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。

·50李鑫1,2,田晓晶1,2,徐玲玉1,2,袁国凯1,2,傅颖1,2,孔祥林1,2(1.清洁高效透平动力装备全国重点实验室,四川德阳,618000;2.东方电气集团东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000)摘要:目前世界上的主流商业燃机均已实现了机组一键启停自动运行保护的功能。

而实现这一功能的主体便是燃机控制系统。

燃机控制系统作为整个机组运行的神经中枢,是关系到燃机运行安全的核心部件。

我国虽然通过“打捆”招标的方式引进了国外先进燃气轮机的制造技术,但控制系统的研发技术依然牢牢掌握在国外厂商手中。

东方汽轮机有限公司在研发国产重型燃机的过程中,同步推进控制系统的自主研发,通过开展专项试验研究,逐步开发出符合国产燃机特性的燃机控制系统。

文章对控制系统的主要功能和研发过程中所开展的试验项目进行了简要介绍,为同类型控制系统的研发指明了有效的方向。

关键词:燃气轮机,控制系统,试验中图分类号:TK477文献标识码:B文章编号:1674-9987(2023)04-0010-04 Function Introduction of Dongqi50MW Heavy Duty GasTurbine Control SystemLI Xin,TIAN Xiaojing,XU Lingyu,YUAN Guokai,FU Yin,KONG Xianglin(1.State key Laboratory of Clean and Effient Turbomachiney Power Equipment,Deyang Sichuan,618000;2.Dongfang Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000)Abstract:At present,main stream gas turbine products in the world have realized the function of one-button start-stop and auto⁃matic protection.The main component to realize this function is the gas turbine control system.Gas turbine control system is a key component related to gas turbine safe operation as the nerve center of the whole unit operation.Although some advanced manufac⁃turing technologies of gas turbines has introduced through"bundling"bidding,but the research and development technology of the control system is still firmly in the hands of foreign manufacturers.In the process of developing domestic heavy duty gas turbine, Dongfang Turbine Co.,Ltd.started the research and development of the control system at the same time,through the implementation of special experimental research,the gas turbine control system in line with the characteristics of domestic gas turbine has been gradually developed.In this paper,the main functions of the control system and the test items carried out during the development process are briefly introduced,it points out the effective direction for the research and development of the same type of control sys⁃tem.Key words:gas turbine,control system,test第一作者简介:李鑫(1984-),男,学士,高级工程师,毕业于重庆大学自动化专业,主要从事燃气轮机测控与试验技术的研究工作。

