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1、燃气轮机及燃气-蒸汽联合循环电厂控制与保护,Diasys Netmation控制系统概述,DIASYS Netmation控制系统将因特网、企业内部信息网技术、大型数据库，包含高性能且价格低廉的微机在内的硬件，便于使用的人机界面软件等信息通信技术融合在一起；同时结合设备制造厂家的丰富经验以及控制技术，可靠性高，经济性能出色，高度自动化和便于维护，最大限度满足客户需求。,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
2、程运转支持。对外部设置了防火墙，以确保安全性。人机界面装置采用 Windows 基准的微机，逻辑绘图软件采用Office的计算机辅助设计(CAD)工具VISIO，是便于操作和维护的系统。,Diasys Netmation控制系统概述,Diasys Netmation控制系统概述,2)采用完善的综合数据库，便于维护可以利用一个数据库对工厂整个系统和控制设备进行一元化管理的系统。由于是利用综合数据库对人机界面的画面，逻辑，系统构成等与工厂设备有关的数据，使用完善的综合数据库，进行一元化管理，不需要其它辅助作业就能进行高效率维护。,3)高可靠性采用冗余化设计的容错设计和严格的质量管理体质，实现了系统
3、的高可靠性。凭借和工厂主机设备成为一体的责任体质，对系统进行综合支持。4)高度控制功能将强大的32位处理器，高速网络以及充实的过程输入输出模块有机地结合，发挥优越的控制功能。,Diasys Netmation控制系统概述,5)出色的操作性能基于人机工程学技术构筑的操作站，可以防止人为错误，并提供便于使用的操作环境。6)便于维护出现故障时，凭借系统自诊断功能可以迅速特别指定发生异常的原因，以模块为单位便于对系统进行维护。利用维护工具可以容易地改变逻辑，编制人机界面的画面和进行系统构筑。,Diasys Netmation控制系统概述,7)灵活的系统构成不论规模大小，从控制环路少的小规模系统到如工厂
4、控制的大规模系统，都可广泛灵活对应，而且还便于将来系统扩展。,Diasys Netmation控制系统概述,Netmation控制系统从底层到上层分别使用了ControlNet网络和以太网络作为主要网络；Netmation控制系统结构分散，主要依赖先进的网络技术和通信技术实现全场控制系统DCS的统一。系统网络分成两部分，分别是单元网络和公共网络，每种网络都由多个子系统组成。,Diasys Netmation控制系统概述,单元网络本网络分为TCS系统，HRSG系统，PCS系统，TPS系统，TSI系统和单元GW C系统。TCS系统：透平控制系统(TURBINEC0NTR0I SYsTEM)，控制对
5、象包括IGV，燃烧筒旁路阀BYPASS，燃机防喘电磁阀，燃料量，汽机透平蒸汽阀，负荷，转速等等，主要控制对象是燃机本体设备，汽机透平本体设备及油路系统。HRSG系统：余热锅炉控制系统，控制包括余热锅炉上的所有测点，减温水，给水，锅炉疏水等等，控制对象是余热锅炉炉膛，锅炉侧水一蒸汽系统。,Diasys Netmation控制系统概述,PCS系统：过程控制系统(PROCESS C0NTR0L SYSTEM)控制包括汽机旁路，凝汽器，汽机侧疏水，凝结水泵等等，控制对象包括汽机测除透平主蒸汽外的所有设备。TPS系统：透平保护系统(TURBINE PROTECT SYSTEM)包括对燃机的保护相关信号收
6、集及逻辑分析保护动作条件并判断是否发出保护动作。TSI系统：透平监视系统，监视信号包括缸涨、轴向位移、振动、键相(上述信号由本特利系统监视)，零转速，单元机组燃气流量，火焰状态等信号的监视，并转化为Tcs及TPS能够接受的信号形式转送给TCS系统和TPS系统。,Diasys Netmation控制系统概述,单元GWC系统：单元部分各站通过以太网方式通过单元GWC建立通信，包括HRSG系统，PCS系统，单元ECS系统，各上位机操作站电脑和工程师站电脑，单元部分各PLC从站通过MODBUS协议接入本站，包括单元系统ECS部分信号，各机组的炉水处理，实现与DCS之间的通信。,Diasys Netma
