1、第一節 燃氣輪機的主控系統主控系統是指燃氣輪機的連續調節系統，單軸燃氣輪機控制系統設置了幾種自動改變燃氣輪機燃料消耗率的主控制系統(見表111)和每個系統對應的輸出指令FSR（FUEL STROKE REFERENCE燃料行程基準）此外還設置了手動控制燃料行程基準。上述6個FSR量進入最小值選擇門，選出6個FSR中的最小值作為輸出，以此作為該時刻實際執行用的FSR控制信號。因而雖然任何時刻6個系統各自都有輸出，但只有一個控制系統的輸出進入實際燃料控制系統(見圖11一1)。一、啟動控制系統 啟動控制系統僅控制燃氣輪機從點火開始直到啟動程序完成這一過程中燃料Gf (在Mark-V系統中通過啟動控制

2、系統輸出FSRSU)。燃氣輪機啟動過程中燃料需要量變化范圍相當大。其最大值受壓氣機喘振(有時還受透平超溫)所限最小值則受熄火極限或零功率所限。這個上下限隨著燃氣輪機轉速大小而變，在脫扣轉速時這個上下限之間的范圍最窄。沿上限控制燃料量可使啟動最快，但燃氣輪機溫度變化劇烈，會產生較大的熱應力，導致材料的熱疲勞而縮短使用壽命。 啟動控制過程是開環的，根據程序系統來的一組邏輯信號來分段輸出預先設置的FSRSU，整個啟動控制的過程用圖11-2曲線表示。圖11-3則給出了FSRSU的控制算法。 當燃氣輪機被啟動機帶到點火轉速(約20n0 L14HM=1)并滿足點火條件L83SUFI=1時，受其控制的偽觸點

3、閉合，控制常數FSKSU-F1（典型值為22 .0FSR）和壓氣機氣流溫度系數CQTC(通常為0. 9125)相乘通過NOT MAX最終賦給FSRSU,以建立點火FSR值。為了點燃火焰并提供燃燒室之間的聯焰，在火花塞打火時，點火FSR相對較大。 當下列條件之一滿足時，就算作點火成功：至少兩個火焰檢測器檢測到火焰并超過2s; 所有4個火焰檢測器均檢測到火焰。如果點火成功，控制系統給出L83SUWU=1, L83SU-F1=0。允許FSKSU-WU (典型值為10.9FSRs)賦給FSRSU，以建立暖機FSR值。FSR水平的降低是為了減少轉子的熱應力。在從點火FSR到暖機FSR的轉變過程中用了一個

4、一階濾波器，使得過渡過程變得緩和，該濾波器時間常數為FSKSUTC(典型值1s)。燃氣輪機暖機過程中FSRSU值保持不變，轉速則在逐漸上升，實際燃料流量Gf也隨之緩慢增加，使處于冷態的燃氣氣透平逐漸被加熱。一般暖機持續60s結束，由啟動程序給出暖機完成邏輯，即L2WX=1。暖機完成后，程序啟動加速邏輯L83SUAR=1。受其控制的4個偽觸點動作，使FSKSUIA控制常數典型值為005FSR(s)作為斜升速率進入積分器的輸入端，使得FSRSU輸出在暖機值的基礎上逐漸增加。隨著燃油量的增加燃氣輪機轉速逐步升高。控制常數FSKSU一AR(典型值為24。8)規定了FSRSU積分斜升的上限值。一但達到該

5、值圖中上部比較器條件成立，使RISING置1，受控觸點動作切斷積分器的輸入。FSKSU-AR的常數值通過NOT MAX直接送人下部作為FSRSU輸出。在合閘后L83SUMX置1，又通過積分器輸入斜升速率FSKSU-IM(典型值為5FSRS)使FSRSU繼續上升。一直斜升到控制常數FSRMAX給定的最大FSR值作為FSRSU輸出。至此啟動控制系統自動退出。邏輯控制算法(未列出)保證L83SUFI、L83SUWU、L83SUAR和L83SUMX在任何時刻都僅有一項可能為“真”以此保證了有序的輸出和對FSRSU的控制。而且FSRSU輸出的變化必須在主保護允許邏輯L4為“真”的條件下才能實現否則上述所

6、有控制信號為零，FSRSU將直接被箝位于零。二、轉速控制系統轉速控制是燃氣輪機最基本的控制系統，Mark-V系統有“有差控制”(Droop Speed)與無差控制”(Isoch speed)兩種控制方式。當發電機并網運行時應選用“有差”控制方式。當發電機單機運行時可選用“無差”控制方式。這里僅介紹“有差”控制。有差轉速控制簡圖見圖11_4。有差轉速控制算法根據要求的轉速基準信號(Speed reference)TNR與實際轉速TNH之差，正比例地改變FSR，實現FSRNFSRNo=(TNRTNH)×KDroop (11-1)式中 FSRN有差轉速控制的輸出FSR；FSRN0燃氣輪機在

