F级燃机调速系统建模研究与应用_单英雷
9F级燃气机组控制系统研究
9F级燃气机组控制系统研究【摘要】GE公司的9F级燃气轮机是目前国内新建联合循环机组中燃机的主力机型，其控制系统采用GE公司配套的新一代燃机控制系统MARK VI。
对燃机的主要控制功能进行了分析和研究，包括转速/负荷控制系统、温度控制系统以及干式低NOX燃烧控制系统等。
可为今后燃机的调试、运行和维护提供参考。
【关键词】9F级燃气轮机；燃烧控制系统；负荷控制系统作为“西气东输”工程的配套项目，国内新建了一批大型燃气—蒸汽联合循环电厂，目前正在进行紧张调试并陆续投入商业运行。
这批联合循环机组中共引进了13套GE公司的9F级燃气轮机。
以某电厂为例，该厂联合循环机组为多轴一拖一方案，燃机型号为PG9351FA，压气机为18级轴流式压气机，带可调进口导叶，燃机透平为3级，燃烧系统共有18个逆流环状燃烧室，型号为DLN2.0+。
燃机使用天然气为主燃料，轻油为备用燃料，ISO工况下燃用天然气时功率为253MW。
燃机控制系统由GE公司随设备配套供货，采用MARK VI三冗余数字控制系统。
现对其主要控制策略和功能进行的介绍，适用于同类型的燃气轮机。
1.燃气轮机主控制系统燃机主控制系统根据负荷指令、排气温度等控制要求来调节燃料量。
主控制系统包括转速/功率控制、温度控制、启动控制、停机控制、加速度控制、手动控制等子系统，各个子系统的输出通过低选环节选出最小值作为燃料控制基准。
以上子系统中启动、停机、加速度等控制仅在燃机并网前、解列后或甩负荷时起作用。
例如：启动子系统仅控制燃机从点火到并网过程中的燃料量。
启动过程的燃料量采用开环控制，根据启动工况对应的逻辑信号给出不同阶段的燃料设定值。
当变频启动系统控制发电机拖动燃机完成清吹具备点火条件时，燃料量置为点火值，燃机点火成功后，燃料量降低为暖机值，待暖机完成，燃料量按照一定的速率不断增加到最大值，最终退出控制。
燃机带负荷运行中起作用的是转速/功率控制和温度控制两个回路。
转速/功率调节回路的目标是调节燃料量，使燃机实发功率达到预设值，采用功率—转速串级调节。
03-2 F级燃气-蒸汽联合循环机组控制系统探讨
F级燃气-蒸汽联合循环机组控制系统探讨程旭东(东北电力设计院热控室)摘要：本文从F级联合循环布置型式入手，对布置进行了简单介绍；随后阐述了国内常用的四家机岛供应商控制系统的型式；接着从厂级控制系统的思路出发，论述了厂级工艺系统及控制系统的组成，并对厂级控制系统进行了优化。
最后给出高性价比的厂级控制系统构架方案。
关键词：F级联合循环控制系统随着联合循环技术的不断发展，国家能源产业政策的与时俱进，大容量、高参数、高效率的燃气-蒸汽联合循环机组越来越成为西气东输线路上用户的优选装机方案。
目前，国内装机容量最大的联合循环发电机组当属F级。
所谓F级是指美国通用电气公司200MW级燃气轮机的系列名称, 但习惯将国际上各制造商的200MW级级燃气轮机统称为F级。
比较典型的是以西门子公司的V94.3A型、通用电气公司PG9351FA型、三菱公司的M701F型、阿尔斯通公司的GT26B 型为代表, 是目前世界发电市场上技术成熟、运行业绩最多、先进的大容量重型发电用动力设备。
1、F级联合循环机组的布置型式联合循环机组的轴系配置有两种形式：一种是多轴配置，即燃气轮机和汽轮机分别拖动发电机运行。
另一种是单轴配置，即燃气轮机和汽轮机共同拖动一台发电机运行。
多轴配置还可分为如下两种：一台燃气轮机发电机组排气送入一台余热锅炉，产生的蒸汽带动一台汽轮机发电机组，即多轴的“1+1”方式。
两台或多台燃气轮机发电机组的排气送入各自匹配的余热锅炉，所产生的蒸汽共同送到一台汽轮发电机组中，即所谓“2+1”等方式。
多轴配置简图如下：图1、多轴联合循环发电机组单轴布置是1 台燃气轮机和1 台蒸汽轮机共同拖动1 台发电机。
单轴布置的联合循环机组同样有如下两种配置方式。
发电机尾置方式。
即：燃气轮机+向下排汽的汽轮机+发电机的连接方式。
图2、发电机尾置式的单轴配置上述配置方式适用于通用电气公司PG9351FA型、三菱公司的M701F型机组。
发电机中置方式。