7、tion控制系统概述,公共网络公共网络部分分为单元ECS系统，COMM-1系统，COMM-2系统和CGWC系统。单元ECS系统：单元机组的电气方面信号。主要是接受电压、电流反馈，电气开关的远程控制，单元机组的励磁及发电机控制。COMM一1系统：循环水系统。,Diasys Netmation控制系统概述,COMM一2系统：包括辅助蒸汽，压缩空气，闭式循环冷却水，消防水泵房各系统信号接入。CGWC系统：即公共网关系统，厂内公用系统部分PLC从站通过CGWC接入DCS系统，包括化学水处理，制氢站，天然气调压站，启动锅炉等PLC从站通过MODBUS协议接入网关柜；同时C0M-1，COM-2，CECS，
8、#1UGWC，#2UGWC，#3UGWC均通过光纤转以太网的方式接入CGWC。,Diasys Netmation控制系统概述,Diasys Netmation控制系统概述,M701F燃气轮机DCS系统构成,采用三菱重工的Diasys Netmation系列第三代过程控制系统。燃机控制主要由燃机控制系统TCS（Turbine Control System）、燃机保护系统(Turbine Protection System)和高级燃烧压力波动监视系统ACPFM（Advanced Combustion Pressure Fluctuation Monitor）组成。控制系统微处理器为基于数字控制器的
9、双冗余系统，是燃机速度、负荷和温度的自动控制中心。覆盖燃机从启动到满负荷运行的各个阶段。处于控制状态的微处理器发生故障，无扰动地切换至冗余的微处理器。,Diasys Netmation构成,多功能过程站（MPS）:用于完成自动控制和I/O数据的处理；存储1小时的短期数据；采用嵌入式实时操作系统pSos，CPU处理速度最高700MHz，采用紧凑型133MbpsPCI总线，配备32M一级缓存，256M二级缓存，支持高速运算；通过ControlNet控制网络可直接和水处理系统、制氢系统、空压机等辅助控制系统PLC连接；通过ControlNet与现场总线相连，支持双冗余配置和光纤通信，支持远程I/O系
10、统配置。,MPS主要由CPU、系统I/O卡、以太网卡、ControlNet网络、适配器和各种I/O模块构成。,包括两种类型通信网络：以太网和ControlNet网络，采用双冗余总线系统。以太网用于MPS和OPS、EMS、ACS之间的通信；其CPU通过C-PCI总线与以太网卡相连，再与OPS、EMS和ACS进行数据交换。ControlNet用于MPS内部网络的连接，MPS的CPU通过和ControlNet卡相连，与I/O模块通信。实时过程控制数据采用双冗余网络结构，包括P通道和Q通道，P、Q通道以总线使网络拓扑结构连接各站，以实现各站间的数据共享。,操作员站（OPS）,用于监控和操作电厂设备的人
11、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。,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
12、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)。,Diasys Netmation控制系统概述,历史数据站（ACS）,能够周期性地实时采集MPS中的数据，并存储、管理大量的历史数据和外部设备如打印机等；具备数据服务器作用；硬件采用DellPower Edget1800服务器，配千兆以太网卡，1.5G内存。,Diasys Netmation控制系统概述,Diasys Netmation系统通信结构MHI
13、 CRAD通信系统,MHI CRAD(Agent-oriented communication architecture)通信系统是一种通信协议，通过Internet或者Intranet给Diasys Netmation提供高效通信手段。用于通过单元网络交换过程数据和使用Browser OPS通过Internet或者Intranet交换数据。使用微软DCOM组件技术和标准的TCP/UDP/IP通信协议，任何时候从任何地点获取需要的数据。通信负荷低，支持远程监控。,通信协议数据传递过程,任何时候客户端OPS发送数据请求，MHI卡片写入数据请求指令，通过网络进行广播。数据请求指令卡片通过机组网络、
