燃气轮机控制系统
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rb211燃汽轮机机控制系统国产化的原因
rb211燃汽轮机机控制系统国产化的原因
RB211燃气轮机控制系统国产化的原因主要有以下几点：
1.技术落后。
我国早期的燃气轮机技术相对落后，主要依赖进口，这使得我国在燃气轮
机领域的发展受到了一定的限制。
2.成本较高。
进口的燃气轮机控制系统成本较高，这对于企业来说是一笔不小的开销。
3.安全隐患。
长期使用进口的燃气轮机控制系统，可能存在一定的安全隐患，这对于企
业的稳定运行来说是一个潜在的风险。
4.技术封锁。
由于某些原因，一些关键的燃气轮机技术并未向我国开放，这就使得我们
必须走自主研发的道路。
因此，为了打破国外技术的垄断，我国开始着手进行燃气轮机控制系统的自主研发与国产化工作。
通过技术攻关、自主创新等方式，我国在燃气轮机控制系统领域取得了一系列突破，逐步实现了燃气轮机控制系统的国产化。
目前，我国已经具备了自主研发和生产燃气轮机控制系统的能力，这为我国燃气轮机行业的发展提供了重要的技术支持。
同时，这也意味着我国在燃气轮机领域的技术水平已经达到了国际先进水平，为我国未来的能源安全和经济发展提供了重要的保障。
M701F燃气轮机控制系统浅析
M701F燃气轮机控制系统浅析本文主要介绍M701F燃气轮机主控制系统，并简要分析了自动负荷调节、转速控制、负荷控制、温度控制以及燃料分配控制的功能、逻辑实现。
标签：M701F燃气轮机；控制；功能；逻辑1 M701F燃气轮机控制系统概述M701F燃气轮机的DCS采用三菱Diasys Netmation过程控制系统，其中燃气轮机部分的控制主要由透平控制系统TCS（Turbine Control System）、透平保护系统TPS（Turbine Protection System）和高级燃烧压力波动监视系统ACPFM （Advanced Combustion Pressure Fluctuation Monitor）组成。
M701F燃气轮机主控制简介。
燃气轮机主控系统的功能是连续调节燃料量，以满足燃气轮机各运行阶段的需要。
M701F燃气轮机主控系统主要具有如下控制功能：自动负荷调节（ALR）、转速控制（GOVERNOR）、负荷控制（LOAD LIMIT）、温度控制、燃料限制控制、燃料分配控制、燃料压力控制、燃气温度控制、进口导叶（IGV）控制和燃烧室旁路阀控制，具体原理框图如图1所示。
燃气轮机运行各阶段的控制方式如图2所示。
燃气轮机点火前CSO（控制信号输出）=-5%，使燃料阀严密关闭。
燃气轮机点火时，CSO为FIRE阶段的最小CSO，以保证能够可靠点燃。
点火后一段时间内，CSO等于暖机升速阶段的WUP，保证燃气轮机在升速阶段的燃烧稳定，此时燃气轮机转速不受控制，在CSO≈15%的燃料量及SFC产生的合力矩作用下自由加速。
当转速至一定值时（约1110rpm），FLCSO将开始大于暖机升速阶段的最小CSO，使CSO=FLCSO。
此后，由于FLCSO是直接由燃气轮机转速决定的，因此不管SFC力矩或阻力矩是否改变，即使在SFC脱扣或IGV在2745rpm快速全关时，燃气轮机均以设定的135rpm升速率升至额定转速；在接近额定转速时，GVCSO将小于FLCSO，通过最小选择器使CSO=GVCSO，燃气轮机开始进入空载和同期的调速阶段，直到并网带负荷。
燃气轮机控制系统的设计与优化
燃气轮机控制系统的设计与优化燃气轮机是一种重要的动力装置，广泛应用于发电、航空等领域。
燃气轮机控制系统的设计与优化是提高其性能和效率的关键。
本文将从控制系统的需求分析、设计原理与方法、系统优化等方面进行论述。
一、需求分析在设计燃气轮机控制系统之前，首先需要对系统的需求进行分析。
燃气轮机控制系统需要满足以下基本需求：1. 系统稳定性：控制系统应能够保持燃气轮机的稳定运行，确保其输出功率的稳定性。
2. 响应速度：控制系统应具备快速响应的能力，能够实时调整燃气轮机的输出功率，以适应外部负荷的变化。
3. 控制精度：控制系统应能够精确控制燃气轮机的输出功率，以满足设定的要求。
4. 安全性：控制系统应具备多重保护机制，及时检测和处理燃气轮机的故障状态，保证系统的安全运行。
基于以上需求，设计和优化燃气轮机控制系统需要考虑以下几个方面。