某F级燃气轮机压气机跨音级特性计算
某F级燃气轮机压气机跨音级特性计算马兆龙;张宏武;何磊;赵连会【摘要】本文作为某F级燃气轮机轴流压气机整机特性计算的一部分,考虑到跨音级存在激波及其与附面层的相互干涉、动叶叶顶泄漏等复杂的流动现象,针对该压气机的跨音级(第一级)进行单独计算.采用NUME-CA软件对压气机内部流场进行数值计算.实际计算表明:文中使用的方法可以很好地计算出压气机全工况特性.选取近失速点、近设计点、近堵点,对比不同工况下动叶通道的流动状况,分析了激波和附面层分离的情况,为深入认识该跨音级内部流动,以及改进设计提供依据.【期刊名称】《燃气轮机技术》【年(卷),期】2011(024)003【总页数】4页(P40-43)【关键词】跨音级;数值模拟;特性计算;叶顶间隙【作者】马兆龙;张宏武;何磊;赵连会【作者单位】中国科学院工程热物理研究所,北京100190;中国科学院研究生院,北京100190;中国科学院工程热物理研究所,北京100190;上海汽轮机有限公司,上海200240;上海汽轮机有限公司,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TK472重型燃气轮机的轴流压气机的试验费用昂贵，目前借助数值计算方法求解三维粘性N-S(Navier-Stokes)方程组，获得较为真实的流场信息，对压气机进行全面的三维气动性能分析能快速地预估和校核压气机性能，并解决多叶片排匹配问题。
全工况性能是压气机性能校核和改进设计的基础，而重型燃气轮机压气机具有流量大、级数多、压比高等特点，而且压气机内存在环壁附面层、间隙泄露流、多种涡系和二次流等因素，流动情况非常复杂，对其进行性能预估存在不少困难。
随着CFD技术的发展，叶轮机械全三维数值模拟得到了广泛应用［1-3］，国内也相继开展了一些研究工作［4-5］。
本文作为某F级燃气轮机压气机特性计算的一部分，考虑到跨音级存在激波及其与附面层的相互干涉、动叶叶顶泄漏等复杂的流动现象，选取该压气机的跨音级进行单独计算。
INFIT系统在火电机组辅助调频控制中的应用
国家发展改革委及国家能源局早已明确,到2020年,风电、光伏发电、水电利用率要高于95%,核电全部实现安全保障消纳[1]。
当前具有随机性、波动性的清洁能源被电网大量消纳,电网的安全及稳定性退化,需要火电机组深挖调峰调频潜力,不断提高灵活性运行水平。
为激励发电企业提升调频服务供应质量,2020年6月30日,江苏能源监管办会同江苏省发展改革委印发《江苏电力辅助服务(调频)市场交易规则(试行)》,并于7月1日正式启动电力辅助服务调频市场试运行。
为更好参与辅助调频市场,火电机组需进一步优化自动发电控制(AGC )功能。
目前火电机组多采用基建期调试的常规PID 控制策略[2],在机组经过多年运行、多次大小修后,机组整体运行特性有了明显的变化,导致协调系统控制性能退化,进而制约了火电机组的运行灵活性。
部分电厂通过牺牲机组运行稳定性来针对AGC 考核作调整,导致主汽压力、主汽温度、再热汽温度等关键参数波动加大,影响机组安全、稳定、经济运行[3]。
有必要为火电机组协调系统,设计一套更为先进、有效的控制策略。
由于预测控制[4]能很好地解决大惯性大滞后问题[5],INFIT 系统采用预测控制作为闭环控制的核心环节。
机炉协调系统被控对象具有强非线性,目前针对非线性预测控制的研究很多[6-7],但为避免非线性预测控制计算负担过重带来的计算实时性问题,考虑将多模型方法[8-9]与预测控制技术结合。
常规DCS 控制系统并未对机组在CCS 运行方式下是否投入AGC 功能作控制参数区分,为提高机组综合调频性能指标Kp ,INFIT 系统采用智能算法对预测控制参数进行寻优。
工程应用表明,INFIT 系统不仅能有效提升协调控制系统的负荷调节品质,保证压力、汽温等关键参数的控制性能,还能显著增加机组辅助调频市场收益、减少“两个细则”考核,为机组带来可观的经济效益。
1协调系统被控对象1.1被控对象结构以某厂#2超临界直流炉机组为研究对象,机炉协调控制系统的主要任务是在保持压力等主要参数在允许范围内变化的前提下,将锅炉-汽机看作一个整体进行控制,以快速满足机组负荷要求。