14、Internet或Intranet被MPS获取（为了安全，数据请求指令首先被ACS提取）。MPS生成一个包含所请求数据的包，并通过网络以广播方式相应，显示在客户端OPS的屏幕上。传输仅仅是请求的数据，网络上的负荷可以保持很小。,主控系统的最小选和高选门,燃机主控系统即燃气轮机的连续调节系统，M701F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的主控制系统和每个系统对应的输出指令CSO（Control Signal Output），作为燃料控制系统的基准。,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
15、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。,高选门的限制值将自动根据燃机所处的状态更换。MDO：点火之前FIRE：点火时，维持燃料流量以取得可靠点燃。WUP：在加速期间，维持燃料流量，防止火焰熄灭，并足以预热及加速达到额定速度。MIN：加速后快达到额定速度时，维持最低的燃料流量以防止火焰在瞬变操作期间熄灭。高选门的作用是防止CSO过分降低，而导致在过渡过程期间贫油熄火。例如在最极端的例子，机组突然甩全部负荷，燃气轮机控制系统回路要把CSO信号迅速压低，而高选门的最小C
16、SO给定值则建立了避免熄火的最小燃料流量值。最小选及高选的控制框图如下图所示。,M701F燃气轮机控制系统,M701F燃气轮机控制系统,M701F燃气轮机控制系统,自动负荷调节ALR（AUTO LOAD REGULATION）GOVERNOR和LOADLIMIT方式均可接受ALR指令信号；在ALR ON的条件下，ALR的输出作为机组功率设定值ALR SET送到GOVENOR方式和LOAD LIMIT方式回路；ALR ON下有ALR MAN和ALR AUTO两种方式。在ALR MAN方式下，ALR目标功率可以手动给定或机组根据机组工矿自动给定。在ALR AUTO方式下，ALR目标功率跟踪中调EM
17、S来的目标负荷指令信号，即AGC模式。ALR ON模式下机组负荷是闭环无差调节的，在没有进入温控模式前提下，若机组实际负荷比ALR功率设定值ALRSET低，则自动增加GOVERNOR方式下的SPSET值或LOAD LIMIT方式下的LDCSO值。若机组实际负荷比ALR目标功率ALR SET高，情况相反。,GOVERNOR转速控制方式,在ALR ON方式并在GOVERNOR方式下，ALR的输出ALR SET与实际功率相比较，改变GOVERNOR的转速设定值，使机组实际功率与ALR SET相等。,LOAD LIMIT的功率设定值加下一个+5%的偏置，当电网频率突然快速下降时，LOAD LIMIT会
18、限制负荷的快速增加。,采用纯比例P控制回路，不等率为4%（可以在逻辑上进行修改），进行转速自动调节。在机组并网前，额定转下进行自动同期调节或进行空负荷时的转速调节。机组并网后，若机组在GOVERNOR方式下运行，通过改变转速设定值“SPSET”来改变机组的负荷，转速设置3000r/min时为0MW，转速设置3120r/min（不等率为4%）时为额定负荷,在ALR ON模式下，GOVERNOR的转速设定值为ALR的负荷设定值ALR SET与机组实际功率信号比较后得到，GOVERNOR输出GVCSO使机组实际负荷始终等于ALR SET，机组负荷实际上为闭环无差调节，此时机组是否具有一次调频功能取决