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。

高效燃气轮机燃烧控制系统的设计与优化随着能源消耗的增加和环保意识的提高，使用高效燃气轮机已成为一种趋势。

而其中的燃烧控制系统设计与优化则是保证燃气轮机高效运行的重要环节。

本文将探讨高效燃气轮机燃烧控制系统的设计与优化。

1. 燃气轮机燃烧控制系统简介燃气轮机燃烧控制系统的作用是将燃料与空气混合并燃烧产生高温高压气体，推动轮机转动。

其主要组成部分包括燃烧室、燃料和空气混合装置、点火系统、燃料喷射器等。

2. 燃气轮机燃烧控制系统设计（1）燃烧室设计燃烧室是燃气轮机燃烧控制系统中最重要的组成部分。

其设计需要考虑燃料燃烧过程中产生的温度、压力和氧化物排放等多个因素。

传统的燃烧室多为环形燃烧室，但近年来，涡流燃烧室成为一种新型设计，其优点是能够降低氮氧化物排放和燃料消耗。

（2）燃料和空气混合装置设计燃料和空气混合装置的设计需要保证燃料和空气的混合均匀，从而提高燃烧效率和减少氧化物排放。

目前，多数燃气轮机采用压力喷射式喷嘴，但也有一些燃气轮机采用回转式喷嘴或圆锥式喷嘴，其优点是能够提高混合效率和燃烧效率。

（3）点火系统设计点火系统的作用是在混合气体内引燃燃料产生火焰，从而推动轮机转动。

传统的点火系统多采用火花塞或电器点火，但也有一些燃气轮机采用微波点火或激光点火等新型技术，其优点是能够提高点火效率和减少氧化物排放。

3. 燃气轮机燃烧控制系统优化（1）温度分布优化燃气轮机燃烧室内的温度分布对其运行性能有重要影响。

通过优化燃烧室的结构和燃料喷射方式，可以实现燃烧室内温度分布的均匀化，从而提高燃气轮机的运行效率。

（2）稳态和瞬态响应优化燃气轮机在不同负荷下的运行性能也是需要考虑的。

通过优化燃气轮机燃烧控制系统的设计和参数设置，可以实现燃气轮机在不同负荷下的稳态和瞬态响应优化，从而提高其运行效率。

（3）排放控制优化燃气轮机燃烧产生的氧化物、氮氧化物等废气排放对环境造成较大的影响。

通过优化燃气轮机燃烧控制系统的设计和燃料配比，可以实现对废气排放的控制和减少，从而保护环境。

燃气轮机控制系统的控制方法浅述
燃气控制系统控制是控制燃气轮机燃烧过程和输出功率。

燃气轮机的燃烧过程涉及到多种变量，其中最主要的包括：燃料比，空气供应量，进气温度，燃料水平，火焰位置，压缩比等。

为了能够控制好这些参数，燃气控制系统需要控制包括燃料调节阀，压缩比调节阀，进气流量控制器，涡轮增压器及方向控制阀在内的多个控制部件。

机械控制系统控制主要是控制燃气轮机机械部件，包括涡轮机械，冷却系统及辅助系统等。

其中涡轮机械包括轴承控制，涡轮叶片控制，涡轮控制件等。

涡轮叶片控制的主要是叶片固定和调节叶片，其中安装叶片一般采用全自动的设备完成，调节叶片则通过定期调整叶片的调节杆完成以改变叶片倾斜角和叶片偏离角来改变涡轮机械性能。

调整时，一般可采用自动操纵阀的控制方式，也可采用步进伺服电机的控制方式来实现调节。

燃气轮机相关系统简述1 燃气轮机燃烧系统燃烧系统主要由燃气轮机和余热锅炉的烟气系统构成。

空气由燃气轮机的进气装置(内部设有过滤器和消声器)引入压气机压缩后，进入环绕在燃机主轴上的分管式燃烧室。

厂外天然气经过厂区调压站分离、过滤和调压后，满足燃机进口要求的天然气再经过燃机天然气前置模块的加热、压力控制阀和流量控制阀的调整后通过燃料喷嘴喷入燃烧室后与进入燃烧室的压缩空气进行混合燃烧，燃烧后的高温烟气进入燃气轮机膨胀作功，带动燃气轮机转子转动，拖动发电机发电。

作功后的烟气温度依然很高，高温烟气通过烟进入余热锅炉。

在炉内，高温烟气加热锅炉给水产出过热蒸汽去汽机作功，烟气中的热量被充分吸收和利用，最后经余热锅炉的主烟囱排入大气。

2燃气轮机燃料前置处理系统燃机在主厂房外设有燃料前置处理模块，包括二级精过滤装置、性能加热器和终端过滤器，另外还有在启动时运行的电加热装置，性能加热器的加热源为来自余热锅炉中压省煤器出口的热水，在正常运行工况下将天然气加热到185℃以提高联合循环的效率。

启动电加热装置可将天然气加热28℃，使天然气的烃露点过热度和水露点过热度达到燃机启动时的要求。

3燃气轮机的水洗系统为了保持燃气轮机的出力和效率，清除叶片及通流部分的污垢，三套燃气轮机配有一套公用的水洗系统。

燃气轮机的水洗系统包括洗涤剂箱、清洁水箱和清洗泵。

水洗疏水直接通过管系统收集排至水洗疏水箱。

水洗疏水箱的容量为13300 升，布置在余热锅炉过渡烟道下方。

疏水箱内的水洗废水通过水洗废水排水泵打至化水专业的中和池。

4燃气轮机箱体的通风系统为了适应燃气轮机的快装和抑制噪声的需要，燃气轮机以箱装体的形式供货。

透平间和排气扩散段下端靠近运转层处，开有进风消声百页窗，在主厂房屋顶处装有排风机和消声器，以排出透平间和排气扩散段（包括燃机2#轴承）的热量，而负荷联轴器间的热量排放则采取在负荷联轴器间顶部装有送风机，送入主厂房内的空气，热空气由风接至主厂房外。