二、设计原理与方法1. 控制策略选择：燃气轮机控制系统可以采用PID控制器、模糊控制、神经网络控制等不同控制策略。
根据燃气轮机的特性和应用需求，选择合适的控制策略。
2. 信号采集与处理：通过传感器采集燃气轮机的运行状态、环境参数等信息，并进行信号处理和滤波，以获得准确可靠的系统反馈信息。
3. 控制算法设计：根据控制策略和系统需求，设计控制算法，实现对燃气轮机输出功率的调节和控制。
常用的算法包括PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等。
4. 控制系统实现：将设计的控制算法实施到实际的硬件平台上，通过控制器对燃气轮机进行控制。
同时，需要实现对燃气轮机其他相关部件的控制，如燃料供给系统、鼓风系统等。
三、系统优化对燃气轮机控制系统进行优化能够提高系统的性能和效率，实现更好的控制效果。
以下是一些常用的系统优化方法：1. 参数整定优化：通过调整控制系统的参数，如PID控制器的比例、积分、微分系数等，优化控制算法的性能。
2. 系统动态响应优化：通过改变控制算法中的控制参数和结构，优化系统的动态响应速度和稳定性。
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。
东汽50_MW重型燃气轮机控制系统功能介绍
·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。
燃气轮机控制系统的故障原因与对策分析_1
燃气轮机控制系统的故障原因与对策分析发布时间：2021-05-26T15:56:29.323Z 来源：《中国电业》2021年2月5期作者：路鹏[导读] 燃气轮机在运行过程中，常常会因为传感器、CPU模块、路鹏中海石油（中国）有限公司天津分公司（天津） 301900摘要：燃气轮机在运行过程中，常常会因为传感器、CPU模块、输入/输出模块、网络通信模块以及执行机构等软硬件的故障所引起的燃气轮机紧急停机，不仅加大了工作人员的运维难度，也造成了不可避免的经济损失。
因此，对燃气轮机控制系统得故障原因进行系统的分析，不仅有助于及时准确的发现已有故障，降低运维成本；也能有助于形成科学的运维方案，最大可能避免由可控原因而造成的故障停机损失；还能后将燃气轮机控制系统的系统级故障和具体的部件级故障关联，明确故障的具体场景和形式，为进一步完备、完整的诊断重型燃气轮机控制系统故障提供研究的支撑。
关键词：燃气轮机；系统故障；对策1 故障对象不同于航空发动机用于输出推力，无论是地面用燃气轮机还是舰船用燃气轮机都以输出轴功率为主，会增加相应的传动装置和发电装置，同时燃气轮机机组通常还配置了很多辅机设备。
因此燃气轮机控制系统部件更多，更为庞杂。
本文从燃气轮机控制系统的具体组成部件：传感器部分、执行机构部分、电子控制器部分展开研究，明确燃气轮机控制系统故障对象的种类型号、布置数量、安装位置、运行环境、工作用途等。
燃机控制系统按照系统工艺流程可以分为多个子系统，以某典型燃气轮机机组为例，根据子系统对燃气轮机的传感器和执行机构进行梳理。
2 传感器故障2.1 热电偶典型故障燃气轮机中热电偶主要用于测量轴承金属温度、叶片通道温度等高温区域的温度。
热电偶作为一种一次仪表，把温度信号转换为热电势信号，通过变送器，将电势信号传输至燃气轮机控制系统的热电偶输入模块，从而实现可以实现温度显示和控制。
2.2 热电阻典型故障热电阻在中低温区的高测量精度使其广泛应用于工业场景，在燃气轮机中热电阻主要用于发电机定子绕组等温度区域。
7-燃气轮机控制系统
（一）燃料分解器（Fuel Splitter）
为适应液\气混合燃料运 行，计算机控制算法把FSR 分解为FSR1（液体燃料行程 基准）和FSR2（气体燃料行 程基准）两部分，并保持 FSR1+FSR2=FSR。右图为 燃料分解器算法示意图。
13
二、液体燃料控制
“硬件表决”将三个 控制器输出的电信号通过 伺服阀线圈的磁场叠加起 来，相当于受三个控制输 出的平均值。
当电枢铁芯带动喷射 管左偏滑阀左端油压高于 右端，滑阀右移，喷射管 在反馈弹簧力作用下回到 中间位置，滑阀两端压力 相等，但滑阀已在偏右位 置，高压油进入液压执行 器左端，推动活塞右移。
三、气体燃料控制