19、于ALR ON模式是否有调频功能。,在ALR OFF模式下GOVERNOR转速设定值由运行人员手动设定，此时机组具有一次调频功能,转速控制的SPREF=(SPSET+100)*30,在LDON为零时（即点火及升速阶段），SPSET0.266，所以SPREF约为3008rpm。SPSET加上100后为100.266，减去实际转速得到偏差值INPUT，对该偏差进行比例调节。,GVCSOINPUT*GV GAIN+NO LOAD CSONO LOAD CSO33.2，GV GAIN4/48.2所以在燃机升速阶段，41.2GVCSO33.2。,MD2时（空载全速），跟踪信号Ts为0。此时操作员使同期装
20、置投入自动，自动同期装置则会根据同步并网的要求分别产生SPEED UP和SPEED DOWN的信号，使SPSET（转速设定值）以一定的斜率增减，从而实现发电机频率与电网频率的匹配。,MD3时（发电机出口断路器GCB闭合），跟踪信号保持一段时间后为0。跟踪信号为1时，被跟踪的数值Tr很大，但SPSET的上下限分别为6和4，因此SPSET实际输出应为上限值6。根据以上公式此时GVCSO约为33.7，仍然为实际输出的CSO，即实现机组的并网后，GVCSO使机组升负荷至初始负荷20MW。跟踪信号为0后，GVCSO工作状况则与MD2时相同。,LOAD LIMIT负荷控制方式,LOAD LIMIT方式是与
21、GOVERNOR方式互斥的模式,LOAD LIMIT方式为功率闭环无差调节，机组功率设定值为LDSET（LOAD SET）。,LOAD LIMIT方式下，GOVERNOR方式则处于跟踪状态，即GOVERNOR的输出跟踪控制信号CSO加上5%。当电网频率以很快的速度上升造成GOVERNOR的控制输出GVCSO减少超过5%时，机组控制信号输出CSO会暂时切换到GOVERNOR的GVCSO输出，当电网频率一直都上升使GVCSO减小超过5%并持续超过6秒时，GOVERNOR会参与调频作用，在电网频率下降后恢复；当电网频率下降时，GOVERNOR的控制输出GVCSO只会增加，CSO不会切换到GVCSO。
22、可见，这种模式下机组对电网的调频作用意义不大，可以说，这种模式下机组是没有一次调频功能的。,在ALR ON模式下，LOAD LIMIT的目标功率设定值为ALR的负荷设定值ALR SET，此时机组是否具有一次调频功能取决于ALR ON模式是否有调频功能。在ALR OFF模式下LOAD LIMIT的功率设定值由运行人员手动设定，此时机组没有一次调频功能。,对于负荷控制，当信号LOAD HOLD=1时，LDREFACTLD；LOAD HOLD为0时，LDREFLDSET。LDSET是一个过程量，主要是根据CRT上的LOAD LIMIT SET来决定的。当LDSET小于CRT上的设定值时，则增加；反之
23、则减小。LDON为0时（升速过程），LDSET20MW，LDCSO为60，所以其不可能通过最小选门。同步时LDSET为下限值20MW，等到GVCSO使机组并网带负荷至该初始负荷后，则转由LDCSO进行控制，此时LDSET根据一定的升速率不断增加，则控制机组继续升负荷至操作员选定的LOAD LIMIT SET值。,转速/负荷控制的相互切换,机组启动完成后，具体的CSO输出则根据操作员在OPS上预设的控制模式来决定。操作员根据中调的要求对ALR ON/OFF以及LDLIMIT(LOAD LIMIT MODE)/43GV(GT GOVERNOR MODE)的状态进行选定。,机组的工作状态由一下逻辑决
24、定：,GVAUTO（MD3&ALR ON）OR（LLOPE&GENERATOR POWER OUTPUT RANGE OVER为0）LDAUTO=（ALR ON&MD3)OR LLOPE为0,当ALR ON时，转速和负荷都为自动调节。即控制系统将自动调整调速器的参照点SPREF或负荷控制器的参照点LDREF，让机组产生的实际负荷与ALR Set的负荷需求等同。而在ALR OFF时，则主要由LLOPE（LOAD LIMIT OPERATION）决定，如果LLOPE为1，则为GVAUTO，反之则为LDAUTO。,根据LLOPE的逻辑，当MD3为1，且（工作在LOAD LIMIT MODE下 or
