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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。
M701F燃气轮机燃烧室的特点和燃烧调整_金晓刚（1）第23卷第1期2010年3月《燃气轮机技术》G A ST U R B I N ET E C H N O L O G Y V o l .23 N o .1M a r .,2010M 701F 燃气轮机燃烧室的特点和燃烧调整金晓刚(深圳市广前电力有限公司,广东深圳518052)摘要:本文分析了三菱M 701F 燃气轮机燃烧室的特点和燃烧调整的方法,以及这些特点对燃烧室部件的影响。
关键词:M 701F 燃气轮机;燃烧室特点;特点;调整中图分类号:T K 473.2 文献标识码:B 文章编号:1009-2889(2010)01-0058-04M 701F 燃气轮机的主要参数为:17级轴流式压气机,压比17;20个环管布置D L N 燃烧室;透平入口初温1400℃;采用4级反动式透平,单循环效率38.2%。
M 701F 型燃气轮机的燃烧室采用环管逆流布置方式,带旁路阀。
20个预混干式低N O x (D L N )燃烧器沿机组圆周向均匀地斜插入燃烧室外缸里,燃烧室之间设有联焰管传递火焰。
如图1所示,每个燃烧室由燃料喷嘴、火焰筒、过渡段和旁路阀及其它附件组成。
图1 燃烧室的主要部件1 燃烧室的结构特点燃料喷嘴由位于圆心的值班燃料喷嘴和围成一圆圈的8个干式预混主燃料喷嘴组成,如图2所示。
干式预混喷嘴可降低燃烧温度,特别是减少局部高温区,减少了N O x 的生成。
值班燃料喷嘴采用扩散燃烧方式,形成稳定的值班火焰,用以维持主火焰的稳定。
燃烧室设置旁路阀是三菱公司的特有技术,旁路阀装于燃烧室尾部区域,可将压气机的出口空气直接导入过渡段,根据不同燃烧状态,旁路一部分压气机的排气,以调节进入燃烧系统的空气流量,保证不同预混燃烧状态下的最佳空燃比,保持预混燃烧的稳定。
为满足1400℃透平初温要求,M 701F 机组火焰筒和过渡段均使用了N i 基超合金材质,并采取双层结构,如图3所示。
第38卷 第3期2009年9月热力透平THERMAL TURBINEVol.38No.3S ept.2009三菱M701F 燃气轮机燃烧调整分析毛 丹,诸粤珊(广东省粤电集团深圳市广前电力有限公司前湾燃机电厂,广东深圳518054)摘 要:燃气轮机燃烧调整是我国引进重型燃气轮机的关键技术和重要难题之一。
本文详细分析了三菱M 701F 燃气轮机燃料系统结构及基本的控制原理、燃烧调整的目的、监测手段及调整的方法和过程,根据燃烧不稳定产生的原因提出改进方法。
分析了燃烧室压力波动监视系统CPF M 的功能和构成,以及高级燃烧室压力波动监视系统A dv anced CP FM 在机组运行中的作用,可以进一步提高技术人员掌握燃气轮机燃烧调整技术的能力。
关键词:燃烧室压力波动;燃烧调整;燃烧室旁路阀中图分类号:T K 473 文献标识码:A 文章编号:1672-5549(2009)03-0156-05Analysis on Combustion Adjusting of Mitsubishi M701F Gas TurbinesMA O Dan,ZH U Yue -shan(Qianwan Gas Turbine Power Plant,Shenzhen Guangqian Electric Power Co.Ltd.of GuangdongYudean Group Co.Ltd.,Shenzhen 518054,C hina)Abstract: Gas turbine combust ion adjusting is one o f key techno lo gies and import ant issues for intr oductionof heavy -duty g as turbines in o ur co untr y.T he pur po se of this paper is to analyze the objective,sy stem,basal co nt rol principle,mo nitor ing procedur e and method of the combust ion adjusting system,and then the improv ement metho d is g iven based on the r easo n of unstable combust ion.T he function and st ruct ur e to the CP FM sy stem o f combusto r pr essure fluctuation,the effect of t he Advanced CP FM sy stem dur ing unit s operatio n ar e investig ated to pr omote the abilit y o f technicians to master t he co mbustio n adjusting fo r g as tur bines.Key words: co mbustor pr essure fluctuatio n;combustion adjusting ;combust or by pass valve收稿日期:2009-04-06作者简介:毛丹(1981-),男,浙江桐乡人,华北电力大学自动化专业毕业,工学学士,经济师,主要从事燃机电厂运行控制工作。
M701F 型燃气轮机控制系统分析席亚宾1,李洪涛2,马永光3(1.广东惠州天然气发电有限公司,广东 惠州 5160822.哈尔滨工业大学,哈尔滨 150001;3.华北电力大学,河北 保定 071003)摘 要:M701F 燃机DCS 采用DiasysNetmation,其控制主要由燃机控制系统、燃机保护系统和高级燃烧压力波动监视系统组成。