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。

燃气轮机闭环控制系统及启动简介1，燃气轮机闭环控制系统燃汽轮机的闭环控制系统的功能主要包括：启动/升速控制、转速/负荷控制、IGV温度控制及透平排汽温度控制。

图1中虚框部分为燃机闭环控制简图，图中仅列8个关键控制器，实际闭环控制系统中有将近30个控制器。

图1 燃机闭环控制简图从图1可以看出燃机包含两个被控对象：①燃料阀：包括预混阀及值班阀的升程控制，用来调节燃料供给量。

②进口导叶（IGV）：压气机第一级动叶前有一列可以转动的静叶，称为进口导流叶片（inlet guide vane ，简称IGV），用来控制进入压气机第一级动叶前的气流方向。

主要有两方面的作用：1）在燃机启动、停机过程中防止压气机发生喘振；2）当燃机处于部分负荷运行时，IGV开度会随着目标负荷的增减而开大或关小，以保持透平排气温度恒定（一方面保持燃机高效率，另一方面可防止超温以保护透平叶片）。

2，燃气轮机闭环控制系统启动简介1.燃机首先启动图1中的启动/升速控制器，按内部设定速率控制燃料阀开度来提升燃机转速；2.启动/升速控制器输出朝120%（60HZ）逐步增大，而转速控制器的输出是保持燃机控制在50.25HZ，在某个时刻通过小选模块，燃机由启动/升速控制无扰切换至转速控制，转速控制器接管燃机；3.转速控制器保持燃机在50.25Hz，等待同期并网。

同期并网完成之后且实际负荷大于额定负荷的10％时转速目标值切至额定转速50Hz（燃机甩负荷时的目标转速）。

同时，并网后的燃机由转速控制方式切换至负荷控制方式，负荷控制器开始接管燃机；4.负荷控制器作用期间，燃机会按运行人员要求通过控制燃料阀开度来达到目标负荷；5.当燃机负荷升至140MW左右（此时刻透平排汽温度达到额定值，约575℃），燃机进入IGV PART LOAD，IGV温度控制器开始动作。

随着燃机继续加负荷，IGV温度控制器通过增加空气流量来保持透平排汽温度的恒定，此时IGV温度控制器和负荷控制器共同接管燃机；6.继续升负荷，IGV温度控制器始终与负荷控制器同步作用，直到IGV达到全开后，燃机由负荷控制器切换至透平排气温度控制器，通过限制燃料阀门开度来保持透平排汽温度恒定，以防止燃机超温。