M701F型燃气轮机控制系统分析
M701F 型燃气轮机控制系统分析席亚宾1,李洪涛2,马永光3(1.广东惠州天然气发电有限公司,广东 惠州 5160822.哈尔滨工业大学,哈尔滨 150001;3.华北电力大学,河北 保定 071003)摘 要:M701F 燃机DCS 采用DiasysNetmation,其控制主要由燃机控制系统、燃机保护系统和高级燃烧压力波动监视系统组成。
本文简要介绍了M701F 燃机DCS 系统的构成,分别叙述了TCS 、TPS 和AC PFM 自控制系统的作用,并对其主要控制功能进行了分析。
关 键 词:控制信号输出(CSO);联合循环;M701F 燃机;高级燃烧压力波动监视器(ACPEM)中图分类号:TK323 文献标识码:A 文章编号:1009-2889(2009)03-0021-04燃气轮机由于启停快、调峰能力强的特点而发展迅猛。
惠州LNG 电厂建有3 390MW 联合循环机组,燃机为M701F,现已投产发电。
本文主要介绍M701F 燃机控制系统的构成和特点,并对主要控制系统功能进行分析。
1 M701F 燃机的DCS 构成M701F 燃机的DCS 采用三菱重工的DiasysNet -mation,是Diasys 系列的第三代过程控制系统。
M701F 燃机控制主要由燃机控制系统TCS(Turbine Control Syste m)、燃机保护系统TPS(Turbine Protection System)和高级燃烧压力波动监视系统AC PF M (Ad -vanced Combustion Pressure Fluctuation Monitor )组成。
M701F 燃气轮机控制系统的微处理器是基于数字控制器的双冗余系统,是燃机速度、负荷和温度的自动控制中心。
在燃气轮发电机从启动到满负荷运行的各个阶段,若处于控制状态的微处理器发生故障,控制系统能无扰动地切换到冗余的微处理器。
1.1DiasysNetmation 构成1.1.1多功能过程站(MPS)MPS 用于完成自动控制和I/O 数据的处理,存储1h 的短期(采集周期1s)数据。
基于Simulink的航空发动机控制律设计与仿真
基于Simulink的航空发动机控制律设计与仿真柳亚冰;单贵平【摘要】The computer simulation technology is widely used in the process of designing the aero-engine FADEC system. This paper proposes a digital control system design process of one turboprop engine,which is based on the computer simulation technology and the simulation platform is developed by using the Matlab/simulink software.lt started from the analyzing of the model's responses, then designs the control rules and did the simulation validation. In addition, it improves the control rules and designs the feed-forward compensation based on the result of simulation. Finally, the full digital simulation environment of aero-engine is constructed, and did the simulation of the control rules. At last, the feasibility is verified through the digital simulation, and it provides a guidance of the FADEC design.