25、LDCSO作为实际输出），则LLOPE为1。即机组运行在负荷限制模式下，保持恒定负荷输出，频率可随电网进行波动（即GVAUTO）；反之，处于调频运行模式，负荷可根据电网频率进行自由增减（即LDAUTO）。,当温度控制还没有投入的前提下，无论机组具体运行于何种模式下，另外一种模式都会对此进行跟踪。,例如机组进行调频时，主要控制由速度控制执行，即实际输出CSOGVCSO，而此时LDCSOCSO5，一旦频率降得太快或频率值过低，GVCSO的输出急剧增大至大于LDCSO，负荷控制LDCSO则变为实际的CSO输出，维持负荷恒定，不再参与调频。直到频率稳定下来之后，机组再缓慢地调升负荷至调频要求的负荷值。
26、,GOVERNOR控制负荷而LOAD LIMIT跟踪（GOVERNOR FREE with automatic LOAD LIMIT TRACKING）,LOAD LIMIT控制负荷而GOVERNOR跟踪（LOAD LIMIT with automatic GOVERNOR tracking）,这种方式在希望机组并网后负荷保持在一个常数不变的情况下使用（在中国这种方式却是最常使用的方式，没有一次调频的作用，机组稳定）。这种方式下，机组一次调频基本上不起作用，但当电网频率升得太高太快引起GOCSO下降超过5%时，则机组负荷会相应地减少。而在电网频率下降时，机组负荷是不会改变的。如下图所示，当电网
27、频率稳定在d点时，负荷由D点按一定的速率慢慢回到E点。,M701F燃机温度控制系统,一般情况下，燃机透平进气温度T3越高，燃机的功率和效率越高，因此机组多希望在尽可能高的T3温度下安全运行。但是如果T3超出了合理的范围，将会对燃气轮机的安全造成威胁，因此在燃机运行过程中必须严格监控的变化，保证T3不超过规定的限定值。,但T3温度都非常高，9F级燃机是1400摄氏度左右，要直接测量和控制都非常困难。而在大气温度不变的稳态工况下，T3和排气温度T4的变化趋势是相同的，而T4远低于透平前温T3，且T4的温度场也因燃气经过透平做功时有所混合而比较均匀，所以T4便于测量和控制。因此可以通过测量燃气轮机的
28、排气温度T4来间接反映透平前温T3的大小。,为了反应变化的大气温度，还需要用大气温度或压气机出口压力等参数来修正T4温度。当大气温度增高时，压气机出口压力降低，为使T3为常数，T4温度增高。相反，为维持T3为常数，当大气温度降低时，压气机出口压力升高，则T4温度降低。,温度控制系统的作用1)在燃气温度超过允许值时，限制燃料的最大流量并保证启动和带负荷的每一阶段，透平的人口温度是安全的，使燃气温度不超过允许值。2)在必要时(尖峰运行和尖峰超载运行)可以提高温度的的限制值。运行中这个限制值是逐渐提高的，使机组的受热部件承受较小热应力。3)和超温保护系统一起，在各通道所测的温度值的差额超过某一定值时
29、发出警报。机组不论用何种方式加载，一旦机组进入温度控制便会自动切断加载回路，停止加负荷。,M701F燃机温度控制系统,温度控制系统原理燃机从启动到并网成功后，带初始负荷(约5)，以防止逆功率保护动作。此后，若燃料控制信号基准(csO)不断增加，燃机负荷和排气温度也不断升高，压气机进口导叶(IGV)角度随着开大以控制排气温度(ExT)。当负荷继续增加使进口导叶开到最大角度后，排气温度将大于温控基准，温度控制回路投人，抑制住燃料和负荷的增加，保证透平进气温度在允许范围内，避免过高温度对透平叶片的损害。温度控制系统在未投入前处于开环状态，为一阶惯性环节，实现对燃料基准的跟踪。当温控系统输出小于转速功
30、率控制系统输出被选中后，形成闭环的PI调节回路。,M701F燃机温度控制系统,M701F是采用压气机出口压力（COMB.SHELL PRESS）作为修正参数，为使T3为常数，排气温度T4和压气机出口压力之间有一条关系曲线，这就是温控基准线。,M701F的温度控制具体分为两类，叶片通道温度限制控制和排气温度限制控制。相应的温度测点也分为两类：叶片通道温度测点（20个）和排气温度测点（6个），都是环型均匀布置。,压气机出口压力有三个测点，取中值后作为温控基准函数的输入，温控基准函数的输出则做为排气温度T4的参考基准值（EXREF）。EXREF加上一个偏差量（BLADE PATH BIAS）即作为叶