气体燃料控制包括两个控制回路（1）由TNH到速比/ 截止阀的控制回路；（2）由FSR2到控制阀的控制回路。
二、IGV控制原理
温控基准只有在全速空载α>57°之后才起作用。
11
第四节 燃气轮机的燃料控制系统
燃料控制系统是指使用双燃料的燃气轮机对液体和气 体两种不同燃料的选择、转换控制以及混合比例的计算和 流量的控制。
一、燃料控制系统
在Mark-V主控系统中最终确定的是燃料行程基准FSR 输出量。
燃气轮机运行时可以采用其中一种燃料也可以采用气\ 液混合燃料，因而燃料控制系统还应包括把总燃料消耗率 分解为两种燃料的适当比例。
燃气轮机控制系统分为4个功能子系统： 1、主控制系统 2、顺序控制系统 3、保护系统 4、电源系统
完成4项基本控制： 1、设定启动和正常的燃料极限 2、控制燃机转子的加速 3、控制燃机转子的转速 4、限制燃机的透平进口的温度
第一节 燃机的主控系统
一、启动控制开始直到启动程 序完成这一过程燃油量Gf。
燃气轮机控制系统的控制方法浅述
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。
燃气轮机控制与保护系统
Ｇ ２０． ７ Ｂ ０４ 电工名词术语 燃气轮机 ９ ７ ４９ 燃气轮机一一采购 ｝ ９ ３
３ 控制系统
３１ 控制功能 ．
３１１ 起动 ．． 燃气轮机起动控制系统包括有手动、 半自动和自动三种方式。
ａ 手动起动要求操作者手动操作起动辅助装置， ． 并逐步完成燃气轮机盘车、 清吹、 点火、 暖机等程 序， 使转子加速到调速器的最小整定转速。对带发电机的机组， 还应作好同步准备。 ｂ 半自动程序起动可用手动起动辅助装置， ． 操作者应通过一次操作使燃气轮机进入全套的起动控 制程序， 使转子加速到调速器的最小整定转速。对带发电机的机组， 还应作好同步准备。 ｃ 自 ． 动程序起动仅需操作者通过一次操作就能完成起动辅助装置， 并使燃气轮机进入全套的起动 程序， 使转子加速到调速器的最小整定转速。对带发电机的机组， 还应作好同步准备。 ｄ 起动控制系统应有自动清吹时间， ． 其时间长到足以使燃气轮机在点火前将进气道至排气道（ 包括 烟道） 中任何可燃物予以排除， 并可根据所用燃料和用途的情况， 增加必要的预防措施。
４１２ 超速保护 ．． 应配备超速遮断装置， 应能在突然甩负荷情况下， 保证瞬时转速不超过轴系或其它被驱动设备的最大
安全极限， 其主要功能是采取与调节器无关的措施来切断撰料。 在燃气轮机动力装置中， 特别是在多轴的燃气轮机装置中， 与其连接的设备在甩负荷时将承受很大的 加速度。在超速装置遮断后， 转速可能继续上升。此时， 燃气轮机应不需检修仍能正常运行。而且必须同
３２ 燃料控制 ．
机械电子工业部 １９ 一１ 一２ 批准 ９１ ０ ４
１９ 一１ 一Ｏ ９ ２ ０ １实施
Ｊ ／ ５ ８－ １ ９ Ｂ Ｔ ４ ９ １ ８
从开始点火到最大工况， 以及加速和减速的整个运行过程中， 都应控制燃气轮机燃料的供给。 控制要求和保持整定值精度随应用情况而定， 应在合同中详细规定。
燃气轮机控制系统方案
软件架构
设计模块化、可扩展的软件架构，方便后期维护和升级。
人机界面
开发友好、直观的人机界面，方便操作人员监控和操作。
通讯网络设计方案
通讯协议
选择标准的通讯协议，如Modbus、Profibus等 ，确保通讯兼容性和稳定性。
网络拓扑
设计合理的网络拓扑结构，如星型、环型等，提 高通讯可靠性和实时性。
数据传输与处理
PART 02
燃气轮机控制系统设计原 则
REPORTING
XX DESIGN
安全性原则
01
确保系统在各种工况下的安全 运行，防止因控制不当导致的 设备损坏或人员伤亡。
02
设计多重安全保护措施，如超 速保护、超温保护、压力保护 等，确保燃气轮机在异常情况 下能够安全停机。
03
采用高可靠性的控制元件和执 行机构，提高系统的整体安全 性能。
稳定性原则
01
保证控制系统在燃气轮机整个运行范围内的稳定性，避免因控 制参数不当而导致的系统失稳。
02
采用先进的控制算法，如模糊控制、神经网络控制等，提高系
统的自适应能力和鲁棒性。
对控制系统进行严格的测试和验证，确保其在各种工况下的稳
03
定性能。
经济性原则
01
在满足安全性和稳定性的前提下，尽可能降低控制 系统的成本，提高经济效益。
燃气轮机控制系统方 案
汇报人：
2024-01-31
