù)開啟到84°。IGV控制基準的算法校正轉(zhuǎn)速：部分轉(zhuǎn)速IGV基準CSRGVP43IGV溫度控制和手動控制基準CSRGVX和IGV溫控基準TTRXGV：CPD偏置的IGV溫控線漢和主控系統(tǒng)溫控線相吻合，二者之間差值CSKGVDB。依據(jù)TTRXGV溫度基準可計算出CSRGVX溫控的IGV角度基準，可能包括手動IGV基準。IGV溫度控制和手動控制基準CSRGVX和IGV溫控基準TT44IGV的運作：正常啟動時IGV保持全關位置，一直持續(xù)到校正轉(zhuǎn)速，IGV開始開啟。在全速空載或帶20%以下負荷，開啟到最小全速位置57°。與壓氣機防喘放氣閥配合動作以維持壓氣機喘振裕度。不選擇IGV溫控方式運行，IGV保持最小全速角，直到排氣溫度達到單循環(huán)的IGV溫控給定點。另一種以恒定的控制常數(shù)SCKGVSSR(700°F)作為排氣溫度控制值，以此調(diào)整IGV開度。選擇IGV溫控方式，達到聯(lián)合循環(huán)IGV溫控給定點之前，IGV保持最小全速角。IGV的運作：45A點：啟動程序結束IGV位于最小全速角工作點；增加功率，IGV可以維持在最小全速角，直至達到B點—IGV溫控點。輸出功率繼續(xù)增加，IGV必須增加開度維持給定點排氣溫度，在B到C’點移動。到達C’點后，IGV處于全開位置。輸出功率繼續(xù)增加，燃機排氣溫度上升到基本負荷溫控極限的D點。簡單循環(huán)下，從全速空載到滿負荷變化相應從A到B’點，到C點，最后到D點，而后進入燃機排氣溫度CPD偏置基本溫控線。停機過程是啟動過程的逆向變化。A點：啟動程序結束IGV位于最小全速角工作點；46IGV控制系統(tǒng)故障保護：為保證IGV控制系統(tǒng)的安全、可靠運行，設置了一系列報警和保護：機組啟動前，IGV位置反饋開度大于35°或小于32°，產(chǎn)生IGV位置故障報警，機組啟動閉鎖。部分轉(zhuǎn)速運行，控制算法比較VIGV位置反饋與基準信號CSKGV之間的差值超過LK86GVA1的范圍，而且該差值持續(xù)LK86GVA2時間，則發(fā)出報警信號L86GVA”IGV不跟隨CSKGV”。VIGV位置開度反饋超出轉(zhuǎn)速基準CSKGV達LK86GVT1范圍，并持續(xù)LK86GVT2時間，為防止IGV過開導致壓氣機喘振，產(chǎn)生遮斷信號L86GVT，將使20TV失電，遮斷透平給出報警。全速運行中，VIGV反饋CSKGV低于最小允許全速值LK4IGVTX，遮斷邏輯L4GVTX報警并遮斷燃機。IGV控制系統(tǒng)故障保護：47五.燃機燃料控制系統(tǒng)燃料控制系統(tǒng)指使用雙燃料的燃機對液體和氣體兩種不同燃料的選擇、轉(zhuǎn)換控制以及混合比例的計算和流量的控制。燃料控制系統(tǒng) 燃料控制系統(tǒng)根據(jù)FSR確定進入燃燒室的各種燃料總量。燃料總消耗率：燃料分解器把FSR分解為FSR1(液體燃料行程基準)和FSR2(氣體燃料行程基準)。五.燃機燃料控制系統(tǒng)燃料控制系統(tǒng)指使用雙燃料的燃機對液體48