31、片通道温度的参考基准值（BPREF）。因为叶片通道温度在排气温度的上游，因此其温度参考基准(BPREF)应该比排气温度参考基准（EXREF）高，这个偏差值大约为15摄氏度,M701F燃机温度控制系统,M701F燃机温度控制系统,温度控制系统分别根据参考基准值（EXREF和BPREF）与相应测量值的实际偏差值x，输入到有高低值限制的PI调节器，各自的输出则分别为BPCSO和EXCSO。当偏差为正值时（BPT/EXT均值比参照点低），控制器的输出为上限值：当前CSO加5，以跟踪当前的实际控温制CSO。倘若出现负值的偏差（BPT/EXT均值比参照点高），控制器将削减自己的燃料控制信号CSO（BPCS
32、O/EXCSO），直至达到正值的偏差为止。,进口导叶（IGV）控制,通常在压气机第一级动叶前还有一列静止固定的叶片，称为进口导流叶片（进口导叶inlet guide vane，简称IGV），用来控制进入第一级动叶前的气流方向。,压气机进口导叶控制就是当机组启停或调整负荷时，通过调节IGV叶片角度的变化，限制进入压气机的空气流量，从而达到保护机组安全运行、提高运行效率的目的。,IGV的最小开度为34度，最大开度为5度。启动令发出（L4 master on），IGV即打开到中间开度，以减小空气流量，防止机组喘振。当机组转速2745rpm时，IGV关闭到最小开度，在燃机负荷108MW时，保持最小开度
33、不变，以维持较高的燃机排气温度，提高联合循环的整体效率。若负荷继续增加，则IGV逐渐打开，到燃机负荷等于243MW时达到最大开度，之后即使负荷继续增加，IGV开度也保持不变。,M701F机组进口导叶控制系统的控制功能,L4（master on）1，即未发启动令或者停机时，IGV处于全关（0，34度）状态。,启停时的IGV控制,低转速时，轴流压气机易发生喘振，造成压气机出口压力产生很大的波动。轴流式压气机在低转速工况下的稳定工作范围很窄，即轴流式压气机在启停时防止发生喘振的安全裕量比较小。通过调节IGV的角度和防喘抽气调节进口空气流速，可以有效防止喘振的发生。,启停时，根据燃机的转速调节IGV的
34、角度，在发出启动令且n2745rpm时，IGV位于中间开度（39.5，19度），以减小进气流量，扩大压气机的稳定工作范围，防止喘振的发生。,M701F机组进口导叶控制系统的控制功能,并网前，转速信号根据经验函数f(x)模块转化为IGVCSO的基本值，f(x)模块是10点输人输出函数，采用描点法定义。这部分实现的功能是：IGVCSO在转速到达2745 rmin前始终保持在395。从转速达到2 745 rmin到燃气轮机并网，IGVCSO基本值通过左边两个T模块选入SG1，IGVCSO为0。启机过程中39.5的开度能够使机组较好地避开喘振带。IGV全关则是因为喘振带主要在转速较低的区域，当转速达到
35、一定高度避开喘振带后，关小IGV还能够减小压气机的阻力，减少燃气轮机升速过程中无谓的损耗。,M701F机组进口导叶控制系统的控制功能,负荷调节时的IGV控制,带负荷运行时，IGV 的开度控制由两部分组成。一部分为根据压气机进气温度和GT的负荷进行的负荷前馈控制，,IGV开度控制的另一部分为根据燃机排气温度进行的闭环反馈控制，闭环反馈控制器的输出为排气温度平均值与排气温度参考值之差经PI控制器后的输出。,负荷调节时的IGV控制,逻辑首先对燃气轮机的负荷变化进行了一定的调整：利用模块GC13oRLT02变换成IGV所需的变化速率，以结果“修正后的燃气轮机出力”(inlet guide comman
36、d，IGCM)输出。然后再根据IGCM增加部分压气机入口压力进行修正。,在温控信号插入点插入温控信号的计算值，并作为最终的IGVCSO基本值的输出。,负荷调节时的IGV控制,负荷调节时，IGV的偏转角度为前馈控制器输出与反馈控制器输出之和，前馈控制可以提高控制系统对负荷变化的响应速度，闭环反馈控制可以保证合适的排气温度，防止排气温度过高，二者结合很好的提高了控制的速度和精度。,带负荷运行时，IGV的控制原理如下,（1）带厂用电运行（不带外部负荷）或Runback时，为了提高响应速度和准确度，强制排气温度反馈控制的控制输出为0，仅有IGV的前馈控制起作用。,（2）带外部负荷运行升负荷的过程中，前