REPORTING
• 燃气轮机控制系统概述 • 燃气轮机控制系统设计原则 • 燃气轮机控制系统关键技术 • 燃气轮机控制系统实施方案 • 燃气轮机控制系统性能评估 • 燃气轮机控制系统应用案例 • 燃气轮机控制系统未来展望
目录
PART 01
设计模块化、可扩展的软件架构，方便后期维护和升级。
人机界面
开发友好、直观的人机界面，方便操作人员监控和操作。
通讯网络设计方案
通讯协议
选择标准的通讯协议，如Modbus、Profibus等 ，确保通讯兼容性和稳定性。
网络拓扑
设计合理的网络拓扑结构，如星型、环型等，提 高通讯可靠性和实时性。
数据传输与处理
PART 02
燃气轮机控制系统设计原 则
REPORTING
XX DESIGN
安全性原则
01
确保系统在各种工况下的安全 运行，防止因控制不当导致的 设备损坏或人员伤亡。
02
设计多重安全保护措施，如超 速保护、超温保护、压力保护 等，确保燃气轮机在异常情况 下能够安全停机。
03
采用高可靠性的控制元件和执 行机构，提高系统的整体安全 性能。
稳定性原则
01
保证控制系统在燃气轮机整个运行范围内的稳定性，避免因控 制参数不当而导致的系统失稳。
02
采用先进的控制算法，如模糊控制、神经网络控制等，提高系
统的自适应能力和鲁棒性。
对控制系统进行严格的测试和验证，确保其在各种工况下的稳
03
定性能。
经济性原则
01
在满足安全性和稳定性的前提下，尽可能降低控制 系统的成本，提高经济效益。
燃气轮机控制系统方 案
汇报人：
2024-01-31
REPORTING
• 燃气轮机控制系统概述 • 燃气轮机控制系统设计原则 • 燃气轮机控制系统关键技术 • 燃气轮机控制系统实施方案 • 燃气轮机控制系统性能评估 • 燃气轮机控制系统应用案例 • 燃气轮机控制系统未来展望
目录
PART 01
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FSRSU输出的变化必须在主保护允许逻辑L4为真的条件下才能实现。
3.转速控制系统
是燃气轮机最基本的控制系统，分为有差控制和无差控制。并网运行应 选用有差控制。
① 功能及算法：根据要求的转速基准信号TNR与实际转速TNH之差， 正比例的改变FSR。
F F S 0 ( T S R T ) N R K D N N r R N
联合循环机组控制和调节概述
燃气-蒸汽联合循环机组的控制系统以简单循环燃气轮机控制系统为核心，在此基础 上增加对余热锅炉和蒸汽轮机的控制系统，以及发电机组的一些辅机和辅助设备、 电厂的一些共用系统、各系统的协调控制等所需要的控制设备构成。
各控制系统与联合循环发电机组受控对象的关系
Mark VI 控制系统网络结构
② 控制原理
工作温度高， 无法测量；通 常通过测量透 平排气温度和 压气机出口压 力，计算得到 工作温度。
温度控制简化原理图
➢ 经算法处理后代表温度反馈的计算排气温度平均值TTXM与温控基准 TTRX在减法器相减。差值与FSR在加法器中相加之和作为中间值选 择的一个输入。
➢ 另外两个输入为FSRMAX和FSRMIN，代表中间值选择设置的最大和最 小值极限。
FSRSU=FSKSU_AR
FSRSU以FSKSU_IA为斜率进行增加， 燃气轮机转速逐步提高。
RISING=1 切断积分器输入
合闸后，L83SUMX= 1
FSRSU以FSKSU_IM为斜率进行增加， 直到FSRSU=FSRMAX
启动控制系统退出
逻辑控制算法保证L83SUFI、L83SUWU、LSUSUAR、L83SUMX在某个时 刻只有一项为真。
✓ 三种温控基准输入最小值选择门取出最小值TTR_MIN，经微分器得到温控基 准TTRX变化率，通过中间值选择门限制温控基准变化率在TTKRXR1 和TTKRXR2之间，保证TTXM最小，而且不允许有太大变化速率。
六．停机控制系统
① 过程及功能：
操作员选择STOP命令，控制系统给出停机信号L94X开始。数字给定 点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动 机断路器开路，FSR将逐步下降、减速。 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。
燃机控制原理示意图
2.启动控制系统