燃料分解器算法：具備燃料轉(zhuǎn)換條件：L83FZ=1如果選擇液體燃料，L83FL=1FX1以“斜升率”所規(guī)定的速率向上積分。如果選擇液體燃料，L83FG=1FX1以斜升率向下積分。燃料分解器算法：具備燃料轉(zhuǎn)換條件：L83FZ=149燃料的切換：由液體燃料向氣體燃料切換：L83FG=1，L83FL=0；L83FZ尚未置1，F(xiàn)X1和FSR1保持不變，F(xiàn)SR2從零跳變到起始值，氣體控制閥微開，建立由速比閥控制的燃料氣體壓力p2。L83FZ置1，燃料分解器向下積分，F(xiàn)X1和FSR1減少，F(xiàn)SR2增加，泄去p2壓力并向燃料氣母管充氣。延時30秒后，L83FZ=0,FX1=0完成切換。L84TG=1使液體燃料泵離合器釋放，20FL電磁閥失電使液體燃料截止閥關閉。燃料的切換：50由氣體燃料向液體燃料切換L83FL=1，L83FG=0;由于L83FZ尚未置1，F(xiàn)X1和FSR2仍然保持原值；FSR1立即由零跳變到起始值。先使液體燃料充滿管道以免FSR1增加燃料傳送延遲；如果氣體燃料壓力低，免除延遲時間。燃料分解器向上積分，F(xiàn)X1和FSR1逐漸增加，F(xiàn)SR2逐漸減小。切換為氣液混合燃料L83FM=1，L83FL和L83FG同時為0。從單一燃料開始切換后，燃料分解器使FX1維持在某一混合比值，因而維持FSR1和FSR2適當比例。由氣體燃料向液體燃料切換51液體燃料控制液體燃料基準經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后進入液體燃料硬設備，根據(jù)液體燃料基準調(diào)整液體燃料流量Gfl，使代表液體燃料流量的燃料分配器轉(zhuǎn)速信號FQL1=FOROUT。進入燃機燃燒室的燃料通過改變旁通燃料來調(diào)節(jié)，閥門開大，燃料減少。 旁通調(diào)節(jié)閥由65FP控制的液壓執(zhí)行器驅(qū)動。電液伺服閥、液壓執(zhí)行器和旁通調(diào)節(jié)閥組成旁通閥組件。電液伺服閥根據(jù)來自TCQC伺服放大驅(qū)動的電流信號改變旁通調(diào)節(jié)閥的開度。轉(zhuǎn)速傳感器77FD-1、2、3測量燃料流量分配器轉(zhuǎn)速，經(jīng)TCQC卡轉(zhuǎn)換為FQL1模擬信號。液體燃料控制液體燃料基準經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后進入液體燃料硬設備，根52燃氣輪機控制系統(tǒng)課件53電流伺服閥電樞鐵心上繞有三組線圈，<R><S><T>處理機的TCQC卡的三個輸出各接到其中一組線圈。永久磁鐵和電樞鐵芯組成力矩馬達，線圈電流產(chǎn)生的磁場力和永久磁體磁場力相互作用，電樞鐵芯可繞其轉(zhuǎn)動軸偏擺，把電流信號轉(zhuǎn)換成鐵芯的機械位移信號。輸入電流信號改變，電磁力改變，電樞上產(chǎn)生不平衡力矩，電樞鐵芯偏轉(zhuǎn)，反饋彈簧變形，在新的位置平衡。位置偏轉(zhuǎn)正比于輸入電信號變化。電樞鐵芯帶動噴射管左偏，滑閥左端油壓高于右端，滑閥右移通過反饋彈簧帶動噴射管向右，直到噴射管再返回中間位置。但滑閥在某個偏右位置，滑閥位移和輸入電流信號變化成正比?；y右偏，活塞在液壓油推動下向右動作?；y偏移中間位置越多，油口開度越大，通過此處流向液壓執(zhí)行器的油流量越大，活塞動作越迅速。一旦滑閥偏移，液壓執(zhí)行器就動作，動作方向取決于滑閥偏移方向，動作速度正比于滑閥偏移大小。穩(wěn)態(tài)時液壓執(zhí)行器停止動作，滑閥、噴射管也回到中間位置，輸入電流信號為初始零位。電流伺服閥電樞鐵心上繞有三組線圈，<R><S><T>處理機的54

液體燃料隨動系統(tǒng)回路： 液體燃料控制功能通過液體燃料流量分配器的轉(zhuǎn)速反饋(即液體 燃料流量)組成的閉環(huán)隨動系統(tǒng)來實現(xiàn)。 來自液體燃料流量命令FOROUT經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換輸入到TCQC卡， 經(jīng)差值放大輸入到電液伺服閥，驅(qū)動旁通調(diào)節(jié)閥。 若液壓執(zhí)行器驅(qū)動旁通調(diào)節(jié)閥把液體燃料流量調(diào)到基準，反饋差 值消失，輸出指令為0，噴射管、滑閥回到中間位置，液壓執(zhí)行 機構停止動作。氣體燃料控制回路氣體燃料控制目標：氣體燃料控制系統(tǒng)由速比閥控制系統(tǒng)和氣體燃料控制系統(tǒng)組成。二者串聯(lián)，前者在上游。液體燃料隨動系統(tǒng)回路：氣體燃料控制回路氣體燃料控制系統(tǒng)由速55速比/截止閥使p2壓力維持給定值，正比于轉(zhuǎn)速TNH。氣體控制閥的開度正比于FSR2，通流面積變化與開度成正比。速比/截止閥控制回路：燃機轉(zhuǎn)速信號TNH乘以適當增益常數(shù)并經(jīng)偏置調(diào)整，輸出對應FPRG，經(jīng)硬件處理實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換。壓力傳感器96FG測量p2，按規(guī)定正比關系轉(zhuǎn)換成FPG模擬量，用此信號控制速比/截止閥的控制信號。速比閥所處閥位經(jīng)LVDT測量并轉(zhuǎn)換成位置量模擬信號POS1反饋到硬件電路。壓力反饋信號和位置反饋信號構成兩個閉環(huán)回路。FPRG與FPG在一級運算放大器PI前進行比較，若有差別進行調(diào)整，直到差值消失。一級PI輸出與閥位反饋信號POS1在二級PI前進行比較，如有差別進行調(diào)整，直到差別消失。速比閥位置隨兩級輸出而變。穩(wěn)態(tài)時FPG=FPRG，完成壓力正比轉(zhuǎn)速的線性控制。速比/截止閥使p2壓力維持給定值，正比于轉(zhuǎn)速TNH。56