7、額定轉速下空載的FSR值(在這里作為控制常數存人存儲單元)；圖11-4有差轉速控制系統原理圖 KDroop決定有差轉速控制不等率的控制常數 (調峰的燃氣輪機一般取4)。 式(11-1)用曲線來表示就是有差轉速調節靜態特性。當FSRN=FSRN0時，由式(111)可知，此時TNH=TNR，即轉速基準TNR正好就是空載時的轉速TNH。當FSRN由FSKN。值變到額定負荷值FSRNB時，轉速的變化是額定負荷下的(TNRTNH)，它正好就是有差轉速控制的不等率。所以有 =(FSRNBFSRN0)KDroop轉速基準TNR信號增減時，靜態特性線作上下平移。若機組尚未并網。則輪機轉速TNH隨之變動(此時T

8、NH=TNR)。若機組已經并網則TNR變化只改變輪機出力：TNR升出力就增加；TNR降。出力就減小。所以TNR又稱為轉速負荷基準。圖114(b)表示控制轉速基準TNR的變化TNR由中間值選擇輸出。TNR的最大值限制是107。這保證若=4，即使電網頻率高達103時，機組仍能帶滿負荷。若機組要做超速試驗，則把此上限改為113·，以便在空載時燃氣輪機可以把轉速升高到這個數值。TNR的最小值限制由邏輯信號來確定。若L83TNROP=l，則STARTUP(啟停值60)進人中間值選擇，作為TNR的下限，這時轉速控制就有可能在60n0起介入啟動控制。運行狀態L83TNROP=0，此時OPERATI

9、NG(運行值95)輸人中間值選擇作為TNR的下限，95的下限可以保證即使電網頻率低到95，仍能通過TNR把輪機負荷降到零。通常就是圖114(b)中間的輸入通過中間值選擇器成為輸出的TNR。圖中z-1與加法器組成數字積分器，L83JDn給出積分速率(L83JDn：n=0，l，2， ，5，相應于不同的速率)，L70R和L70L決定積分的方向。L70R=1、L70 L=0時，積分升高TNR(升轉速負荷)；反之積分降低TNR(降轉速負荷)；L70R與L70L都為“假”時。積分中止，TNR保持不變。當燃氣輪機啟動程序完成以后，邏輯量L83TRESI=1，則切除積分器，將預置控制的常數PRESET=100

10、. 3賦給TNR，以備同期并網。一經并網L83TRESI=0而TNR則停留在100 .3(略帶負荷，以免電網頻率波動造成發電機逆功率)。以后就可以通過升(或降)TNR來增(或減)機組出力。當發電機斷路器跳閘時，則L83TRESI置“1”TNR復位到100. 3，為下次并網作準備。 三、加速控制系統加速控制系統將轉子實際轉速信號TNH對時間求導，計算出轉子角加速度TNHA，若角加速度實測值超過了給定值TNHAR，則減小加速控制FSR值FSRACC，以減小角加速度，直到該值不大于給定值為止。若角加速度值小于給定值，則不斷增大FSRACC，迫使加速控制系統自動退出控制。角加速度為正值時就是轉速增加的

11、動態過程。加速控制系統僅限制轉速增加的動態過程的加速度，對穩態(靜態)不起作用，對減速過程也不起作用。由此可見加速控制系統其實質是角加速度限制系統。加速控制系統主要在兩種加速過程發揮作用。 (1)在燃氣輪機突然甩去負荷后幫助抑制動態超速。燃氣輪機甩去負荷后的過渡過程中，初期轉速還未上升多少，FSRN下降也不多，但此時加速度卻很大，使FSRACC降得很小，其介人主控系統后就能在此期間快速地降低FSR，減小轉子動態超速。 (2)在啟動過程中限制輪機的加速率，以減小熱部件的熱沖擊。前已闡明，啟動過程中，暖機完成以后，啟動控制系統輸出FSRSU，在暖機值FSKSUWU (10. 9FSR)的基礎上以F

12、SKSUIA(0.5FSRs)的速率斜升到FSKSUAR(24 .8FSR)。然后以更高的速率FSKSUIM(5FSRs)繼續斜升。而轉速控制系統在啟動過程中以TNKRl- 0(9%TNHmin)的速率斜升TNR(直到TNH到達95)。轉速控制系統輸出FSRN為 FSRN=(TNRTNH)×FSKRN2+FSKRNl式中FSKRNl輪機全速空載FSR值(典型值=14 .7FSR)。若TNH完全跟上TNR的變化，則FSRN=FSKRNl。實際由于轉子的慣性。TNH總是滯后于TNR因此啟動過程中TNH總是大于FSKRN1。在到達運行轉速(95n0)附近，由FSRSU或FSRN經最小值選擇

