燃气轮机控制系统共60页
燃气轮机控制系统概况
燃气轮机控制系统—SPEEDTRONIC Mark V摘要:本文介绍了燃气轮机与其控制系统的开展历程,以与燃气轮机控制系统—SPEEDTRONIC Mark V的工作原理与主要功能,并列举了几个燃气轮机控制系统的例子。
关键词:燃气轮机;控制系统SPEEDTRONIC Mark VGas Turbine Control System Abstract: This paper introduce the development history of gas turbines and their control system, and the functional principle and main features of gas turbine control systems, acpanied by some exemplifying system.Keywords: Gas Turbine; control system1.燃气轮机控制系统的开展燃气轮机开场成为工矿企业和公用事业的原动机组始于40年代后期,其最初被用作管道天然气输送与电网调峰。
早期的控制系统采纳了液压机械式气轮机调速器,并辅以气动温控,启机燃料限制稳定与手动程控等功能。
其余诸如超速、超温、着火、熄火、无润滑油与振动超标等保护均由独立的装置来实现。
随着控制技术的飞快开展，燃气轮机控制系统出现了以燃料调节器为代表的液压机械操动机构,以与用于启、停机自动控制的继电器自动程序控制。
继电器自动程序控制,结合简单的报警监视亦可和SCADA(监控与数据采集)系统接口,用于连续遥控运行。
这便是于1966年美国GE公司推出的第一台燃机电子控制系统的雏形。
该套系统,也就是后来被定名为SPEEDTRONIC MARK I的控制系统,以电子装置取代了早期的燃料调节器。
MARK I系统采用固态系列元件模拟式控制系统，大约50块印刷电路板，继电器型顺序控制和输出逻辑。
燃气轮机控制系统的设计及性能分析
燃气轮机控制系统的设计及性能分析燃气轮机控制系统是指控制燃气轮机运行的一套电气系统，主要由控制器、传感器和执行器等组成。
它的设计和性能直接影响着燃气轮机的可靠性、安全性和经济性。
本文旨在探讨燃气轮机控制系统的设计及性能分析，帮助读者更好地了解和运用这一领域的知识。
一、燃气轮机控制系统的设计1. 控制目标与策略燃气轮机控制的目标主要是控制其转速和负载，在保证燃气轮机安全可靠的情况下，最大限度地提高其效率。
控制策略包括速度控制和负荷控制两种方式，其中速度控制是通过调节燃气轮机的燃气流量来控制转速，负荷控制是通过调节冷却水流量或蒸汽流量来控制负荷。
控制策略的选取应根据具体情况和需要进行综合考虑。
2. 控制器的选型与布置燃气轮机控制器是实现以上控制策略的核心部件，其选型应有以下几个方面的考虑：性能要求、可靠性、扩展性、易用性和经济性。
控制器的布置应考虑控制面板、控制站和控制中心的统一管理，采用现代化的网络化控制手段，提供远程控制和状态监测功能。
3. 传感器的选择与安装燃气轮机控制系统需要大量的传感器来测量各种物理量，如转速、温度、压力、流量等参数，以便进行更准确的控制。
传感器的选择应考虑测量范围、准确度、可靠性、安全性和适应性等因素，而传感器的安装应考虑其位置、数量和要求，保证传感器读取的数据准确无误。
4. 执行器的选用与安装燃气轮机控制系统需要执行器来执行控制器发出的命令，如电动机、风门和水阀等。
执行器的选用应考虑其可靠性、速度、精度和功率等因素，而执行器的安装应考虑其位置、数量和要求，其操作应简单、耐用、安全可靠。
二、燃气轮机控制系统的性能分析1. 燃气轮机的效率分析燃气轮机的效率是指其输出功率与输入热量之间的比值，影响燃气轮机的经济性和环保性。
燃气轮机的效率可以通过计算发电机的电能输出和燃气使用量来确定。
燃气轮机的热效率越高，其使用效益和环保效益就越好。