速比閥兼做截止閥，其液壓執(zhí)行器單側(cè)進油，液壓驅(qū)動開閥，關閉靠彈簧推動。遮斷時通過20FG遮斷油失壓，卸去液壓執(zhí)行器油缸油壓，使速比/截止閥在彈簧推動下立即關閉。速比閥兼做截止閥，其液壓執(zhí)行器單側(cè)進油，液壓驅(qū)動開57氣體燃料控制閥控制回路

功能：使其開度隨FSR2而變?？刂圃恚?/p>

FSR2乘以適當增益常數(shù)、加以 調(diào)零偏置后成為FSROUT，作為 控制閥閥位基準進入TCQC卡。

96GC-1、2兩個LVDT測量閥 位，給出閥位反饋信號進入 TCQC卡。 閥位信號與FSROUT比較，存在 差值則改變?nèi)ル娨核欧y的輸出 電流，驅(qū)動液壓執(zhí)行器，直到此 差值消失。氣體燃料控制閥控制回路功能：使其開度隨FSR2而變。58聯(lián)合循環(huán)機組控制和調(diào)節(jié)概述燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組的控制系統(tǒng)以簡單循環(huán)燃氣輪機控制系統(tǒng)為核心，在此基礎上增加對余熱鍋爐和蒸汽輪機的控制系統(tǒng)，以及發(fā)電機組的一些輔機和輔助設備、電廠的一些共用系統(tǒng)、各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制等所需要的控制設備構成。各控制系統(tǒng)與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組受控對象的關系聯(lián)合循環(huán)機組控制和調(diào)節(jié)概述燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組的59MarkVI

控制系統(tǒng)網(wǎng)絡結構MarkVI控制系統(tǒng)網(wǎng)絡結構60MarkVI與DCS之間典型通訊方式MarkVI與DCS之間典型通訊方式61第十一章燃氣輪機控制系統(tǒng)2007-08第十一章2007-0862燃氣輪機控制系統(tǒng)概述燃氣輪機主控系統(tǒng)燃氣輪機順序控制系統(tǒng)燃氣輪機的IGV控制系統(tǒng)燃氣輪機的燃料控制系統(tǒng)啟動控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)加速控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)手動FSR控制系統(tǒng)FSR的最小選擇門本章主要內(nèi)容燃氣輪機控制系統(tǒng)概述啟動控制系統(tǒng)本章主要內(nèi)容63一燃氣輪機控制系統(tǒng)概述：功能：使機組盤車把機組帶動到清吹轉(zhuǎn)速、點火，繼續(xù)把轉(zhuǎn)速提升到額定工作轉(zhuǎn)速；控制同期并網(wǎng)，燃氣輪機加負荷滿足工作要求。減小燃氣輪機熱通道部件和輔助部件中的熱應力。四個功能子系統(tǒng)：主控制系統(tǒng)；是控制系統(tǒng)核心部分。能夠?qū)崿F(xiàn)四項基本控制，即設定啟動和正常的燃料極限；控制燃氣輪機轉(zhuǎn)子加速；控制燃氣輪機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；限制透平進口溫度。采用FSR最小選擇門控制燃料輸入。順序控制系統(tǒng)；提供在啟動、運行、停機和冷機期間輪機、發(fā)電機、啟動裝置和輔機的順序控制。監(jiān)測保護系統(tǒng)和其他主要系統(tǒng)；發(fā)出啟停邏輯信號。保護系統(tǒng)；電源系統(tǒng)。一燃氣輪機控制系統(tǒng)概述：功能：四個功能子系統(tǒng)：64GE公司SPEEDTRONICTM的Mark-V數(shù)字控制系統(tǒng)特點：采用當時最新技術：三冗余16位微機控制器、對關鍵控制及保護參數(shù)的三取二表決、軟件容錯技術等；對關鍵控制和保護的測量探頭信號均采用三冗余并由三個處理器分別表決；系統(tǒng)的輸出信號對關鍵電磁閥以繼電器三取二進行表決，對其余觸點輸出信號在邏輯輸出處進行表決；對模擬控制信號，用三線圈伺服閥表決；其他模擬信號采用中選方法表決。………….GE公司SPEEDTRONICTM的Mark-V數(shù)字控制系統(tǒng)65二燃氣輪機主控制系統(tǒng)概述：主控系統(tǒng)是指燃氣輪機的連續(xù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。包括啟動控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、加速控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、停機控制系統(tǒng)、手動FSR控制系統(tǒng)。主控制系統(tǒng)控制燃機燃料消耗率，每個主控系統(tǒng)輸出燃料行程基準（FSR）指令。與每個主控制系統(tǒng)對應的FSR量進入最小選擇門，選出其中最小值作為輸出，在該時刻實際執(zhí)行用的FSR控制信號。二燃氣輪機主控制系統(tǒng)概述：66燃機控制原理示意圖燃機控制原理示意圖67啟動控制系統(tǒng)

功能：僅控制燃氣輪機從點火開始到啟動程序完成過程中的燃料量，對應燃料行程基準為FSRSU。啟動過程中燃料需要量受壓氣機喘振及熄火極限或零功率所限?？紤]燃氣輪機溫度變化不能產(chǎn)生太高應力，需選用合理的FSRSU。屬于開環(huán)控制，根據(jù)程序系統(tǒng)邏輯信號分段輸出預設FSRSU。啟動控制系統(tǒng)功能：68燃機啟動FSRSU控制曲線燃機啟動FSRSU控制曲線69