本文简要介绍了M701F 燃机DCS 系统的构成,分别叙述了TCS 、TPS 和AC PFM 自控制系统的作用,并对其主要控制功能进行了分析。
关 键 词:控制信号输出(CSO);联合循环;M701F 燃机;高级燃烧压力波动监视器(ACPEM)中图分类号:TK323 文献标识码:A 文章编号:1009-2889(2009)03-0021-04燃气轮机由于启停快、调峰能力强的特点而发展迅猛。
惠州LNG 电厂建有3 390MW 联合循环机组,燃机为M701F,现已投产发电。
本文主要介绍M701F 燃机控制系统的构成和特点,并对主要控制系统功能进行分析。
1 M701F 燃机的DCS 构成M701F 燃机的DCS 采用三菱重工的DiasysNet -mation,是Diasys 系列的第三代过程控制系统。
M701F 燃机控制主要由燃机控制系统TCS(Turbine Control Syste m)、燃机保护系统TPS(Turbine Protection System)和高级燃烧压力波动监视系统AC PF M (Ad -vanced Combustion Pressure Fluctuation Monitor )组成。
M701F 燃气轮机控制系统的微处理器是基于数字控制器的双冗余系统,是燃机速度、负荷和温度的自动控制中心。
在燃气轮发电机从启动到满负荷运行的各个阶段,若处于控制状态的微处理器发生故障,控制系统能无扰动地切换到冗余的微处理器。
1.1DiasysNetmation 构成1.1.1多功能过程站(MPS)MPS 用于完成自动控制和I/O 数据的处理,存储1h 的短期(采集周期1s)数据。
浅谈SFC在燃气机组中的原理及启动工作，达到或超出2220r/min后，该装置自行停止转速运动，但需要确定转速功率不得低于转子转动速度，以免出现功率耗损程度过大等问题。
对于电能或动能转变，也需保持燃机机组从启动到结束之间的正常功率，满足转子转动的生成速率，加大能量转动程度。
大型燃机均采用SFC（静止变频启动装置）启动方式，整个机组的启动和调速的实现由启动装置完成，启动装置分为机械式装置和电子式装置。
机械式装置一般为启动电动机。
电子式装置通常为SFC。
对于燃气轮机项目来说，一般在低速盘车时采用机械盘车，启动时采用SFC装置。
2变频器的作用及同步电动机调速在速度转动过程中，变频器主要于器具电压频率统一变化，以实现机器电压交流电的输出过程。
由于变频器具有调速转动的作用，产生电机极对数量比较统一（n=60f/p），由此可以得出，电机的转度与频率成正比。
电机在工频启动时会产生很大的启动电流（额定电流的几倍），对电网冲击相当大，而是用变频启动，电压和频率是逐步增加的，这样的工作方式具备的冲击量不大。
但是如果使器具频率保持上升状态、电压变低，极其容易造成发电机出现“电压和频率冲击”现象，造成发电机的电压和频率不统一，会对发电机产生一定的损毁问题。
调速的方法有两种：一是改变电机对数；二是提高变频调速。
在提高机组的运行速率时，要想完成电动机变频调速功能，可以采取改变变频功率的方法，实现电动机的同步功能，提高机器的技术调速。
另外，电动机的调速类型主要以自控和他控为主，结合变频装置提高变压功率，达成统一的机器变频速率。
在自控调速过程中，对变频调速采取控制调节的方式，实现变频装置自我控制，主要以“交-直-交”和“交-交”两种变频供电方式为主，控制方式则通过控制速率不超过变频速率来实现。
对于自控调速，电动机的具体应用很多，如701F系列燃动机。
在他控调速过程中，与自控调速过程具有相似性，利用带动转子速率的方式来完成具体操作，实现电动机同步调速。
DC电抗器输入变压器谐波过滤器发电机组电源母线整流器逆变器控制器图1 SFC原理图发电机励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统就，全套进口瑞士ABB公司原装产品，型号为UNITROL 6000系列，发电机静止励磁系统通过可控硅整流桥控制励磁电流，达到调节同步发电机电压和无功功率的目的。
其主要分为四个部分：励磁变压器、励磁调节器（A VR）、可控硅整流器和起励和灭磁单元。
2 事件经过2021年某月，连续两次#1机组启动过程中，在机组升速至12r/min后SFC跳闸。
TCS报警如下：11：22：40 EXCITATION（SYSTEM） INTERLOCK TRIP （TRIP）（GPR﹣A）11：22：40 EXCITATION（SYSTEM） INTERLOCK TRIP （TRIP）（GPR﹣B）11：22：40 PROT.DEVICE ALARM（GPR﹣A）运行与维护Operation And Maintenance电力系统装备Electric Power System Equipment86丨电力系统装备 2021.62021年第6期2021 No.6CCI 冗余故障）11：21：00：4142878 21172 ActiveCHFlt CH1（通道1 活动通道故障）11：21：00：4142920 21109 ConvRed4Flt CH1（通道1整流器冗余级故障4级）11：21：00：4143040 23007 Trip1 CH1（跳闸1﹣组报警）从报警记录看，通道1“CCI4可控硅（晶闸管）Sn 故障” 导致通道1“CCI 冗余故障”（CCI 为整流桥控制接口板）、通道1“通道故障﹣组报警”，励磁通道切换到通道2运行。
在通道2运行后又发生“CCI4可控硅（晶闸管）Sn 故障”，导致通道2“CCI 冗余故障”、通道2“通道故障﹣组报警”，励磁通道又切换回通道1运行，但通道1 “CCI4可控硅（晶闸管）Sn 故障”仍存在，而通道2也存在故障，无法进行通道切换，造成遮断。