燃气轮机的控制系统设计与研究燃气轮机是一类重要的动力装置，广泛应用于船舶、飞机和发电站等领域中。

控制系统是燃气轮机的关键部分，它能够实现燃气轮机的自动化控制和保护。

因此，燃气轮机的控制系统设计与研究具有重要意义。

一、燃气轮机的基本原理燃气轮机是一种通过燃料燃烧产生高温高压气体驱动涡轮转动，然后通过机械连接将动力输出的动力装置。

燃气轮机的基本原理可以分为压缩、燃烧和膨胀三个过程。

压缩过程：燃气轮机的压缩过程一般采用轴流式压气机，将空气压缩到高温高压状态。

燃烧过程：将压缩后的空气与燃料混合后进行燃烧，产生高温高压气体。

膨胀过程：高温高压气体推动涡轮旋转，输出机械能。

二、燃气轮机的控制系统燃气轮机的控制系统一般包括：压气机控制、燃烧控制、燃气轮机转速控制、油门控制以及保护控制等部分。

压气机控制：压气机控制主要是控制压气机的进气量和排气量，从而调节压气机的输出。

燃烧控制：燃烧控制主要是调节燃气轮机的燃油量和空气量，以维持燃烧过程的稳定性，同时保证高温高压气体的输出。

燃气轮机转速控制：燃气轮机转速控制主要是控制燃气轮机转速的稳定和调节，使燃气轮机能够稳定输出机械能。

油门控制：油门控制主要是控制燃油的供给速度，实现燃气轮机输出机械能的调节。

保护控制：保护控制主要是实现燃气轮机在意外情况下的自动停机保护，防止燃气轮机发生事故。

三、燃气轮机控制系统的设计燃气轮机控制系统的设计需要从多个方面考虑，包括控制策略、控制算法、控制器硬件设计和软件编程等。

控制策略：控制策略是燃气轮机控制系统的基础，它需要根据燃气轮机的工作原理和性能特点进行合理设计，保证燃气轮机能够稳定输出机械能，同时实现自动化控制和保护。

控制算法：控制算法是燃气轮机控制系统的核心，它需要根据控制策略进行设计，实现对燃气轮机各部件的控制和调节。

常用的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等。

控制器硬件设计：控制器硬件设计包括电路设计和元器件选型等部分，需要根据控制算法的要求选择合适的控制器芯片和电路元器件，实现对燃气轮机的精准控制。

燃气轮机机组控制系统方案设计燃气轮机机组控制系统是工业生产过程中的重要设备之一。

它主要用于实现燃气轮机机组的安全高效运转。

在控制系统方案设计中，需要考虑多个因素，包括系统的稳定性、可靠性、高效性等方面。

下面，本文将围绕燃气轮机机组控制系统方案设计的各个方面进行详细阐述。

控制系统模块分析在燃气轮机机组控制系统方案设计中，首先需要对系统进行各个模块的分析。

主要包括以下几个模块：1. 控制模块：主要负责实现燃气轮机机组的启停、调速和负荷控制等功能。

2. 测量模块：主要用于检测各个参数的变化情况，例如转速、温度、压力、流量等。

3. 保护模块：主要用于保护燃气轮机机组的设备和部件，例如温度过高、压力过大、转速超标等情况。

4. 通信模块：主要用于实现控制系统与外部设备的通信，例如数据传输、信号传输等。

在设计控制系统方案时，需要充分考虑各个模块之间的关系以及模块的功能互补性，以实现系统的高效稳定运行。

控制系统硬件设计燃气轮机机组控制系统的硬件设计需要考虑多个因素，包括：1. 控制器：需要选择适用于燃气轮机机组的控制器，以实现各种功能的控制和监测。

2. 传感器：需要选择适合测量各个参数的传感器，例如温度传感器、压力传感器、流量传感器等。

3. 通信设备：需要选择合适的通信设备，以实现和外部设备的数据交换和控制信号的传输。

4. 电气控制设备：需要选择适用于燃气轮机机组的电气控制设备，例如高压开关、电磁阀等。

在硬件设计的过程中，需要充分考虑各个设备的兼容性和能耗问题，以确保整个系统的安全稳定运行。

控制系统软件设计燃气轮机机组控制系统的软件设计需要针对不同控制模块进行编程设计，以实现各种控制和监测功能。

主要包括以下几个方面：1. 控制算法设计：需要根据机组的实际情况和调控要求，设计适合的控制算法，以实现机组的启停、调速和负荷控制等功能。

2. 信息处理设计：需要针对测量模块采集到的数据，设计适合的信息处理算法，例如数据过滤、平均值计算、波动率分析等。

浅谈燃气轮机控制系统的设计引言本文分析研究了燃气轮机控制系统的设计，探讨燃气轮机的自动控制技术的未来发展，将有助于我国开发具有自主知识产权的燃气轮机控制系统。

第一章燃气轮机工艺及PLC概述1.1燃气轮机系统及工作原理概述燃气轮机由压气机、燃烧室、透平组成。

燃气轮机正常工作时，工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热等四个工作过程而完成一个由热变功转化的热力循环。