工作過程與控制算法點火：20%額定轉(zhuǎn)速，L14HM=1L83SUFI=1FSKSU_FI與CQTC相乘賦給FSRSU建立點火FSR值點火成功標志：至少兩個火焰檢測器檢測到火焰并超過2秒；所有四個火焰檢測器均檢測到火焰。工作過程與控制算法點火：20%額定轉(zhuǎn)速，L14HM=170暖機：點火成功后：L83SUFI=0L83SUWU=1FSRSU=FSKSU_WU，建立暖機值暖機FSRSU較點火FSRSU低，其間過渡采用一階濾波器，時間常數(shù)為FSKSU_TC。暖機過程中FSRSU保持不變；轉(zhuǎn)速逐漸上升，燃料流量隨之緩慢增加，透平逐漸被加熱。暖機持續(xù)60秒后結束，給出暖機完成邏輯L2WX=1.暖機：點火成功后：L83SUFI=0FSRSU=FSKSU_71加速：暖機結束后：L2WX=1L83SUAR=1FSRSU以FSKSU_IA為斜率進行增加，燃氣輪機轉(zhuǎn)速逐步提高。FSRSU=FSKSU_ARRISING=1切斷積分器輸入合閘后，L83SUMX=1FSRSU以FSKSU_IM為斜率進行增加，直到FSRSU=FSRMAX啟動控制系統(tǒng)退出邏輯控制算法保證L83SUFI、L83SUWU、LSUSUAR、L83SUMX在某個時刻只有一項為真。FSRSU輸出的變化必須在主保護允許邏輯L4為真的條件下才能實現(xiàn)。加速：暖機結束后：L2WX=1FSRSU以FSKSU_IA為72轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)是燃氣輪機最基本的控制系統(tǒng)，分為有差控制和無差控制。并網(wǎng)運行應選用有差控制。功能及算法：根據(jù)要求的轉(zhuǎn)速基準信號TNR與實際轉(zhuǎn)速TNH之差，正比例的改變FSR。FSRN:有差轉(zhuǎn)速控制的輸出FSR;FSRN0：額定轉(zhuǎn)速空載的FSR，作為控制常數(shù)存入存貯單元；KDroop：決定有差轉(zhuǎn)速控制不等率的控制常數(shù)。轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)是燃氣輪機最基本的控制系統(tǒng)，分為有差控制和無差控73FSRN由FSRN0增加到額定負荷值FSRNB，轉(zhuǎn)速變化量為額定負荷條件下(TNR-TNH)，有差轉(zhuǎn)速控制不等率為：轉(zhuǎn)速基準TNR信號增減，機組靜態(tài)特性做上下平移。機組尚未入網(wǎng)，輪機轉(zhuǎn)速TNH隨之改變；機組入網(wǎng)則改變機組出力。FSRN由FSRN0增加到額定負荷值FSRNB，轉(zhuǎn)速變化量為74轉(zhuǎn)速基準TNR由中間值選擇輸出；最大限制值為107%n0，保證電網(wǎng)頻率高達103%時，機組仍能帶滿負荷。超速試驗上限為113%。最小限制值由邏輯信號L83TNROP決定。L83TNROP=1，STARTUP進入中間值選擇，作為下限。L83TNROP=0，OPERATING進入中間值選擇作為下限。TNR升降由數(shù)字積分器控制。由邏輯信號控制積分速率和積分方向。工作過程啟動完成，L83TRESI=1，TNR=PRESET=100.3%以備并網(wǎng)。并網(wǎng)后L83TRESI=0。并網(wǎng)后通過改變TNR增減機組出力；發(fā)電機斷路跳閘，L83TRESI=1，TNR=100.3%，為下次并網(wǎng)做準備。轉(zhuǎn)速基準TNR由中間值選擇輸出；工作過程75加速控制系統(tǒng)工作原理：對實際轉(zhuǎn)速信號TNH對時間求導，計算轉(zhuǎn)子角加速度TNHA。如TNHA超過給定基準TNHAR，則減小加速控制FSRACC。如TNHA小于給定值，則不斷增大FSRACC，迫使加速控制系統(tǒng)退出。僅限制轉(zhuǎn)速增加的動態(tài)過程的加速度，對穩(wěn)態(tài)及減速過程不起作用。加速控制作用的兩個加速過程燃機突然甩負荷后幫助抑制動態(tài)超速。啟動過程中限制輪機加速率，以減小熱部件的熱沖擊。轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)輸出FSRN=(TNR-TNH)×FSRN2+FSRN1。啟動過程中FSRN總是大于FSKRN1。在運行轉(zhuǎn)速附近通過加入加速度控制限制加速度，延緩到達運行轉(zhuǎn)速的加速過程，間接抑制溫度上升，緩和啟動結束階段溫度變化。加速控制系統(tǒng)工作原理：加速控制作用的兩個加速過程76加速控制算法：經(jīng)中間值選擇門輸出FSRACC信號；三個輸入：

FSRMAX-給定的最大極限；

FSRMIN-可變的最小極限FSR值。啟停過程不同階段所給定的限 制曲線，經(jīng)壓氣機進氣溫度修正系數(shù)CQTC修正后輸出。防止 過渡過程燃燒室貧油熄火。通過一系列運算后經(jīng)加法器的輸入。加速控制算法：77