37、馈控制起主要作用，反馈控制用于监控排气温度，防止超温。定负荷运行中，前馈控制的输出保持不变，主要是反馈控制调节IGV的开度，从而控制排气温度，防止超温。部分负荷运行时（n98n0至燃机负荷108MW时，随着燃机负荷的上升，IGV的开度逐渐开大，在燃机负荷等于243MW时，IGV达到5度的最大开度。燃机负荷243MW时，负荷继续增大，IGV前馈控制的输出保持不变，反馈控制监控燃机排气温度。,当燃气轮机排气温度低于EXREF 10或以上时，将由比例积分模块，即逻辑图中的PIQ模块进行比例积分计算，输出一个越来越小的值，使IGV开度趋于变小(或减缓变大幅度)；当燃气轮机排气温度高于EXREF-10时
38、，由PIQ模块输出一个越来越大的值，使IGV开度趋于变大(或变小幅度减缓)。这样，就实现了燃气轮机排气温度始终接近E)CREF-10，从而在保护热通道的前提下尽可能提高了燃气轮机汽轮机联合循环的效率。,IGV异常处理a)负荷突然出现快速下降或将要发生负荷快速下降。此时，所有控制IGV开度输出速率的模块都采用跟踪模式，IGVCSO的输出快速达到当前工况所要求的输出，不再根据逻辑模块所限制的变化速率变化。b)熄火。IGVCSO基本值变为0，即开度关到最小，空气通流量约70，IGVCSO输出的变化速率为3 000/min，而正常情况下，IGVCSO输出的变化率为400/min。c)燃气轮机负荷测点送
39、人透平控制系统(turbine control system，TCS)部分报故障，IGCM值跟踪故障发生3 s前的值，并保持不变。此时，运行人员应及时保持当前负荷不变，以确保燃气轮机热通道工况不再发生大的变化但是如果是发电机负荷测点部分出现故障，就会有跳机保护动作，因此只有当故障发生在控制系统内部的通道时才有可能出现这种异常动作。,M701F机组进口导叶控制系统的控制功能,燃料限限制,燃料限限制,根据GT SPEED和COMB SHELL PRESS的实测值进行函数运算（GC070_FX01,GC070_FX02）并通过高选作为FLCSO的输出。点火前FLCSO被钳制在5输出。在点火时，根据两
40、个函数的性质（GC070_FX01,GC070_FX02）以及PR模块的功能，FLCSO 2010(点火转速500)，因为点火转速为524rpm（大气温度为15摄氏度时），所以FLCSO应该小于0。ACC为1时（在580rpm2500rpm），FLCSO随着转速的增加线性地增大（1/76.8rpm）。达到额定转速后，即MD2，FLCSO略小于45，带上负荷后，即MD3时，FLCSO变成略小于100，即最大，不可能通过最小选，从而退出实际控制。燃料限制控制只用于启动升速过程中的燃料量开环控制。,主控系统工作状况分析,点火前（MDO时）FLCSO输出被钳制在5，所以最小选门输出为5，高选门的限制值
41、也是5，因此实际CSO5。点火时（FIRE），FLCSO应该小于0，所以最小选门输出为FLCSO，但是在进入MIN状态前，高选门的输入限制值为16或18.5（根据FUEL GAS HEATER OUTLET TEMP HI的状态），因此实际CSO为16或18.5，维持燃料流量以取得可靠点燃。,主控系统工作状况分析,点火后的升速阶段（WUP）EXREF为602度，BPREF为612度，而实际值都比较低，所以偏差量很大，因此通过相应PIQ模块的输出BPCSO和EXCSO很大，应该为其高限值RCSO（CSObias），正常情况下不可能通过最小选门。当LDON为0时(LDON信号 MD2 or MD3
42、)，LDCSO的输出为60和CSO5之间的较小值，在点火及升速时，实际输出值应该为CSO5,因此也不能通过最小选门。,主控系统工作状况分析,对于GVCSO，LDON为0时，SPSET处于被跟踪状态，SPSET0.266(%)，加上100后为100.266，减去实际转速得到偏差值INPUT。GVCSOINPUT*GV GAIN+NO LOAD CSO(from GC040)NO LOAD CSO33.2，GV GAIN48.2/4，所以GVCSO33.2对于FLCSO，在580rpm2500rpm，FLCSO随着转速的增加线性地增大（1/76.8rpm）。因此我们可以分别计算升速阶段GVCSO和