2. 燃气轮机的灵敏度分析燃气轮机的灵敏度是指控制器对于输入信号的变化所产生的反应速度和精度。
燃机控制系统讲义
第一节燃气轮机的主控系统主控系统是指燃气轮机的连续调节系统，单轴燃气轮机控制系统设置了几种自动改变燃气轮机燃料消耗率的主控制系统(见表11—1)和每个系统对应的输出指令——FSR（FUEL STROKE REFERENCE燃料行程基准）．此外还设置了手动控制燃料行程基准。
上述6个FSR量进入最小值选择门，选出6个FSR中的最小值作为输出，以此作为该时刻实际执行用的FSR控制信号。
因而虽然任何时刻6个系统各自都有输出，但只有一个控制系统的输出进入实际燃料控制系统(见图11一1)。
一、启动控制系统启动控制系统仅控制燃气轮机从点火开始直到启动程序完成这一过程中燃料Gf (在Mark-V系统中通过启动控制系统输出FSRSU)。
燃气轮机启动过程中燃料需要量变化范围相当大。
其最大值受压气机喘振(有时还受透平超温)所限．最小值则受熄火极限或零功率所限。
这个上下限随着燃气轮机转速大小而变，在脱扣转速时这个上下限之间的范围最窄。
沿上限控制燃料量可使启动最快，但燃气轮机温度变化剧烈，会产生较大的热应力，导致材料的热疲劳而缩短使用寿命。
启动控制过程是开环的，根据程序系统来的一组逻辑信号来分段输出预先设置的FSRSU，整个启动控制的过程用图11-2曲线表示。
图11-3则给出了FSRSU的控制算法。
当燃气轮机被启动机带到点火转速(约20％n0 L14HM=1)并满足点火条件L83SUFI=1时，受其控制的伪触点闭合，控制常数FSKSU-F1（典型值为22 .0％FSR）和压气机气流温度系数CQTC(通常为0. 9—1．25)相乘通过NOT MAX最终赋给FSRSU,以建立点火FSR值。
为了点燃火焰并提供燃烧室之间的联焰，在火花塞打火时，点火FSR相对较大。
当下列条件之一满足时，就算作点火成功：①至少两个火焰检测器检测到火焰并超过2s; ②所有4个火焰检测器均检测到火焰。
如果点火成功，控制系统给出L83SUWU=1, L83SU-F1=0。
9FA燃气轮机控制系统分析
9FA燃气轮机控制系统分析燃气轮机控制系统是指对燃气轮机进行监测、调节和控制的系统，主要用于实现燃气轮机的稳定运行和优化控制。
本文将对9FA燃气轮机控制系统进行分析，包括其组成结构、工作原理以及优缺点。
9FA燃气轮机控制系统由传感器、执行元件、数据处理单元和人机界面组成。
其中，传感器用于对燃气轮机输出的各种参数进行测量和监测，如转速、温度、压力等；执行元件负责根据数据处理单元的控制命令，控制和调节燃气轮机的各个部件，包括燃烧器、空气系统、燃气系统等；数据处理单元是整个系统的核心，负责采集、处理和分析传感器采集到的数据，并根据设定的控制策略生成控制命令；人机界面用于人机交互，包括显示系统运行状态和参数、设置控制策略等。
9FA燃气轮机控制系统的工作原理主要包括数据采集、数据处理和控制反馈三个过程。
首先，传感器测量和采集燃气轮机各个部件的运行参数，并将数据送至数据处理单元。
数据处理单元对采集到的数据进行处理和分析，根据预先设定的控制策略生成控制命令，并发送给执行元件。
执行元件根据控制命令对燃气轮机的各个部件进行调节和控制，以实现燃气轮机的稳定运行。
同时，执行元件还会将控制结果反馈给数据处理单元，用于系统监测和优化控制。
人机界面可以对系统进行监测和调节，实现对系统的实时监控和远程控制。
9FA燃气轮机控制系统具有以下优点：首先，系统能够实现对燃气轮机运行参数的精确监测和测量，保证了系统的可靠性和安全性；其次，数据处理单元能够根据采集到的数据进行实时分析和处理，并自动调节和优化控制策略，提高了系统的效率和性能；再次，人机界面友好、易操作，可以实现对系统的集中监控和远程控制，方便操作员对系统进行管理和调节。
然而，9FA燃气轮机控制系统也存在一些局限性。