啟動過程中TNHAR的獲取是燃氣輪機轉(zhuǎn)速TNH的函數(shù)。

TNHAR應能產(chǎn)生溫和上升的點火溫度；低轉(zhuǎn)速時慢慢上升；到達設計 轉(zhuǎn)速較快上升。接近滿速時減小，以利于向全速空載過渡而不超 調(diào)；到達全速后，加速基準被設定為常數(shù)TAKR1，防止在甩負 荷或其他擾動是超速。點火和暖機期間選擇固定基準，防止加速控制進入FSR控制。啟動過程中TNHAR的獲取78溫度控制系統(tǒng)引入溫度控制保證承受高溫、高速部件在安全環(huán)境下工作。功能：燃氣溫度超過允許值時，發(fā)出信號去減少燃料量。必要時（尖峰運行和尖峰超載運行），可逐漸提高溫度限制值。和超溫保護系統(tǒng)一起，在各通道所測溫度值的差額超過某一定值時發(fā)出警報。

控制原理工作溫度高，無法測量；通常通過測量透平排氣溫度和壓氣機出口壓力，計算得到工作溫度。溫度控制簡化原理圖溫度控制系統(tǒng)引入溫度控制保證承受高溫、高速部件在安全環(huán)境下工79

經(jīng)算法處理后代表溫度反饋的計算排氣溫度平均值TTXM與溫控基準 TTRX在減法器相減。差值與FSR在加法器中相加之和作為中間值選 擇的一個輸入。另外兩個輸入為FSRMAX和FSRMIN，代表中間值選擇設置的最大和最 小值極限。排氣溫度超過溫控基準，F(xiàn)SRT<FSR，溫度控制系統(tǒng)進入控制，每一個 采樣周期FSR減小一個TTRX-TTXM，直到為零。排氣溫度低于溫控基準，F(xiàn)SRT被最小選擇門阻止，溫控系統(tǒng)退出控制。排氣溫度隨負荷增加而升高，通常在最大功率附近進入溫度控制。并網(wǎng)機組 提高轉(zhuǎn)速基準TNR增加功率，到一定值時，進入溫度控制。若再提高 TNR，F(xiàn)SRN為最小選擇門所阻止，轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)退出。經(jīng)算法處理后代表溫度反饋的計算排氣溫度平均值TTXM與80排氣溫度信號處理采用18或24對熱電偶測量排氣溫度；熱電偶輸出信號接入<R>模塊的TBQA卡，再分別送到<R>、<S>、<T>的TCQA卡，卡件提供冷端補償和熱電偶異常偏置信號。最后得到反映排氣溫度的TTXD向量。1、4、7……..22<R>TTXDR2、5、8……..23<S>TTXDS3、6、9……..24<T>TTXDT

各控制機把溫度信號按實際位置排列成TTXD1_n；再按從高到低順序編排新的向量TTXD2_n，直接送往燃燒監(jiān)測保護。

TTXD2_n剔除故障熱電偶信號，再去除最高值和最低值后，對剩余溫度信號進行平均得到TTXM。排氣溫度信號處理1、4、7……..22<R>81溫度控制基準溫控基準隨環(huán)境溫度而變化。等排氣溫度溫控線；TTKn_I=常數(shù)壓氣機排氣壓力CPD偏置溫控線TTRXP=TTKn_I-[CPD-TTKn_C]×TTKn_SFSR或DWATT偏置溫控線。TTRXS=TTKn_I-[FSR-TTKn_K]×TTKn_M或TTRXS=TTKn_I-[DWATT-TTKn_LD]×TTKn_LGMark-V選取三種溫控線中最小值作為實際執(zhí)行的溫控基準TTRX。 通常TTRXP被選出，稱作主工作溫控基準或執(zhí)行溫控基準， TTRXS為后備溫控基準，TTKn_I僅在很高環(huán)境溫度下或啟動 時可能被選出。溫度控制基準Mark-V選取三種溫控線中最小值作為實際執(zhí)行82

CPD信號丟失故障： 機組全速后，壓氣機出口壓力信號低于運行轉(zhuǎn)速計算的最小值，這 一故障以CPD信號丟失報警。允許備用溫度偏置在接近額定燃燒 基準溫度運行，至故障排除。CPD信號丟失故障：83實際算法軟件中還要考慮壓氣機進口溫度修正CT_BIAS和蒸汽噴注降 低NOx溫度控制補償WQJG，溫控基準計算方法需進行修正。CPD偏置：TTRXP=TTKn_I-[CPD-TTKn_C]×TTKn_S+CT_BIAS+WQJGFSR偏置：TTRXS=TTKn_I-[FSR-TTKn_K]×TTKn_M+CT_BIAS+WQJGDWATT偏置：TTRXS=TTKn_I-[DWATT-TTKn_LD]×TTKn_LG+CT_BIAS+WQJG