① 功能：
✓ 仅控制燃气轮机从点火开始到启动程序完成过程中的 燃 料量，对应燃料行程基准为FSRSU。
✓ 启动过程中燃料需要量受压气机喘振及熄火极限或零功 率所限。
✓ 考虑燃气轮机温度变化不能产生太高应力，需选用合理 的FSRSU。
✓ 属于开环控制，根据程序系统逻辑信号分段输出预设FS RSU。
TTKn_I=常数 ✓ 压气机排气压力CPD偏置温控线
TTRXP=TTKn_I-[CPD-TTKn_C]×TTKn_S ✓ FSR或DWATT偏置温控线。
TTRXS=TTKn_I-[FSR-TTKn_K]×TTKn_M 或TTRXS=TTKn_I-[DWATT-TTKn_LD]×TTKn_LG
✓ Mark-V选取三种温控线中最小值作为实际执行的温控基准TTRX。 通常TTRXP被选出，称作主工作温控基准或执行温控基准， TTRXS为后备温控基准，TTKn_I仅在很高环境温度下或启动 时可能被选出。
顺序控制系统；提供在启动、运行、停机和冷机期间轮机、发电机、 启动装置和辅机的顺序控制。监测保护系统和其他主要系统；发出启 停逻辑信号。
保护系统；
电源系统。
3.GE公司SPEEDTRONICTM的Mark-V数字控制系统特点：
采用当时最新技术：三冗余16位微机控制器、对关键控制及保护参数 的三取二表决、软件容错技术等； 对关键控制和保护的测量探头信号均采用三冗余并由三个处理器分别 表决； 系统的输出信号对关键电磁阀以继电器三取二进行表决，对其余触点 输出信号在逻辑输出处进行表决； 对模拟控制信号，用三线圈伺服阀表决；其他模拟信号采用中选方法 表决。
✓ CPD信号丢失故障：
机组全速后，压气机出口压力信号低于运行转速计算的最小值，这 一故障以 CPD信号丢失报警。允许备用温度偏置在接近额定燃烧 基准温度运行，至故障排除。
✓实际算法软件中还要考虑压气机进口温度修正CT_BIAS和蒸汽喷注降 低NOx温度控制补偿WQJG，温控基准计算方法需进行修正。
③ 加速控制算法：
➢ 经中间值选择门输出FSRACC信号；
➢ 三个输入：
FSRMAX-给定的最大极限；
FSRMIN-可变的最小极限FSR值。启停过程不同阶段所给定的限 制曲线，经压气机进气温度修正系数CQTC修正后输出。防止 过渡过程燃烧室贫油熄火。
通过一系列运算后经加法器的输入。
T N T / t N H
➢ 排气温度超过温控基准，FSRT<FSR，温度控制系统进入控制，每一个 采样周期FSR减小一个TTRX-TTXM，直到为零。
排气温度低于温控基准，FSRT被最小选择门阻止，温控系统退出控制。
➢ 排气温度随负荷增加而升高，通常在最大功率附近进入温度控制。并网机组 提高转速基准TNR增加功率，到一定值时，进入温度控制。若再提高 TNR，FSRN为最小选择门所阻止，转速控制系统退出。
FSRSU=FSKSU_WU，建立暖机值
暖机FSRSU较点火FSRSU低，其间过渡采用一阶滤波器，时间常数为FSK SU_TC。
暖机过程中FSRSU保持不变；转速逐渐上升，燃料流量随之缓慢增加， 透平逐渐被加热。
暖机持续60秒后结束，给出暖机完成逻辑L2WX=1.
加速：
暖机结束后：L2WX=1 L83SUAR=1
点火和暖机期间选择固定基准，防止加速控制进入FSR控制。
5.温度控制系统
引入温度控制保证承受高温、高速部件在安全环境下工作。
① 功能：
a. 燃气温度超过允许值时，发出信号去减少燃料量。
b. 必要时（尖峰运行和尖峰超载运行），可逐渐提高定值时 发出警报。
FSRN: 有差转速控制的输出FSR; FSRN0：额定转速空载的FSR，作为控制常数存入存贮单元； KDroop：决定有差转速控制不等率的控制常数。
FSRN由FSRN0增加到额定负荷值FSRNB，转速变化量为额定负荷条件下(TN R-TNH)，有差转速控制不等率为：
F B F S0 / R K S DR r N oo N
对应失去主保护出现遮断，较快速率增加FSRSD使其推出控制。FSR钳位于零。
➢ 发电机断路器打开：
FSRSD以设定速率FSKSD3向下斜降至FSRMIN，FSRSD取代FSRMIN。
L60SDM为真，L83JSD3为假：以修正速率斜降至界限值K60RB以下：
燃机没有熄火，L83RB为真，使得L83JSD4为真，FSRSD斜降速率为FSKS D4。
………….