13、后的FSR可能超過FSRN1不少，因此溫度將比空載值高不少，也具有較大的加速度。而到達運行轉速TNR啟動斜升立即停止。FSR回到全速空載值，溫度相應下降。此溫度變化較劇烈，將造成熱沖擊。加入加速度控制則通過限制加速度延緩到達運行轉速前的加速過程，間接地抑制了這個過程中的溫度上升，緩和了啟動結束階段的溫度變化。 加速控制系統控制算法見圖11-5最終經中間值選擇門輸出FSRACC信號。它有三個輸人： (1)控制常數FSRMAX(100FSR)給定的最大極限。 (2)FSRMIN一個可變的最小極限FSR值。根據啟停過程各個不同階段所給定的限制曲線，經過壓氣機進氣溫度修正系數形修正后的輸出。給出最小F

14、SR極限的目的在于防止過渡過程中燃燒室貧油熄火。 (3)通過一系列運算后經加法器的輸人。一般情況下，它就是這三個值的中間值而作為FSRACC輸出。下面專門討論這個值的由來。 轉速信號TNH經微分器和加速基準TNHAR在減法器中相減，其輸出為 =TNHAR一TNHt 在燃氣輪機未進人加速控制前，也就是轉速的上升速率未超出加速基準TNHAR前其角速度差值>0，那么FSR的差值為正。即 FSR=FSKACC2×>0 使加法器的輸出值大于原有FSR值，也就是FSRACC>FSR，從而使得加速控制系統處于退出控制狀態。 當燃氣輪機加速度大于加速基準TNHAR時，<0，F

15、SR <0，此時FSRACC<FSR，加速控制系統投入控制，再次把FSR值壓低，直到新的等于零為止。 在啟動過程中，TNHAR是從一張5個點的對照表中計算出來的(見圖11-6和表ll-2)，這張表是燃氣輪機轉速TNH的一個函數。TNHAR應能產生一個溫和上升的點火溫度：在低轉速時慢慢上升，而在輪機到達設計轉速(>60)時較快地上升。在接近滿轉速時減小TNHAR，以有利于向全速空載過渡而不超調。一且燃氣輪機到達全速，則加速基準THNAR被設定成常數值TAKR1(典型值1s)。這樣該基準即防止在甩負荷或其他擾動時超速。在點火和暖機期間也選擇該固定基準以防止在啟動過程的這些階段中加

16、速控制限制燃料供應。四、溫度控制系統 燃氣輪機的透平葉輪和葉片在高溫、高速下工作，它們不僅承受高溫，而且還承受巨大的離心應力。葉片、葉輪的材料的強度隨著溫度的上升顯著降低，對于燃氣輪機來說，這些受熱零部件的強度余量本來就不大，所以在運行中必須使透平進氣溫度限制在一定范圍內。否則，將會使透平受熱部件的壽命大大降低，甚至就會引起透平葉片燒毀、斷裂等嚴重事故。所以，溫度控制是燃氣輪機調節的主要任務之一。(一)、透平等T3*線的控制原理 透平前溫T3*對燃氣輪機而言是至關重要的，一般情況下燃氣輪機的功率和效率隨T3*溫度的增高而增大。為了使機組獲得最大的出力和最高的效率，希望機組能在最高的T3*溫度下

17、安全可靠地運行，為此設置了聰溫度的溫控器。因為燃氣輪機大多采用環管型的燃燒室，雖設置有燃料流量分配器，但也難以做到每個燃燒室出口的溫度即透平前溫T3*都很均勻，并且T3*溫度一般都很高，如Ms9001E燃機的透平前溫高達1124MS9001F高達1280，這么高的透平前溫要直接測量與控制是非常困難的。在大氣溫度不變時，燃機處于透平前溫為最大值的工況可靠運行時，其他各種參數都隨透平轉速和透平前溫的確定而相應確定下來，這是穩態工況。因此可以通過測量燃氣輪機的排氣溫度來間接反映透平前溫T3*的大小。兩者的變化趨勢是相同的，而T4*溫度遠低于透平前溫T3*，且排氣溫度T4*的溫度場也因燃氣經過透平時有

18、所混合而比較均勻，所以T4*便于測量和控制。在大氣溫度不變的情況下，要控制透平前溫T3*為常數，只要控制排氣溫度T4*為某一相應的數值就可以了，這是很簡單的一種溫控器。由于大氣溫度在無時無刻地變化著，如果還要維持燃氣輪機的透平前溫為常數時，就不能只控制排氣溫度T4*了，要相應對T4*作修正。一般可用大氣溫度、壓氣機出口壓力等參數來修正巧溫度。例如用大氣溫度ta修正，為維持T3*不變，當大氣溫度升高時排氣溫度對也需相應的增高；當大氣溫度降低時排氣溫度也需相應降低。也可以使用壓氣機出口壓力p2，當大氣溫度增高時，壓氣機出口壓力降低，為使T3*為常數，T4*溫度增高。相反，為維持對為常數，當大氣溫度