三種溫控基準輸入最小值選擇門取出最小值TTR_MIN，經(jīng)微分器得到溫控基 準TTRX變化率，通過中間值選擇門限制溫控基準變化率在TTKRXR1 和TTKRXR2之間，保證TTXM最小，而且不允許有太大變化速率。實際算法軟件中還要考慮壓氣機進口溫度修正CT_BIAS和蒸汽84停機控制系統(tǒng)過程及功能：

操作員選擇STOP命令，控制系統(tǒng)給出停機信號L94X開始。數(shù)字給定點以正常速率下降以減少FSR和負荷，直到逆功率繼電器動作使發(fā)動機斷路器開路，F(xiàn)SR將逐步下降、減速。 通過控制系統(tǒng)控制停機過程中FSRSD的遞減速率來合理控制熱應力的大小。停機控制算法 停機過程中FSRSD漸變速率FSKSDn分別由漸變控制邏輯L83JSD1-L83JSD5和FSRMIN控制。停機FSR曲線停機控制系統(tǒng)停機控制算法停機FSR曲線85

停機邏輯L94X為假，L83SDR為真：主保護L4為真控制邏輯L83JSD1為真FSRSD變化速率為FSKSD1。L4為假L83JSD2為真FSRSD變化速率為FSKSD2。對應失去主保護出現(xiàn)遮斷，較快速率增加FSRSD使其推出控制。FSR鉗位于零。

發(fā)電機斷路器打開：FSRSD以設定速率FSKSD3向下斜降至FSRMIN，F(xiàn)SRSD取代FSRMIN。L60SDM為真，L83JSD3為假：以修正速率斜降至界限值K60RB以下：燃機沒有熄火，L83RB為真，使得L83JSD4為真，F(xiàn)SRSD斜降速率為FSKSD4?；鹧鏅z測器檢測到任意一個失去火焰，延時1秒，控制邏輯L28CAN反轉(zhuǎn)，L83JSD5為真，F(xiàn)SRSD以FSKSD5速率斜降，直到熄火關閉燃料。停機邏輯L94X為假，L83SDR為真：發(fā)電機斷路器86FSRMIN的設置：FSRMIN是持續(xù)維持燃燒室中燃燒的最小流量燃料，設置其是為了確保其他形式的FSR控制不會發(fā)出引起熄火的燃料水平的命令。利用線性插值法計算FSRMIN，是修正轉(zhuǎn)速TNHCOR的函數(shù)。停機過程中，如果發(fā)電機解列后，延時8分鐘機組仍在運行，機組被遮斷；如果熄火前機組轉(zhuǎn)速降到K60RB，延時30秒也將被遮斷。FSRMIN的設置：停機過程中，如果發(fā)電機解列后，延時887手動FSR控制系統(tǒng)一般僅在控制器故障或調(diào)試時使用。也將作為最小選擇門的輸入之一。中間值選擇門輸出為FSRMAN；輸入包括FSRMAX和零，構成FSRMAN的最大和最小極限。第三個輸入信號一般為中間值。FSRMAN<FSRMAX，F(xiàn)SRMAN控制FSR，L60FSRS邏輯置1，發(fā)出通報信號。CLMP功能塊用于限制在手動控制下FSRMAN的增減速率鉗位功能。以FSRMAN1的正負值為上下極限。通電過程put-ini為真，切斷FSRMAN_CMD通過中選門的輸出，手動控制退出。L43FSRS：預置關閉開關邏輯。為真，把當前FSR作為控制信號輸出。手動FSR控制系統(tǒng)中間值選擇門輸出為FSRMAN；通電過程p88FSR最小值選擇門通過最小值選擇門算出六個燃料行程基準中最小的一個賦值給FSR作為選用燃料行程基準。任何時刻只有一個燃料行程基準進入控制。燃機點火，處于啟動控制，其他控制處于退出控制狀態(tài)。 暖機階段，啟動控制處于工作狀態(tài)。 加速階段開始仍由啟動控制控制。FSR按啟動加速速率提升，排氣溫度TTXM和轉(zhuǎn)速TNH隨之上升。到200秒左右，轉(zhuǎn)速控制介入，TNR按啟動速率上升。FSR上升速率較啟動控制系統(tǒng)控制啟動加速FSR上升速率低，啟動控制系統(tǒng)退出控制。再以后可能是轉(zhuǎn)速控制和加速控制的復雜過程。 啟動程序完成，轉(zhuǎn)速保持100.3%，等待并網(wǎng)。 并網(wǎng)運行時，可能受轉(zhuǎn)速控制和溫度控制。溫控系統(tǒng)進入控制后，F(xiàn)SRT不斷減小，轉(zhuǎn)速控制退出，負荷被溫控所限。 上述FSR輸出依賴于主保護邏輯L4為真。一旦為假，燃機遮斷，F(xiàn)SR鉗位于零。FSR最小值選擇門89燃氣輪機控制系統(tǒng)課件90三燃機順序控制系統(tǒng)作用與主控系統(tǒng)和保護系統(tǒng)緊密配合，相互聯(lián)系。燃機接到啟動命令后，按照規(guī)定的啟動程序發(fā)出程序信號，自動啟動啟動機，帶動燃機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動、點火、加速直到額定轉(zhuǎn)速。保證加速安全，使燃機既能較迅速啟動又不能產(chǎn)生太大應力。給出一系列輔機、啟動機和燃料控制系統(tǒng)的順序控制命令。根據(jù)送來的信號進行判斷，及時檢查各有關設備所處狀態(tài)。自動完成停機程序。三燃機順序控制系統(tǒng)作用91轉(zhuǎn)速級邏輯順序控制程序發(fā)出控制指令依賴于燃機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。采用電渦流式磁性傳感器測量轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速達到關鍵值，發(fā)出一系列控制指令使相應設備動作。轉(zhuǎn)速級邏輯92

