燃氣輪機控制系統(tǒng)簡介

中文名稱

燃氣輪機控制系統(tǒng)

英文名稱

gas turbine unit control system

定　　義

使燃氣輪機適應各種運行工況的控制系統(tǒng)的總稱。包括燃氣輪機轉速、負荷、溫度控制系統(tǒng)和液壓伺服系統(tǒng)，還包括自啟停、報警、保護和監(jiān)視操作等子系統(tǒng)。

應用學科

電力（一級學科），熱工自動化、電廠化學與金屬（二級學科）

燃氣輪機發(fā)電機組控制系統(tǒng)內容簡介

《燃氣輪機發(fā)電機組控制系統(tǒng)》兼顧燃氣輪機技術的基礎知識和工程實踐，是一本實用的工程技術類圖書，可供從事燃氣輪機電廠設計、安裝調試、運行維護的工程技術人員使用，也可作為大專院校熱能動力與自動化專業(yè)的教科書和燃氣輪機發(fā)電廠熱工自動化專業(yè)的培訓教材。

燃氣輪機發(fā)電機組控制系統(tǒng)作者簡介

章素華，清華大學熱能系燃氣輪機專業(yè)碩士。從事電站渦輪機控制系統(tǒng)設計和電站熱工自動化設計研究工作。發(fā)表專業(yè)論文二十多篇，申請自動化專利技術五個，多次獲得中國電力企業(yè)聯(lián)合會電力科技獎。20世紀90年代，率先在中國采用分散控制系統(tǒng)技術，編制國產聯(lián)合循環(huán)電廠的熱工自動化控制程序，完成我國早期建設的航空燃機“燃氣/蒸汽”聯(lián)合循環(huán)電廠DCS工程項目，并完成了國內一批GE“燃氣/蒸汽”聯(lián)合循環(huán)電廠的DCS工程項目。此外，帶領技術團隊自主開發(fā)了“TCS3000儀電式分散控制系統(tǒng)”，此系統(tǒng)已在125、200、300、600MW機組電廠取得成功商業(yè)應用。近年，出任亞洲開發(fā)銀行跟蹤和自動控制技援專家，此外還涉足太陽能熱發(fā)電自動控制科研項目和標準編制，以及光學傳感器和核電等領域。

調節(jié)系統(tǒng) 它控制正常運行工況﹐主要滿足負荷方面的要求﹐在有些情況下還能滿足經濟性方面的要求。這些要求是靠調節(jié)器自動改變燃料消耗率Gf (千克/秒)﹐有時還轉動壓氣機或透平的可調靜葉﹐以控制轉速n﹑燃氣初溫t3等﹐使其按預定的調節(jié)規(guī)律變化來達到的。

根據實測轉速n與其給定值n*之間的差值來改變Gf﹐以保證符合n=n*這一調節(jié)規(guī)律的轉速調節(jié)器﹐在燃氣輪機中得到廣泛的應用。如果最終Gf的改變量正比于這一差值﹐便不能達到n精確地等于N*﹐這種調節(jié)稱為有差調節(jié)。如要只要存在差值就不斷改變Gf﹐則有可能最終消除這個差值﹐使n精確地等于n*﹐這種調節(jié)稱為無差調節(jié)。

帶動同步發(fā)電機的燃氣輪機的基本調節(jié)規(guī)律是輸出軸轉速n=n*的有差調節(jié)。其穩(wěn)態(tài)轉速隨功率下降而增高(見汽輪機控制系統(tǒng))。若使正比于轉速的信號加上正比于功率的信號等于某一給定值作為調節(jié)規(guī)律(稱為功頻調節(jié))﹐也可得到與轉速有差調節(jié)同樣的穩(wěn)態(tài)結果。單軸燃氣輪機-發(fā)電機(圖1a 燃氣輪機-負荷 )使用圖2a﹑b中的調節(jié)系統(tǒng)﹔分軸燃氣輪機-發(fā)電機(圖1b 燃氣輪機-負荷)使用圖2c 調節(jié)系統(tǒng)框圖 ﹑d 調節(jié)系統(tǒng)框圖﹑e 調節(jié)系統(tǒng)框圖﹑f 調節(jié)系統(tǒng)框圖的調節(jié)系統(tǒng)。這些調節(jié)系統(tǒng)都有如下功能﹕ 單獨發(fā)電情況下﹐負荷變化時能保持輸出軸轉速在給定值附近﹐并可通過改變給定值來改變轉速﹔ 并網發(fā)電情況下﹐負荷變化時能保持電網頻率在額定值附近﹐并自動按各并網機器的調節(jié)系統(tǒng)特性來分配負荷變化的份額。當改變某機的給定值時﹐就能改變該機在電網中分坦負荷的份額﹐并調整電網頻率。 單軸燃氣輪機-電傳動機車(圖1c 燃氣輪機-負荷 )的調節(jié)規(guī)律是

n=n(ψ )

序

前言

編者的話

第一章燃氣輪機和控制系統(tǒng)概述

第一節(jié)概述

第二節(jié)燃氣輪機主要機型

第三節(jié)燃氣輪機控制系統(tǒng)