19、降低時，壓氣機出口壓力升高，則T4*溫度降低。所以，大氣溫度變化時，為使T3*為常數，排氣溫度T4*和壓氣機出口壓力之間有一條關系曲線，這就是溫控基準線。(二)溫度控制的作用 (1)在燃氣溫度超過允許值時，發出信號去減少燃料量，使燃氣溫度不超過允許值。 (2)在必要時(尖峰運行和尖峰超載運行)可以提高溫度的限制值。運行中這個限制值是逐漸提高的，使機組的受熱部件承受較小的熱應力。 (3)和超溫保護系統一起，在各通道所測的溫度值的差額超過某一定值時發出警報。機組不論用何種方式加載，一旦機組進入溫度控制便會自動切斷加載回路。停止加載。(三)溫度控制簡化原理圖 透平內部溫度限是在第一級噴嘴處，稱為工作

20、溫度。由于這里的溫度長期維持在1100以上故無法直接測量此溫度。通常通過測量透平排氣溫度和壓氣機出口壓力計算得到工作溫度。壓氣機出口壓力代表通過透平的壓力降，還要對大氣溫度作修正。由于冷空氣密度大于暖空氣，對于同樣的負荷，冷天壓氣機出口壓力將比暖天高，因此冷天透平有較高的壓降和溫降，所以為了保持同樣的工作溫度，排氣溫度必須保持在較低值。Mark-V溫度控制系統簡化原理示于圖117。經過算法處理后代表溫度反饋的計算排氣溫度平均值(信號)TTXM與溫控基準TTRX在減法器相減，輸出信號為 T=TTRX一TTRM這個差值與FSR在加法器中相加之和作為中間值選擇的一個輸人，通常就是這個輸人作為中間值，

21、通過中間值選擇成為FSRT。中間值選擇的另外兩個輸入FSRMAX和FSRMIN為中間值選擇設置最大和最小值極限。 排氣溫度超過溫控基準時，T<0，這時FSRT<FSR，溫度控制系統進人控制。每一采樣周期FSR便減小一個|T|值排氣溫度不斷降低。ITl不斷減小，直到T=0為止。排氣溫度低于溫控基準時，T>0，這時FSRT>FSR，FSRT便被最小選擇門所阻擋，使溫度控制系統退出控制。 燃氣輪機排氣溫度隨負荷增加而升高通常在最大功率附近進人溫度控制。在并網發電時，升高轉速基準TNR增加功率，到一定值時，排氣溫度升到溫控基準就開始進入溫度控制的限制。從此若再升高TNR(由于F

22、SRN為最小選擇門所阻擋，轉速控制系統退出控制)也無法提高出力。溫控基準為燃氣輪機設置了運行工況(功率、溫度等)的上限。(四)排氣溫度信號的處理 GE重型燃氣輪機的排氣室中有18或24對熱電偶用以測量排氣溫度(在MS6000機組中為18對，在MS9000機組中為24對)。熱電偶的輸出信號接入R模塊中的TBQA卡，由此再分別送到<R> <S> <T>的TCQA卡。卡件提供冷端補償和熱電偶異常情況的偏置信號。通過軟件冷端補償計算后得出反映排氣溫度的TTXD向量。編號為1，4，7， ，22的熱電偶信號接人<R>控制機，成為TTXDR向量；編號為2，5，

23、8， 。23的熱電偶接人<s>機，成為TTXDS向量；編號為3，6，9， ，24的熱電偶接人<T>機成為TTXDT向量。圖11-8溫度信號處理方框圖 為了增加可靠性，排氣溫度信號TTXD經過一定的處理后得到排氣溫度信號計算值TTXM。信號處理的基本方法見圖11-8。(R><s><T>的各個控制機把自身得到熱電偶信號與通過數據交換網絡取得另兩臺控制機的熱電偶信號，按實際位置排列成TTXDl _n。再按從最高溫度到最低溫度的順序，把全部排氣溫度信號編排出新的向量TTXD2_ n。該信號直接送往燃燒檢測保護，同時還送往下部功能塊，從該向量中剔除小