零轉(zhuǎn)速邏輯L14HR：TNH<=TNK14HR1L14HR=1TNH>=TNK14HR2L14HR=0TNK14HR1：零轉(zhuǎn)速邏輯為真觸發(fā)值；TNK14HR2：零轉(zhuǎn)速邏輯為假釋放值；轉(zhuǎn)速介于觸發(fā)值和釋放值之間，零轉(zhuǎn)速邏輯是真是假要根據(jù)轉(zhuǎn)速變化過程來看。TNH從0.06%n0以下上升，不超過釋放值之前保持為真；高轉(zhuǎn)速下降未到觸發(fā)值之前保持為假。

最小點火轉(zhuǎn)速邏輯14HM：TNH>=TNK14HM1L14HM=1TNH<=TNK14HM2L14HM=0由釋放值以下上升到觸發(fā)值以前，保持為假；由觸發(fā)值以上下降到釋放值之前，保持為真。零轉(zhuǎn)速邏輯L14HR：最小點火轉(zhuǎn)速邏輯14HM：93

加速轉(zhuǎn)速邏輯L14HA：TNH>=TNK14HA1L14HA=1TNH<=TNK14HA2L14HA=0L14HA觸發(fā)主要用于開始FSR加速控制；L14HA的釋放主要用于熱停機過程中使FSR鉗位到零，從而使燃機熄火。