第四節(jié)燃機功率和頻率控制

第二章燃氣輪機主設備

第一節(jié)壓氣機

第二節(jié)燃燒室

第三節(jié)燃氣透平

第四節(jié)孔窺儀測孔布置

第五節(jié)軸承及其支承體系

第三章燃氣輪機輔助系統(tǒng)

第一節(jié)空氣進氣系統(tǒng)

第二節(jié)壓氣機進口可轉導葉

第三節(jié) 冷卻和密封空氣系統(tǒng)

第四節(jié)通風和加熱系統(tǒng)

第五節(jié)潤滑油和液壓油系統(tǒng)

第六節(jié)氣體燃料系統(tǒng)

第七節(jié)液體燃料系統(tǒng)

第八節(jié)啟動機與盤車裝置

第九節(jié)火災檢測與保護

第十節(jié)水洗系統(tǒng)

第十一節(jié)天然氣調壓站

第四章燃機發(fā)電機和勵磁系統(tǒng)

第一節(jié)氫冷發(fā)電機結構

第二節(jié)啟動系統(tǒng)

第三節(jié)發(fā)電機H2/CO2系統(tǒng)

第四節(jié)發(fā)電機密封油系統(tǒng)

第五節(jié)發(fā)電機軸電壓監(jiān)視器

第六節(jié) EX2100TM勵磁系統(tǒng)

第五章燃氣輪機測量與驅動技術

第一節(jié)GE公司燃氣輪機和汽輪機測點布置

第二節(jié)壓氣機壓比測量

第三節(jié)空氣流量測量

第四節(jié)火焰檢測原理

第五節(jié)轉速測量

第六節(jié)振動測量

第七節(jié)LVDT位移測量

第八節(jié)燃料流量測量

第九節(jié) 電液伺服閥

第十節(jié)輸入輸出信號及其表決方式

第十一節(jié)燃燒監(jiān)測與診斷裝置

第十二節(jié)燃機TSI和自動裝置配置

第六章MARK—Ⅵ控制系統(tǒng)

第一節(jié)MARK—Ⅵ主要控制功能

第二節(jié) MARK—Ⅵ控制系統(tǒng)概貌

第三節(jié)MARK—Ⅵ硬件配置

第四節(jié)狀態(tài)檢測

第五節(jié)可靠性和可利用率

第六節(jié)可編程功能塊

第七章MARK—Ⅵ主控系統(tǒng)

第一節(jié)主控系統(tǒng)描述

第二節(jié)啟動控制

第三節(jié)轉速控制

第四節(jié)加速控制

第五節(jié)溫度控制

第六節(jié)停機控制

第七節(jié)壓氣機排氣壓力控制

第八節(jié)輸出功率控制

第九節(jié)手動FSR控制

第十節(jié)FSR最小值選擇門

第十一節(jié)機組自動準同期并網控制

第八章MARK—Ⅵ伺服控制

第一節(jié)IGV控制作用

第二節(jié)IGV控制原理

第三節(jié)IGV控制基準的算法

第四節(jié)IGV動作過程

第五節(jié)壓氣機進口抽氣加熱控制（IBH）

第六節(jié)燃料控制系統(tǒng)

第七節(jié)液體燃料控制

第八節(jié)氣體燃料控制

第九章MARK—Ⅵ順控系統(tǒng)

第一節(jié)順序控制功能和讀圖

第二節(jié)啟動順序控制

第三節(jié)正常停機順序控制

第四節(jié)一鍵啟停和自動啟停

第十章MARK—Ⅵ保護系統(tǒng)

第一節(jié)保護功能

第二節(jié)遮斷油系統(tǒng)

第三節(jié)超速保護

第四節(jié)超溫保護

第五節(jié)熄火保護

第六節(jié)振動保護

第七節(jié)燃燒監(jiān)測保護

第十一章MARK—Ⅵ監(jiān)控界面

第一節(jié)操作界面

第二節(jié)主顯示頁面

第三節(jié)報警顯示和處理

第四節(jié)監(jiān)視顯示頁面

第五節(jié)DLN 2.0 燃燒系統(tǒng)和其他頁面

第六節(jié)超速和其他試驗

第七節(jié)實時趨勢曲線

第八節(jié)Workbench工作平臺

第十二章MARK—Ⅵ程序修改

第一節(jié)查找信號

第二節(jié)確認、編譯和下載方法

第三節(jié)增加、刪除或移動方法

第四節(jié)信號各種傳輸方法

第五節(jié)增加歷史數據方法

第十三章聯(lián)合循環(huán)和余熱鍋爐

第一節(jié)燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)簡介

第二節(jié)燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)控制

第三節(jié)余熱鍋爐類型

第四節(jié)福斯特惠勒余熱鍋爐簡介

第五節(jié)國產余熱鍋爐簡介

第六節(jié)余熱鍋爐控制技術

第十四章控制系統(tǒng)故障分析處理案例

第一節(jié)燃機控制系統(tǒng)故障案例

第二節(jié)現(xiàn)場儀表和傳感器故障

第三節(jié) 自動調節(jié)品質不佳案例

第四節(jié)控制系統(tǒng)綜合故障案例

附錄控制系統(tǒng)名詞縮寫和解釋

參考文獻2100433B