24、于X值的信號。X值為 X=TTXD2_2一TTKXCD式中TT'XD2_2向量TTXD2_n中第二高的信號； TTKXCO控制常數(典型值為278500F)。以此可以剔除故障熱電偶的不正常信號，避免計算誤差。剔除故障熱電偶倌號后組成新的向量，再經第二個功能塊，去除一個最高值和一個最低值。在此基礎上由第三個功能塊把余下的信號進行平均，得出排氣溫度信號的平均值TTXM。(五)溫度控制基準用燃氣輪機排氣溫度間接控制燃氣輪機工作溫度時，溫控基準隨環境溫度而變化，因而應用溫控基準隨壓氣機出口壓力而變的溫控線和隨燃料量而變的溫控線以達到同樣的效果。 MarkV控制的單軸燃氣輪機常采用圖11-9所示

25、溫控曲線。 (1)等排氣溫度溫控線為 TTKn_I =常數 (2)壓氣機排氣壓力CPD偏置(修正)的溫控線為 TTRXP= TTKn_I 一CPDTTKn_C×TTKn_S式中TTKn_S溫控線“CPD偏置”的斜率； TTKn_C溫控線“CPD偏置”和“等排氣溫度溫控線”交點的橫坐標值。 (3)FSR或DWATT偏置(修正)的溫控線為 TITRXS=TTKn_I一FSRTTKn_ K×TTKn_M 或 TTRXS= TTKn_I一DWATT一TTKn_LD×TTKn _LG式中 TTKn_M溫控線“FSR偏置”的斜率； TTKn _LG溫控線“DWATT偏置”的斜

26、率； TTKn_ K溫控線“FSR偏置”和“等排氣溫度溫控線”交點的橫坐標值； TTKn _LD溫控線“DWATT偏置”和“等排氣溫度溫控線”交點的橫坐標值。Mark-v將三種溫控線確定的溫控基準中的最小值選出作為實際執行的溫控基準TTRX，通常TTRXP被選出作為執行的溫控基準或稱為主工作溫控基準，而TTRXS作為后備溫控基準。TTKn_I僅在很高的環境溫度下或啟動時可能被選出來使用。如果機組全速后，壓氣機出口壓力信號低于運行轉速計算的最小值，則溫度基準被減小。這一故障以“CPD信號丟失”報警。該故障允許備用溫度偏置在接近額定燃燒基準溫度運行，直至故障被消除。通常，在具有冗余壓氣機排氣壓力傳

27、感器(96CD)的設計中，FSR溫度控制備用曲線是用不著的。在這種設計中，燃氣輪機不允許在少于兩個96CD壓力傳感器情況下運行，在具有恒定的可設置有差斜率的設計中，當96CD發生故障時冗余的功率傳感器反饋DWATT用作溫度控制備用曲線。(六)Mark-V超溫保護系統 Mark-V超溫保護系統見圖12-4。當機組在某大氣溫度下運轉時，燃氣輪機溫控器投入運行后，可使透平前溫維持在額定參數，排氣溫度和壓氣機出口壓力相應處于溫控基準線上的某點。當大氣溫度升高時，此點在溫控器的控制下沿溫控基準線TTRX向左上方移；當大氣溫度降低時，此點在溫控器的控制下沿溫控基準線向右下方移動。當溫控器發生故障時，則透平

28、前溫T3*失控，有可能燃料流量過大而使透平前溫T3*超過額定參數，其故障輕者會使透平葉片的壽命下降，重者會致使透平葉片燒毀。為了防止此類故障造成的惡果，Mark-V保護系統設置了三道超溫保護。Mark-v的超溫報警和遮斷的算法見圖12-5。現將超溫保護原理說明如下。(七)燃燒監測保護為了準確地測量透平排氣溫度場是否均勻，應在透平排氣通道中盡可能多地布置測溫熱電偶。Mark-V控制和保護系統在排氣通道安裝了1824根(Ms6000為18根，MS9000為24根)均布的排氣測溫熱電偶。理想情況是這些熱電偶所測的排氣溫度數據完全相等，但實際上是不可能的，即使機組在穩定正常運轉時，排氣溫度場也不可能完

29、全均勻，各熱電偶的讀數總是有所差別。因此有必要規定一個合理的標準，確定機組在正常情況下允許各熱電偶測量結果有多大的溫度差，或者稱允許的分散度S allow。一旦超出這個規定值，我們認為機組或測溫儀器不正常。五、停機控制系統正常停機從操作員選擇STOP指令、控制系統給出停機信號L94X開始。如果發電機斷路器是閉合的，數字給定點開始以正常速率下降以減少FSR和負荷，直到逆功率繼電器動作使發電機斷路器開路，此后FSR將逐步下降、減速。猶如其啟動過程一樣。升溫和降溫速度過快同樣會影響機組部件的使用壽命，停機控制中就是通過控制系統控制停機過程中FSRSD的遞減速率來合理控制熱應力的大小。 圖1111所示