43、FLCSO的输出以进行比较。,主控系统工作状况分析,当转速为1600rpm时，GVCSOFLCSO33.3，所以最小选输出仍然为FLCSO。转速为2500rpm时，GVCSOFLCSO38.5，此时最小选输出仍然为FLCSO。在额定转速左右，GVCSO36.4，FLCSO45（由函数决定），此时由速度控制接替燃料限制控制作为实际的CSO输出，控制燃机转速在3008rpm附近。,主控系统工作状况分析,到达额定转速后，速度控制使燃机同步实现并网操作。并网操作可由APS自动实现，也可以在同步断点时由操作员确认后手动投入使 ASS AUTO REQUEST为1，控制系统则将 ASS AUTO REQU
44、EST转换为GEN.SYN AUTO SELECT并送至GCP（GENERATOR CONTROL PANEL），由其自动调节转速设定值SPSET，实现与电网的同步，闭合发电机出口断路器GCB，从而实现并网。发电机出口断路器的闭合信号（52G CLOSE）由就地测点三选二进入控制系统，作为MD3成立的逻辑判断条件。,主控系统工作状况分析,在以上过程中，正常情况应该尚未进入温度控制（叶片通道温度或排气温度尚未达到或超过相应温度基准）。此时BPCSO和EXCSO的输出都被限定为RCSO（RCSOCSObias），对当前的实际控制输出CSO进行跟踪。一旦进入温控模式，则由相应的BPCSO或EXCSO
45、作为最小选门的输出，自动接管控制功能。,主控系统工作状况分析,带负荷过程带上负荷后，即MD3时，FLCSO变成略小于100，即最大，不可能通过最小选。并网后的一段时间内，GVCSO的转速设定值增加了一个5的MD3偏置，因此转而由负荷控制接替，使燃机继续升负荷至负荷设定值。此后的控制模式则根据选定的ALR模式选择、以及GOVENOR CONTROL 或LOAD CONTROL的模式，由GVCSO和LDCSO交替发挥作用,主控系统工作状况分析,如果机组带额定负荷运行或负荷高于一定程度时，温度控制模式则会自动投入，使燃机T3温度控制在温控基准线上停机过程中的降负荷透平停机断点停机令（正常停机或检修停
46、机）发出时，GT STOP OPERATION 为1，使ALR SET不再根据ALRUP、ALRDWN增减，而是跟踪ALR LOAD DEMAND（from GC030A，20MW）转速换算出来的一个值。,主控系统工作状况分析,根据机组的实际运行状态（LLOPE为0或1），分别对GVCSO或LDCSO进行调节。LLOPE为0时使SPSET DOWN为1，从而使SPSET以一定的速率下降。或者LLOPE为1时，ALR SETLDSET-0.2MW时则使LDSET以一定的速率下降。而且这个降负荷的速率根据机组所带负荷的不同阶段而有所变化。LLOPE的逻辑：当MD3为1，且（工作在LOAD LIMI
47、T MODE下 or LDCSO作为实际输出），则LLOPE为1。,主控系统工作状况分析,解列及空载冷却运行当负荷小于23MW时，根据发电机逆功率解列的条件，机组自动解列。逆功率解列的逻辑条件：NORMSTP时，GEN.POWER OUTPUTMIN（23MW）&MD3&HPCV/ICV FULL CLOSE。MAINTSTP时，（GEN.POWER OUTPUTMIN 延时3000秒(50分钟)or高压透平进口金属温度低于350摄氏度后延时3000秒）&MD3&GEN.POWER OUTPUTMIN（23MW）,主控系统工作状况分析,解列后GVCSO自动成为实际输出CSO，控制燃机运行在空载满速状态。当解列后延时300S（5min），N52GTD 为1，GT STOP OPERATION&N52GTD=GT STOP REQUEST。GT STOP REQUEST使L4（MASTER ON）为0，关闭燃料截止阀，使燃机熄火。燃机则开始惰走，自由降速，直至盘车自动投入，停机结束。,