1.2燃气轮机控制要求1)主控制系统起动控制：在起动期间为了最佳的点火和联焰，以及避免过分的热冲击，燃气轮机控制系统设置了燃料限。

起动控制系统设置了随转速和时间进程而变化的燃料上限。

一般在18％～20％转速时，选择的燃料／空气比将在燃烧室内产生近于1000F的温升。

转速控制：燃气轮机可有两类转速调节器：有差和无差。

少数机组可能两种调节器都有，具备在有负荷的情况下改变调节器的能力。

2)顺序(程序)控制顺序控制电路提供了在起动、运行、停机和冷机期间轮机的、发电机的、起动装置的和辅机的顺序。

顺序控制系统监测保护系统和其他主要系统，如燃料和液压滑油系统，并发出轮机按预定方式起和停的逻辑信号。

3)保护系统设计保护系统是当关键参数超过临界值或控制设备故障时通过切断燃料流量遮断轮机。

切断燃料流量是同时通过两个独立的装置：截止阀，这是主要的；燃料泵和燃料控制阀，这是第二位的。

第二章燃气轮机控制系统的设计2.1燃气轮机顺序控制系统2.1.1起动程序控制起动程序控制也就是燃气轮机整个起动过程的顺序逻辑控制。

从起动起动机、带动燃机转子转动、燃机点火、转子加速直至达到额定转速。

起动程序安全地控制燃机从零转速加速到额定运行转速，在这个过程中要求燃机热通道部件的低周疲劳为最小。

2.1.2正常停机程序控制当主控制选择停机并开始执行时将产生一个L94X信号。

此时如果发电机线路断路器在闭合状态则转速／负荷给定点TNR开始下降。

以正常速率减少FSR和负荷。

一旦逆功率继电器动作则立即断开发电机断路器。

Ξ新一代燃气轮机控制系统-Mark Ⅵ介绍戴云飞,周　珏(江苏省电力公司技术中心,江苏　南京　210036)摘　要:美国GE 公司在SPEE DTRONIC [T M]Mark V 的基础上于1999年推出了最新研制的Mark Ⅵ。

国内未来几年在新的燃气蒸汽联合循环机组上将采用此控制系统。

本文介绍该控制系统的概貌、软硬件情况以及它与MarkV 的主要区别。

关　键　词:燃气轮机;联合循环;控制系统中图分类号:TK 47413 文献标识码:B 文章编号:1009-2889(2004)04-0029-040　引　言SPEE DTRONIC T M Mark Ⅵ燃气轮机控制系统是GE 公司研制的最新先进的控制系统,它保留了GE经过几十年验证的成功的透平控制、保护和序控设计思想,同时在如下几个方面作了一些改进,诸如:系统网络结构、产品的标准化、硬件设备的功能及可靠性、H MI 、系统的开放性和寿命周期、设备故障诊断技术等,下文将进行逐一介绍。

1　Mark Ⅵ系统结构Mark Ⅵ控制系统设置有三级数据通讯网络:PDH 网、UDH 网和I ONET 网(如图1、图2所示,其中图1虚框中的Mark Ⅵ控制结构图如图2所示)。

PDH 网(Plant Data Highway )是系统用来与电厂离散控制系统(DCS )或者第三方设备(如不是GE 供货的P LC 等)之间进行数据通讯的途径。

支持其与DCS 通讯的协议有Ethernet TCP -IP G S M ,Ethernet TCP -IP M odbus slave 和RS232/485M odbus RT U 。

其中Ethernet TCP -IP G S M 协议可传输就地高分辨率报警、S OE 时间标记、事件驱动消息、周期数据包等。

UDH (unit Data Highway )是基于Ethernet 网络,它提供燃机控制器、汽机控制器、余热锅炉控制器、发电机励磁控制器、静态启动器、P LCs 之间高速的端与端对等通讯。