30、為停機控制的算法。圍11-12所示為FSRSD控制曲線。從圖中可以看出。FSRSD漸變速率FSKSDn分別由漸變控制邏輯L83JSDl一L83JSD5和FSRMIN來控制。 在停機邏輯L94X為“假”時L83SDR為“真”。這時主保護L4為“真”，因而控制邏輯L83JSDl為“真”，相應的變化率FSKSDl約為0. 1FSR(s)。一旦失去主保護，則L4為“假”，那么L83JSD2為“真”，相應的FSKSD2約為5%FSR(s)。這是由于失去主保護出現遮斷，因而以較快的速率增加FSRSD使其退出控制。實際上，FSR將被箝位于零。當發電機斷路器打開時，停機FSR即FSRSD從當前腳以設定速率FS

31、KSD3典型值為0 .05FSRs向下斜降到FSRMIN，然后FSRSD即取代了FSRMIN(FSRMIN=FSRSD)，此時控制邏輯L60SDM為“真”，使L83JSD3為“假”，抑制了FSKSD3的輸入，并以修正的速率下降。當轉速降到一個定義的界限值K60RB(20n。)以下時，如果燃氣輪機還沒有熄火那么L83RB將為“真”，使控制邏輯L83JSD4為“真”，允許FSKSD4典型值0.1FSR(s)控制常數的輔入使FSRSD下降。當FSRSDB斜降至火焰檢測器檢測到任意一個失去火焰時，經延時1s后控制邏輯L28CAN反轉，使L83JSD5邏輯為“真”，FSRSD即以FSKSD5典型值1FS

32、R(s)快速下降，直到熄火時關閉燃料。上述的分析是停機控制FSRSD的工作過程，而實際的停機過程還將受到其他一些控制邏輯的控制和制約。FSRMIN是能持續維持燃燒室中燃燒的最小流量燃料，設置FSRMIN是為了確保其他形式的FSR控制不會發出引起熄火的燃料水平的指令。利用線性插值法計算FSRMIN，該線性插值是修正轉速TNHCOR的一個函數。停機期間采用常數FSKMINDl、FSRMlND2、FSKMIND3、FSKMlND4以及相應的轉速常數FSKMlNN1、FSKMlNN2、FSKMINN3、FSKMINN4從一個4點線性插值得到FSRMIN(典型值見表11_3)。如果FSKMIND4設定得

33、過低，則機組在甩負荷或同期時可能熄火。如果FSRMIND4設定的過高，則機組在達到100n0轉速后會繼續升速，因為轉速控制不能將FSR降到FSRMIND4規定的水平以下。此外，在停機過程中，如果發電機解列后，延時8min機組還在運行則機組被遮斷。如果熄火前機組轉速降到K60RB(20n0)，則延時30s也將被遮斷。六、手動FSR控制系統操作員可以手動控制FSR，但一般僅在控制器故障或調試時才用。手動控制燃料行程基準FSRMAN也將作為最小值選擇門MIN SEL的諸項輸入之一。圖11_13所示為手動FSRMAN算法。中間值選擇門的輸出為FSRMAN。它的輸入信號有FSRMAX的最大值和零，由此構

34、成FSRMAN的最大和最小極限。在手動控制時，第三個輸入信號通常就是中間值。一旦FSRMAN<FSRMAX，手動控制的FSRMAN可能控制FSR此時比較器A>B成立，L60FSRS邏輯置1。發出通報信號。CLMP功能塊是用于限制在手動控制下FSRMAN的增減速率的箝位(CLAMP)功能。它根據控制常數FSKRMANl的正負值為上下極限，通過微分器使手動控制指令FSRMAN_CMD的增減變化速率箝制在上下極限變化速率之內。在通電過程pupinit為“真”，相應的5個偽觸點動作。不僅切斷了由FSRMAN_CMD通過中選門的輸出，而且把FSRMAX作為FSRMAN輸出，使手動控制退出控制

35、。FSR預置關閉開關邏輯L43FSRS的動作和前者相類似。當L43FSRS=1時，相應3個偽觸點動作，把當前FSR作為控制信號輸出，同時進人手動控制FSR指令輸入到數字積分器。 七、FSR最小選擇門上述6個燃料行程基準輸到FSR最小值選擇門，選出其中最小值賦給FSR作為選用的燃料行程基準。任何時刻僅有一個系統的燃料行程基準通過最小值選擇門，進入控制。 FSR最小值選擇門保證了上述各控制系統的協同配合。例如，燃氣輪機點火時，FSR=FSRSU處于啟動控制，而其他控制系統都處于退出控制狀態。這是由于： (1)轉速遠低于轉速基準(此時轉速基準設置為啟動最小值)，FSRN=FSRMAX。 (2)轉子正