二 燃气轮机主控制系统
1.概述： 主控系统是指燃气轮机的连续调节系统。包括启动控制系
统、转速控制系统、加速控制系统、温度控制系统、停机 控制系统、手动FSR控制系统。
主控制系统控制燃机燃料消耗率，每个主控系统输出燃料 行程基准（FSR）指令。
与每个主控制系统对应的FSR量进入最小选择门，选出其中 最小值作为输出，在该时刻实际执行用的FSR控制信号。
一 燃气轮机控制系统概述：
1.功能：
使机组盘车把机组带动到清吹转速、点火，继续把转速提升到额定工 作转速；
控制同期并网，燃气轮机加负荷满足工作要求。
减小燃气轮机热通道部件和辅助部件中的热应力。
2.四个功能子系统：
主控制系统；是控制系统核心部分。能够实现四项基本控制，即设定 启动和正常的燃料极限；控制燃气轮机转子加速；控制燃气轮机转子 的转速；限制透平进口温度。采用FSR最小选择门控制燃料输入。
F F S 2 S R KA
➢ 启动过程中TNHAR的获取
是燃气轮机转速TNH的函数。
TNHAR应能产生温和上升的点火温度；低转速时慢慢上升；到达设计 转速较快上升。接近满速时减小，以利于向全速空载过渡而不超 调；到达全速后，加速基准被设定为常数TAKR1，防止在甩负 荷或其他扰动是超速。
CPD偏置：
TTRXP=TTKn_I-[CPD-TTKn_C]×TTKn_S+CT_BIAS+WQJG
FSR偏置：
TTRXS=TTKn_I-[FSR-TTKn_K]×TTKn_M+CT_BIAS+WQJG
DWATT偏置：
TTRXS=TTKn_I-[DWATT-TTKn_LD]×TTKn_LG+CT_BIAS+WQJG
③ 排气温度信号处理
➢ 采用18或24对热电偶测量排气温度；
➢ 热电偶输出信号接入<R>模块的TBQA卡，再分别送到<R>、<S>、 <T>的TCQA卡，卡件提供冷端补偿和热电偶异常偏置信号。最后得 到反映排气温度的TTXD向量。
1、4、7……..22 2、5、8……..23 3、6、9……..24
③ 工作过程
启动完成，L83TRESI=1，TNR=PRESET=100.3%以备并网。 并网后L83TRESI=0。 并网后通过改变TNR增减机组出力； 发电机断路跳闸，L83TRESI=1，TNR=100.3%，为下次并网 做准备。
4.加速控制系统
① 工作原理：
➢ 对实际转速信号TNH对时间求导，计算转子角加速度TNHA。如TN HA超过给定基准TNHAR，则减小加速控制FSRACC。如TNHA小 于给定值，则不断增大FSRACC，迫使加速控制系统退出。
<R> <S> <T>
TTXDR TTXDS TTXDT
➢ 各控制机把温度信号按实际位置排列成TTXD1_n；再按从高到低顺 序编排新的向量TTXD2_n，直接送往燃烧监测保护。
3.转速控制系统
是燃气轮机最基本的控制系统，分为有差控制和无差控制。并网运行应 选用有差控制。
① 功能及算法：根据要求的转速基准信号TNR与实际转速TNH之差， 正比例的改变FSR。
F F S 0 ( T S R T ) N R K D N N r R N
联合循环机组控制和调节概述
燃气-蒸汽联合循环机组的控制系统以简单循环燃气轮机控制系统为核心，在此基础 上增加对余热锅炉和蒸汽轮机的控制系统，以及发电机组的一些辅机和辅助设备、 电厂的一些共用系统、各系统的协调控制等所需要的控制设备构成。
各控制系统与联合循环发电机组受控对象的关系
Mark VI 控制系统网络结构
② 控制原理
工作温度高， 无法测量；通 常通过测量透 平排气温度和 压气机出口压 力，计算得到 工作温度。
温度控制简化原理图
➢ 经算法处理后代表温度反馈的计算排气温度平均值TTXM与温控基准 TTRX在减法器相减。差值与FSR在加法器中相加之和作为中间值选 择的一个输入。
➢ 另外两个输入为FSRMAX和FSRMIN，代表中间值选择设置的最大和最 小值极限。
FSRSU=FSKSU_AR
FSRSU以FSKSU_IA为斜率进行增加， 燃气轮机转速逐步提高。
RISING=1 切断积分器输入
合闸后，L83SUMX= 1