首先，系统的复杂性和高成本使得对系统运行和维护要求较高，需要经过专门的培训和技术支持；其次，系统对环境条件要求较高，温度、湿度等因素可能会对系统的正常运行产生影响；再次，由于燃气轮机的运行参数具有较大的波动性，系统控制策略的确定和优化比较复杂，需要结合实际情况进行调整。
燃气轮机控制系统培训2009
燃 气 轮 机 的 主 控 系 统
图9 温度控制曲线
燃 气 轮 机 的 主 控 系 统
图10 CPD故障时的温度控制简化原理图
燃 气 轮 机 的 主 控 系 统
停机控制系统
正常停机从操作员选择 STOP 指令、控制系统 给出停机信号 L94X 开始。如果发电机断路器 是闭合的，数字给定点开始以正常速率下降以 减少FSR和负荷，直到逆功率继电器动作使发 电机断路器开路，此后FSR将逐步下降、减速。 犹如其启动过程一样，升温和降温速度过快同 样会影响机组部件的使用寿命，停机控制中就 是通过控制系统控制停机过程中 FSRSD 的递 减速率来合理控制热应力的大小。
8.673
10.0
燃 气 轮 机 的 主 控 系 统
手动FSR控制系统
操作员可以手动控制 FSR ，但一般仅 在控制器故障或调试时才用。手动控 制燃料行程基准 FSRMAN 也将作为最 小值选择门 MIN SEL 的诸项输入之一。
燃 气 轮 机 的 主 控 系 统
图13 FSRMAN控制算法
燃 气 轮 机 的 主 控 系 统
图5 加速控制的算法
燃 气 轮 机 的 主 控 系 统
图6 加速控制的TAKNn
燃 气 轮 机 的 主 控 系 统
表2 n
TNHAR的典型控制常数
1 2
50.0
3
75.0
4
95.0
5
100.0
TAKNn （ % ） 40.0
TAKHn （%/ s）
0.11
0.11
0.31
0.31
0.10
温度控制系统
燃 气 轮 机 的 主 控 系 统
燃气轮机的控制系统包括调节系统
燃气轮机的控制系统包括调节系统、操纵系统和保安系统。
控制系统的功能是把机器的工况控制在安全允许的范围内，以满足负荷方面的要求和机器本身经济性和使用寿命方面的要求。
各系统的内容和复杂程度随机器的用途和容量大小而异。
机械液压式控制系统曾在燃气轮机中占统治地位，但它难于组成高度自动化的复杂系统。
后来出现的电子液压式系统功能强，能完成综合运算、逻辑判断等任务，可以组成高度自动化的复杂系统，并能利用计算机和实现遥控，已广泛用于燃气轮机控制系统。
调节系统它控制正常运行工况，主要满足负荷方面的要求，在有些情况下还能满足经济性方面的要求。
这些要求是靠调节器自动改变燃料消耗率G (千克／秒)，有时还转动压气机或透平的可调静叶,以控制转速、燃气初温3等，使其按预定的调节规律变化来达到的。
根据实测转速与其给定值[xx]之间的差值来改变G，以保证符合= [xx]这一调节规律的转速调节器，在燃气轮机中得到广泛的应用。
如果最终G的改变量正比于这一差值，便不能达到精确地等于[xx]，这种调节称为有差调节。
如要只要存在差值就不断改变G，则有可能最终消除这个差值，使精确地等于[xx]，这种调节称为无差调节。
带动同步发电机的燃气轮机的基本调节规律是输出轴转速=[xx]的有差调节。
其稳态转速随功率下降而增高(见汽轮机控制系统)。
若使正比于转速的信号加上正比于功率的信号等于某一给定值作为调节规律（称为功频调节），也可得到与转速有差调节同样的稳态结果。
单轴燃气轮机-发电机（图1a[燃气轮机-负荷]）使用图2a、b中的调节系统;分轴燃气轮机-发电机（图1b[燃气轮机-负荷]）使用图2c [调节系统框图]、d[调节系统框图]、e[调节系统框图]、f[调节系统框图]的调节系统。
这些调节系统都有如下功能：①单独发电情况下，负荷变化时能保持输出轴转速在给定值附近，并可通过改变给定值来改变转速；②并网发电情况下，负荷变化时能保持电网频率在额定值附近，并自动按各并网机器的调节系统特性来分配负荷变化的份额。
燃气轮机原理及控制调节
为控制常数存入存储单元）； • KDroop——决定有差转速控制不等率的控制常数（调峰的燃
气轮机δ一般取4%）。