36、由啟動裝置驅動，轉速增加不會太快，加速控制系統不可能進人控制FSRACC=FSRMAX. (3)燃氣輪機點火排氣溫度還很低，溫控系統不可能進入控制，FSRT=FSRMAX。 (4)在啟動過程沒有停機信號，當然停機控制退出控制，FSRSD=FSRMAX (5)非手動情況下，FSRMAN=FSRMAX，手動控制退出。 啟動過程中，暖機階段轉速低排氣溫度也低，加速度也低，只有啟動控制系統才可能進入控制。暖機后的加速過程中轉速控制系統、啟動控制系統最有可能介人控制，溫度控制和加速控制只是后備限制。 點火、暖機都由啟動控制系統控制。暖機以后，開始仍由啟動控制系統按啟動加速率提升FSR，排氣溫度TTXM和

37、轉速TNH隨之上升。到200s左右，TNH達到40n0 左右，轉速控制介人，TNR按啟動上升速率上升，因此TNH也近似于以直線上升。但FSR上升速率已較啟動控制系統控制啟動加速FSR上升速率低，啟動控制系統由此時起退出控制。再以后可能是轉速控制或加速控制的復雜過程，啟動程序完成，轉速便停在100.3加速立即停止，所以FSR降下來，穩定在全速空載值上，等待并網。 并網運行時，啟動控制、加速控制都處于FSRMAX，因而處于退出狀態。可能進入控制的是轉速控制和溫度控制。在負荷不太高的情況下，排氣溫度達不到溫控基準，溫控系統退出控制，由轉速控制系統控制運行。升降轉速基準就可以增減出力。出力增加到一定程

38、度，排氣溫度升到溫控基準，溫控系統便進入控制，此時FSRT不斷減小到低于FSRN時轉速控制系統便退出控制，負荷便被溫控所限，再增加轉速基準也不能增加出力(同時程序也禁止調節器增加轉速基準)。如果運行選擇由“基本”負荷轉向“尖峰”負荷則溫控線向上提高一擋，溫控系統就退出控制，重新由轉速控制接管。這時便又可通過升TRN進一步提高出力，直到排氣溫度到達尖峰溫控線。 需特別說明，上述FSR的輸出有賴于主保護邏輯L4為“真”。一旦燃氣輪機出現任何原因的遮斷。則L4為“假”，最小值選擇門的輸出被遮斷，這時FSR立刻被箝位到零，以此確保切斷燃料，保證機組的安全。 圖1114所示為含有6個控制系統總貌，最小值

39、選擇門選出6個控制系統要求的FSR最小值，作為執行控制的FSR送往燃料控制系統。 第二節 燃機主保護L4（一）燃機主保護L4構成：LAHCTRESET L4S L4 L4T L94T （二）L4T保護回路構成：L4T=L4PST+L4PRET+L4POST+L4IGVT+L3SMTORL4PSTL4PRETL4POST L4TL4IGVTL3SMT1 L4PST保護狀態遮斷 L4PST=L4PSTX1+L4PSTX2 L4PSTX1=L5E×L4CT×L45FTX×L63QTX×L86TGTL5E 手動停機L4CT 用戶遮斷L45FTX 火災遮斷L63Q

40、TX 潤滑油壓低L86TGT 發電機滑差L4PSTX2=L39VT×L2SFT×L3SFLT×L3LFLT4×L12HFL39VT 振動跳機L2SFT 啟動液體燃料流量超L3SFLT 控制系統故障L3LFLT4 液體燃料伺服閥電流負飽和L12HF 轉速信號故障2 L4PRET 點火前遮斷L4PRET=（L3ACS+L3CP+L27QEL）×L28FDXL3ACS 輔機檢查通過L3CP 用戶不允許啟動L27QEL 直流油泵馬達電流低L28FDX 火檢有火 輔機檢查通過 L3ACS=（L3GFLT+L84TL）×（L3LFLT+L84TG

41、）×L62TT2×L2DWZ2L3GFLT 氣體燃料故障L3LFLT 液體燃料故障L84TL 氣體燃料轉換極限L84TG 液體燃料轉換極限L62TT2 多次啟動次數到L2DWZ2 柴油機與輪機脫扣失敗3 L4POST 點火后遮斷L4POST=L28FDT+L30SPT+L86TXT+L86TFB+L4POSTXL28FDT 熄火保護L30SP 排氣溫度分散度高L86TXT 排氣溫度高L86TFB 排氣溫度熱電偶開路L4POSTX=L12H+L26QT×L14HS+L63HLL×L63HGL×L2TVX×L28FDX×L4L1