FSRSU以FSKSU_IM为斜率进行增加， 直到FSRSU=FSRMAX
启动控制系统退出
逻辑控制算法保证L83SUFI、L83SUWU、LSUSUAR、L83SUMX在某个时 刻只有一项为真。
✓ 三种温控基准输入最小值选择门取出最小值TTR_MIN，经微分器得到温控基 准TTRX变化率，通过中间值选择门限制温控基准变化率在TTKRXR1 和TTKRXR2之间，保证TTXM最小，而且不允许有太大变化速率。
六．停机控制系统
① 过程及功能：
操作员选择STOP命令，控制系统给出停机信号L94X开始。数字给定 点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动 机断路器开路，FSR将逐步下降、减速。 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。
燃机控制原理示意图
2.启动控制系统
① 功能：
✓ 仅控制燃气轮机从点火开始到启动程序完成过程中的 燃 料量，对应燃料行程基准为FSRSU。
✓ 启动过程中燃料需要量受压气机喘振及熄火极限或零功 率所限。
✓ 考虑燃气轮机温度变化不能产生太高应力，需选用合理 的FSRSU。
✓ 属于开环控制，根据程序系统逻辑信号分段输出预设FS RSU。
TTKn_I=常数 ✓ 压气机排气压力CPD偏置温控线
TTRXP=TTKn_I-[CPD-TTKn_C]×TTKn_S ✓ FSR或DWATT偏置温控线。
TTRXS=TTKn_I-[FSR-TTKn_K]×TTKn_M 或TTRXS=TTKn_I-[DWATT-TTKn_LD]×TTKn_LG
✓ Mark-V选取三种温控线中最小值作为实际执行的温控基准TTRX。 通常TTRXP被选出，称作主工作温控基准或执行温控基准， TTRXS为后备温控基准，TTKn_I仅在很高环境温度下或启动 时可能被选出。
顺序控制系统；提供在启动、运行、停机和冷机期间轮机、发电机、 启动装置和辅机的顺序控制。监测保护系统和其他主要系统；发出启 停逻辑信号。
保护系统；
电源系统。
3.GE公司SPEEDTRONICTM的Mark-V数字控制系统特点：
采用当时最新技术：三冗余16位微机控制器、对关键控制及保护参数 的三取二表决、软件容错技术等； 对关键控制和保护的测量探头信号均采用三冗余并由三个处理器分别 表决； 系统的输出信号对关键电磁阀以继电器三取二进行表决，对其余触点 输出信号在逻辑输出处进行表决； 对模拟控制信号，用三线圈伺服阀表决；其他模拟信号采用中选方法 表决。
✓ CPD信号丢失故障：
机组全速后，压气机出口压力信号低于运行转速计算的最小值，这 一故障以 CPD信号丢失报警。允许备用温度偏置在接近额定燃烧 基准温度运行，至故障排除。
✓实际算法软件中还要考虑压气机进口温度修正CT_BIAS和蒸汽喷注降 低NOx温度控制补偿WQJG，温控基准计算方法需进行修正。
③ 加速控制算法：
➢ 经中间值选择门输出FSRACC信号；
➢ 三个输入：
FSRMAX-给定的最大极限；
FSRMIN-可变的最小极限FSR值。启停过程不同阶段所给定的限 制曲线，经压气机进气温度修正系数CQTC修正后输出。防止 过渡过程燃烧室贫油熄火。
通过一系列运算后经加法器的输入。
T N T / t N H
➢ 排气温度超过温控基准，FSRT<FSR，温度控制系统进入控制，每一个 采样周期FSR减小一个TTRX-TTXM，直到为零。
排气温度低于温控基准，FSRT被最小选择门阻止，温控系统退出控制。
➢ 排气温度随负荷增加而升高，通常在最大功率附近进入温度控制。并网机组 提高转速基准TNR增加功率，到一定值时，进入温度控制。若再提高 TNR，FSRN为最小选择门所阻止，转速控制系统退出。
FSRSU=FSKSU_WU，建立暖机值
暖机FSRSU较点火FSRSU低，其间过渡采用一阶滤波器，时间常数为FSK SU_TC。
暖机过程中FSRSU保持不变；转速逐渐上升，燃料流量随之缓慢增加， 透平逐渐被加热。
暖机持续60秒后结束，给出暖机完成逻辑L2WX=1.