%在航空发动机数控系统设计过程中,计算机仿真技术得到了广泛应用.基于计算机仿真技术,利用Matlab/simulink软件开发数字仿真平台,在某型涡桨航空发动机数控系统方案设计过程中,进行了模型的响应分析,设计了控制规律并进行仿真验证；根据仿真结果,改进设计了前馈补偿环节,并进行了仿真验证；搭建了该型发动机的全数字仿真环境,对控制规律进行仿真验证.通过数字仿真验证了控制规律的可行性,指导了数控系统方案设计.【期刊名称】《微型电脑应用》【年(卷),期】2012(028)010【总页数】3页(P13-15)【关键词】计算机技术;航空发动机数控系统;数字仿真;Matlab/simulink【作者】柳亚冰;单贵平【作者单位】上海交通大学,上海,200030;南京航空航天大学,无锡,214063【正文语种】中文【中图分类】TP3110 引言航空发动机是个强非线性、时变、多变量系统，因其高复杂度，所以发动机的控制系统是航空发动机技术发展的一个关注热点。
f级燃机发电效率
f级燃机发电效率
F级燃机（F-class gas turbine）是一种高效率燃机，具有较高的发电效率。
F级燃机采用了先进的燃烧技术和优化设计，使其能够更充分地利用燃料中的能量来产生动力。
与传统的燃煤发电厂相比，F级燃机发电效率通常可以达到50%以上，有些型号甚至可以达到60%以上。
这意味着更高的能源利用率，更少的燃料消耗和更低的碳排放。
F级燃机的高效率主要得益于其采用了先进的技术和设计，比如采用了更高的燃烧温度、更高的压缩比、更先进的涡轮设计等。
这些技术的应用使得燃气轮机能够更有效地转换燃料的化学能为机械能，进而转化为电能。
此外，F级燃机还具有其他一些优点，比如启动快速、运行灵活、对环境友好等。
这些因素使得F级燃机成为现代化的发电设备中的主流选择之一。
总之，F级燃机发电效率高，能够更有效地利用燃料能量，减少资源消耗和碳排放，是未来可持续发展能源系统中重要的组成部分。
F燃机启动调试步骤
F燃机启动调试步骤燃机启动调试是一个非常重要的过程，确保燃机的正常工作和安全运行。
下面是一个简要的燃机启动调试步骤：1.准备工作在开始燃机启动调试之前，首先需要进行一些准备工作。
这包括检查燃机的各个部件是否完好无损，确保所有的连接都牢固可靠，检查燃料、润滑油等供给系统是否正常运转，以及确保所有的安全设备都齐全可靠。
2.点火系统调试点火系统是燃机启动的关键部分，必须确保其正常工作才能启动燃机。
在进行点火系统调试之前，需要先检查点火电极的间隙是否合适，并清洁好点火系统。
然后可以进行点火系统调试，检查点火设备是否正常工作，确保点火正常稳定。
3.燃料系统调试燃料系统是燃机正常运行的关键部分，必须确保其正常供给足够的燃料才能启动燃机。
在进行燃料系统调试之前，需要检查燃油储存设备是否充足，并进行必要的燃料预热处理。
然后可以进行燃料系统调试，确保燃料供给正常稳定。
4.冷却系统调试冷却系统是燃机正常运行的关键部分，必须确保其正常运转以避免燃机过热。
在进行冷却系统调试之前，需要检查冷却系统的水箱是否加满冷却液，并确保水泵和水管都处于正常状态。
然后可以进行冷却系统调试，确保冷却系统正常运转。
5.润滑系统调试润滑系统是燃机正常运行的关键部分，必须确保其正常运转以避免燃机过度磨损。
在进行润滑系统调试之前，需要检查润滑系统的油箱是否加满润滑油，并确保油泵和油管都处于正常状态。
然后可以进行润滑系统调试，确保润滑系统正常运转。
6.燃机启动当以上准备工作完成后，可以进行燃机启动。
首先将燃机控制面板上的开关拨至启动位置，然后按照燃机启动流程操作，确保燃机启动顺利。
在启动过程中需要仔细观察燃机的运转情况，确保其正常工作。
7.调试检查启动后需要对燃机进行调试检查，确保其运转正常并符合预期。
这包括观察燃机运行参数，检查排气情况，观察燃机温度等。
如果发现任何异常情况，应及时处理并调整。
8.燃机停止当燃机调试完成后，需要将燃机停机并进行关机操作。
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