Centaur 40 燃气轮机
发电机
VP40(98)-006
Centaur 40 发电机组
VP40(98)-007
Centaur 40双轴燃气轮机
喷嘴壳体和喷嘴总成
排气收集器
燃料喷嘴 压缩机扩散器总成 压缩机壳体总成 压缩机转子总成
附属驱动装置总成
涡轮排气扩散器 驱动轴总成
燃烧室总成 气体燃料歧管 压缩机可变导叶总成 进口空气总成
转速控制是燃气轮机最基本的控制系统， Mark-VI系统有“有差控制”（Droop Speed） 与“无差控制”（Isoch Speed）两种控制方
式。
比例调节的原理
比例调节的原理
比例调节的原理
燃气轮机的负荷控制系统与火电厂的负荷控制系统有 本质的区别,传统的燃气轮机负荷控制系统多采用如图 2-5 所示的负荷—转速串级控制方式。其中转速为有 差调节,功率为带不灵敏区的无差调节,保证稳态时功 率为设定值。不难看出,图2-5 所示的燃气轮机负荷控 制系统无一次调频功能,其目标为调节机组实发功率Ne 达到预定值Nes ,不考虑系统频率的扰动, 即认为当燃 气轮机发电机组并网后, 其转速受电网频率的钳制, 为 恒定的频率值n = n0 。只有对转速进行有差调节,才能 实现机组功率的无差调节,即通过改变转速比例调节器 的设定值ns 来改变机组的输出功率, 从而保证机组具
[能源化工]燃机三菱控制系统简述.ppt
![[能源化工]燃机三菱控制系统简述.ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/529b478b0b4c2e3f56276347.png)
用于监控和操作电厂设备的人机借口； 采用基于Windows系统的WSM（Work Space Manager）软件，使得操 作员监控设备运行很容易。 硬件采用DellPowerEdge 1800服务器，配备3块千兆以太网卡，512兆 内存。 具备生产过程画面及实时数据显示、操作窗口显示及实时操作、实 时及历史趋势显示、报警显示、报表制作及显示和事故追忆等功能。
燃料限制控制系统(FUEL LIMIT CONTROL) 燃料限制控制燃料基准FLCSO
上述5个CSO量同时进入最小值选择门，选出5个CSO中的最小值作为输出。只有 一个控制系统的输出有可能进入实际燃料控制系统以最安全的原则协调并保证 了上述各控制系统的协同配合。
M701F燃气轮机控制系统
最小值选择门的输出再通过一个高选门进行选高值输出，最后以此 作为该时刻实际执行用的CSO控制信号。
Diasys Netmation控制系统概述
1) 利用最新信息技术的系统
➢ 独自开发研制的「MHI卡通信」以互联网通信技术为基 础，具备面向工厂控制系统不可缺少的高可靠性，便于 实现远程监控。
➢ 包括由客户的办公室对工厂实施操作监视，利用电话线 路对工厂进行远程监视以及从三菱重工的工厂进行远程 运转支持。
Diasys Netmation控制系统概述
工程师站（EMS）
用于控制系统组态和维护整个Diasys NetMation系统 所有数据维护采用ORCA（Object Relation Control Architecture）集成 数据库管理，维护人员不许具备复杂的数据库知识。 硬件采用DellPowerEdge1800服务器，配千兆以太网卡，1G内存； 软件采用DIASYS IDOL++，包含逻辑组态工具（FLIPPER）、画面 组态工具(MARLIN)、文档组态工具(CORAL)和操作面板组态工具 (SCALLOP)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
燃气轮机控制系统
1、 舟 遥 遥 以 轻飏， 风飘飘 而吹衣 。 2、 秋 菊 有 佳 色，裛 露掇其 英。 3、 日 月 掷 人 去，有 志不获 骋。 4、 未 言 心 相 醉，不 再接杯 酒。 5、 黄 发 垂 髫 ，并怡 然自乐 。
▪
谢谢！
60
Hale Waihona Puke