加速：
暖机结束后：L2WX=1 L83SUAR=1
点火和暖机期间选择固定基准，防止加速控制进入FSR控制。
5.温度控制系统
引入温度控制保证承受高温、高速部件在安全环境下工作。
① 功能：
a. 燃气温度超过允许值时，发出信号去减少燃料量。
b. 必要时（尖峰运行和尖峰超载运行），可逐渐提高定值时 发出警报。
FSRN: 有差转速控制的输出FSR; FSRN0：额定转速空载的FSR，作为控制常数存入存贮单元； KDroop：决定有差转速控制不等率的控制常数。
FSRN由FSRN0增加到额定负荷值FSRNB，转速变化量为额定负荷条件下(TN R-TNH)，有差转速控制不等率为：
F B F S0 / R K S DR r N oo N
对应失去主保护出现遮断，较快速率增加FSRSD使其推出控制。FSR钳位于零。
➢ 发电机断路器打开：
FSRSD以设定速率FSKSD3向下斜降至FSRMIN，FSRSD取代FSRMIN。
L60SDM为真，L83JSD3为假：以修正速率斜降至界限值K60RB以下：
燃机没有熄火，L83RB为真，使得L83JSD4为真，FSRSD斜降速率为FSKS D4。
………….
二 燃气轮机主控制系统
1.概述： 主控系统是指燃气轮机的连续调节系统。包括启动控制系
统、转速控制系统、加速控制系统、温度控制系统、停机 控制系统、手动FSR控制系统。
主控制系统控制燃机燃料消耗率，每个主控系统输出燃料 行程基准（FSR）指令。
与每个主控制系统对应的FSR量进入最小选择门，选出其中 最小值作为输出，在该时刻实际执行用的FSR控制信号。
一 燃气轮机控制系统概述：
1.功能：
使机组盘车把机组带动到清吹转速、点火，继续把转速提升到额定工 作转速；
控制同期并网，燃气轮机加负荷满足工作要求。
减小燃气轮机热通道部件和辅助部件中的热应力。
2.四个功能子系统：
主控制系统；是控制系统核心部分。能够实现四项基本控制，即设定 启动和正常的燃料极限；控制燃气轮机转子加速；控制燃气轮机转子 的转速；限制透平进口温度。采用FSR最小选择门控制燃料输入。
F F S 2 S R KA
➢ 启动过程中TNHAR的获取
是燃气轮机转速TNH的函数。
TNHAR应能产生温和上升的点火温度；低转速时慢慢上升；到达设计 转速较快上升。接近满速时减小，以利于向全速空载过渡而不超 调；到达全速后，加速基准被设定为常数TAKR1，防止在甩负 荷或其他扰动是超速。
CPD偏置：
TTRXP=TTKn_I-[CPD-TTKn_C]×TTKn_S+CT_BIAS+WQJG
FSR偏置：
TTRXS=TTKn_I-[FSR-TTKn_K]×TTKn_M+CT_BIAS+WQJG
DWATT偏置：
TTRXS=TTKn_I-[DWATT-TTKn_LD]×TTKn_LG+CT_BIAS+WQJG
③ 排气温度信号处理
➢ 采用18或24对热电偶测量排气温度；
➢ 热电偶输出信号接入<R>模块的TBQA卡，再分别送到<R>、<S>、 <T>的TCQA卡，卡件提供冷端补偿和热电偶异常偏置信号。最后得 到反映排气温度的TTXD向量。
1、4、7……..22 2、5、8……..23 3、6、9……..24
③ 工作过程
启动完成，L83TRESI=1，TNR=PRESET=100.3%以备并网。 并网后L83TRESI=0。 并网后通过改变TNR增减机组出力； 发电机断路跳闸，L83TRESI=1，TNR=100.3%，为下次并网 做准备。
4.加速控制系统
① 工作原理：
➢ 对实际转速信号TNH对时间求导，计算转子角加速度TNHA。如TN HA超过给定基准TNHAR，则减小加速控制FSRACC。如TNHA小 于给定值，则不断增大FSRACC，迫使加速控制系统退出。
<R> <S> <T>
TTXDR TTXDS TTXDT
➢ 各控制机把温度信号按实际位置排列成TTXD1_n；再按从高到低顺 序编排新的向量TTXD2_n，直接送往燃烧监测保护。