運行轉(zhuǎn)速邏輯L14HS：TNH>=TNK14HS1L14HS=1TNH<=TNK14HS2L14HS=0L14HS為真，表示啟動程序已經(jīng)完成，從而關閉壓氣機放氣閥，停運交流潤滑油泵等輔機；L14HS為假，主要用于開啟壓氣機放氣閥，啟動交流潤滑油泵、交流液壓油泵等輔機，繼續(xù)下降轉(zhuǎn)速基準直到最小值。加速轉(zhuǎn)速邏輯L14HA：運行轉(zhuǎn)速邏輯L14HS：94燃氣輪機的啟動控制啟動過程由啟動程序控制和主控制系統(tǒng)中的啟動控制共同完成。前者給出順序控制邏輯信號，后者從燃機點火開始控制燃料命令信號FSR。作為開環(huán)控制的啟動控制用預先設置的燃料命令信號FSR操作，包括最小、點火、暖機、加速、最大值，存儲于Mark-V啟動控制系統(tǒng)。啟動控制FSR信號通過最小選擇門起作用，由啟動軟件發(fā)出指令。提供手動控制FSR。按下“MANNUALCONTROL”和“FSRGAGRAISEORLOWER”開關，可在FSRMIN和FSRMAX之間手動調(diào)整FSR給定值。燃機停轉(zhuǎn)，由燃料截止閥、控制閥和相關部件及電源構成電子校驗系統(tǒng)。CRT顯示處于主頁面位置，“NORMAL”字段顯示”SHUTDOWNSTATUS”。點擊“MASTERSELECT”的某個啟動字段（CRANK、FIRE、AUTO）使主選擇L43邏輯轉(zhuǎn)到工作狀態(tài)，觸發(fā)準備啟動電路。如果保護電路和遮斷閉鎖具備了“準備啟動允許條件”，CRT顯示：READYTOSTART，燃機接受啟動命令。燃氣輪機的啟動控制95在“MASTERCONTROL”區(qū)點擊START并點擊“EXECUTECOMMAND”字段，啟動命令進入邏輯順序，開始執(zhí)行啟動程序。啟動信號激勵主控和保護回路(L4)及啟動所需輔助設備。建立跳閘油壓，啟動離合器嚙合，啟動裝置開始轉(zhuǎn)動，CRT顯示STARTING。燃機開始轉(zhuǎn)動，L14HR信號使啟動離合器線圈20CS失電，停止液壓棘輪的工作，離合器嚙合扭矩由啟動機提供。轉(zhuǎn)速繼電器L14HM指出燃機在清吹和點火要求轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。清除計時器L2TV計時清吹時間，保證混合物吹出機組。L14HM信號或清吹周期完成后給出燃料流量，設置點火FSR和點火計時器L2F開始點火計時?；鹧鏅z測器輸出信號(L28FD)檢測到火焰，暖機計時器L2W開始計時，F(xiàn)SR降至暖機值。以減小燃機熱通道部件的熱應力。如無火焰，L2F計時時間到，控制系統(tǒng)再給機組點火信號，L2TV計時器重新計時清吹。暖機周期(L2WX)完成，啟動控制FSR以預定速率斜升到加速極限給定值。在“MASTERCONTROL”區(qū)點擊START并點擊“E96燃料增加，燃機進入加速階段，只要啟動機仍向燃機提供扭矩，就保持嚙合。燃機轉(zhuǎn)速超過啟動機轉(zhuǎn)速，離合器脫開，啟動機停運。轉(zhuǎn)速繼電器L14HA指出燃機正在加速。程序完成L14HS觸發(fā)，啟動程序結束。FSR由轉(zhuǎn)速控制回路控制，相關輔助系統(tǒng)停機。燃料增加，燃機進入加速階段，只要啟動機仍向燃機提供扭矩，就保97燃氣輪機控制系統(tǒng)課件98四燃機的IGV控制系統(tǒng)IGV控制功能： 通過IGV葉片轉(zhuǎn)角的變化限制進入壓氣機的空氣流量?？刂艻GV的目的如下：在燃機啟動或停機過程中，當轉(zhuǎn)子以部分轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，關小IGV角度可避免壓氣機出現(xiàn)喘振，擴大壓氣機穩(wěn)定工作范圍。 采用LVDT的96TV作為IGV角度測量的反饋。適合燃機運行需要。校正轉(zhuǎn)速85%n0以下，IGV處于關小位置34?，校正轉(zhuǎn)速增至100%n0，IGV處于57?最小全速角，并網(wǎng)后隨負荷增加逐漸開啟至全開84?。IGV溫控：通過對IGV角度的控制實現(xiàn)對燃機排氣溫度的控制。在燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)中，保持燃機處于恒定、較高的溫度值，可保證余熱鍋爐的正常工作和最理想的效率。四燃機的IGV控制系統(tǒng)99機組啟動時關閉IGV，壓氣機流量減小，減少機組啟動阻力矩，減小啟動過程壓氣機功耗。IGV控制原理：IGV控制基準輸出信號CSRGVOUT分別送到<Q>硬件與96TV(LVDT)的位置反饋信號進行比較的差值推動執(zhí)行機構，把IGV調(diào)整到理想位置。機組啟動時關閉IGV，壓氣機流量減小，減少機組啟動阻力矩，減100IGV控制基準的算法校正轉(zhuǎn)速：部分轉(zhuǎn)速IGV基準CSRGVPS 中間值選擇門上限為CSKGVMAX(84°)，下限為CSKGVPS3(34°)，IGV基準輸出CSRGVPS所取中間值為：部分轉(zhuǎn)速IGV的控制角度范圍為34°到57°，不可能達到全開狀態(tài)。必須在CSRGVX>CSKVMIN時才能繼續(xù)開啟到84°。IGV控制基準的算法校正轉(zhuǎn)速：部分轉(zhuǎn)速IGV基準CSRGVP101IGV溫度控制和手動控制基準CSRGVX和IGV溫控基準TTRXGV：CPD偏置的IGV溫控線漢和主控系統(tǒng)溫控線相吻合，二者之間差值CSKGVDB。依據(jù)TTRXGV溫度基準可計算出CSRGVX溫控的IGV角度基準，可能包括手動IGV基準。IGV溫度控制和手動控制基準CSRGVX和IGV溫控基準TT102IGV的運作：正常啟動時IGV保持全關位置，一直持續(xù)到校正轉(zhuǎn)速，IGV開始開啟。在全速空載或帶20%以下負荷，開啟到最小全速位置57°。與壓氣機防喘放氣閥配合動作以維持壓氣機喘振裕度。不選擇IGV溫控方式運行，IGV保持最小全速角，直到排氣溫度達到單循環(huán)的IGV溫控給定點。另一種以恒定的控制常數(shù)SCKGVSSR(700°F)作為排氣溫度控制值，以此調(diào)整IGV開度。選擇IGV溫控方式，達到聯(lián)合循環(huán)IGV溫控給定點之前，IGV保持最小全速角。IGV的運作：103A點：啟動程序結束IGV位于最小全速角工作點；增加功率，IGV可以維持在最小全速角，直至達到B點—IGV溫控點。輸出功率繼續(xù)增加，IGV必須增加開度維持給定點排氣溫度，在B到C’點移動。到達C’點后，IGV處于全開位置。輸出功率繼續(xù)增加，燃機排氣溫度上升到基本負荷溫控極限的D點。簡單循環(huán)下，從全速空載到滿負荷變化相應從A到B’點，到C點，最后到D點，而后進入燃機排氣溫度CPD偏置基本溫控線。停機過程是啟動過程的逆向變化。A點：啟動程序結束IGV位于最小全速角工作點；104IGV控制系統(tǒng)故障保護：為保證IGV控制系統(tǒng)的安全、可靠運行，設置了一系列報警和保護：機組啟動前，IGV位置反饋開度大于35°或小于32°，產(chǎn)生IGV位置故障報警，機組啟動閉鎖。部分轉(zhuǎn)速運行，控制算法比較VIGV位置反饋與基準信號CSKGV之間的差值超過LK86GVA1的范圍，而且該差值持續(xù)LK86GVA2時間，則發(fā)出報警信號L86GVA”IGV不跟隨CSKGV”。VIGV位置開度反饋超出轉(zhuǎn)速基準CSKGV達LK86GVT1范圍，并持續(xù)LK86GVT2時間，為防止IGV過開導致壓氣機喘振，產(chǎn)生遮斷信號L86GVT，將使20TV失電，遮斷透平給出報警。全速運行中，VIGV反饋CSKGV低于最小允許全速值LK4