42、2H 超速L26QT 潤滑油溫高 L14HS 轉速75%L63HLL 遮斷液壓油液體燃料側壓力低L63HGL遮斷液壓油氣體燃料側壓力低L2TVX 點火允許4 L3SMT啟動設備遮斷L3SMT=L63BOG+（L48DSX+L4DT）+（L4DE+L33CSE）×L14HR×L4×L14HA×L94X×L14HSL63BOG 啟動設備受阻降速L48DSX 柴油機啟動次數L4DT 柴油機閉鎖L4DE 柴油機控制信號L33CSE 啟動離合器噛合L14HR 轉速0 %L14HA 轉速50 %L14HS 轉速75%5 L4IGVT IGV故障跳閘第三節燃

43、機啟動程序 一自動檢查啟動準備狀況 自動起動前，控制系統要檢查所有主機、輔機、電源等是否都處于準備好起動的狀態。 1輪機處于零轉速，L14HM(點火轉速)處于“0“值。 2潤滑油箱溫度正常L26QN(潤滑油箱溫度正常)處于“1”值· 3超速螺拴未飛出，L12HBLT(超速螺拴飛出)處于“0”值。 4所有火焰檢測器均未檢測火焰L28FDSCK(無火焰)處于“1”值· 5沒有處在“關機方式(OFF)”，L43O（關機選擇）處于“0“狀態。 以上五個條件滿足時，邏輯量L3STCK1處于“1”值。 6 壓氣機放氣閥開啟，進口可轉導葉關小，即處于無故障狀態。L86CB(放氣閥或進口導

44、葉故障)處于“0”值。 7L4(運行主保護)處于“0”狀態。L4Y(主保護邏輯置“0”)處于“1”值。 8控制器同意開機。L86MP(控制器不同意)處于“0”值。 9超速保護已復位。L30VSP(未超速)處于“1”值； 10直流事故油泵電壓正常。L27QE(直流事故油泵電壓低)處于“0”值。 11用戶允許起動。L3CP(用戶允許起動)處于“1”值； 以上六個條件滿足，使邏輯L3STCK2置“1”值 12沒有在進行離線診斷。L43DIAG(離線診斷)處于“0”值。 13振動故障已復位。L39VD3(振動大)處于“0”值。 以上二個條件滿足，使邏輯值L3STCK3置“1”。 14.交流電母線電壓正

45、常。L27BZ(交流電母線電壓正常)處于“1”值。 15.壓氣機進日空氣溫度分散度大已復位。L86TCI (壓氣機進口溫度分散度大) )處于“0”值。 16進口導葉伺服系統工作正常。L3IGVFLT(進口導葉故障) 處于“0”值。 以上三個條件滿足，使L3STCK0置“1”。 以上全部十六條件滿足時，鄂L3STCK0、L3STCK1、L3STCK2、L3STCK3都為“1”時，L3STCK置“1”。 17氣體燃料控制系統無故障。L3GFLT(氣體燃料控制系統故障)處于“0”值。 18多次起動計數器已復位。L62TT2 (多次起動計數器計數) 處于“0”值。 以上二個條件滿足時，使L3ACS(輔

46、助設備檢查)置置“1”。19主保護遮斷已復位。L3RSX1 (主保護復位) 處于“l”值20沒有起動命令。L2FZ處于“0”值。以上二個條件滿足。使L3RSl置“l”。21發電機斷路囂斷開，L52GX1(發電機斷路器閉合)處于“0”值22L3ACS的值為“l”即第17、第18兩個條件滿足。23<R>、<S>和<T>的通訊聯系完好。L3COMFZ (控制器無故障)處于“l”值。24L3STCK的值為“1”，即滿足116的條件。25蒸汽系統準備起動。L3SCRDV(蒸汽系統準備起動)處于“1”值。 以上五個條件滿足時L3RS2置“l”。 r當L3RSl，L3RS

47、2的值為“1”時，也即上述25個條件全部滿足時，邏輯量L3RS(起動檢查通過)置“1”。 二、進入準備起動狀態。 按“START”，緊接著按“EXECUTE”。則“START”閃光。此操作置邏輯量LlSTRSEL為“1”，使邏輯量LlSTART(主起動信號)置“1”，如果此時L43R(遙控方式選擇)為“0”。 1 使邏輯量L1S和L1SX置“l”。顯示“起動信號(START SIGNAL)” 2 保護系統檢查起動指令是否許可： (1)發電機斷路器重合閘計時器已復位，邏輯量L2G為“0”。 (2)沒在進行停機程序。L94X(正常停機)處于“0”值。 (3)緊急停機按鈕已復位。L5E(緊急停機)處

48、于“0”值。 (4)L3ACS(輔助設備檢查)處于“l”值。 (5)盤車馬達保護已復位。L86CRXT(盤車馬達保護)處于“0”值。 6多次起動計數器已復位。L62TT2(多次起動計數器)處于“0”值。 以上六個條件滿足時，LlXX置“1”。 (7)接到起動指令。LlS為“l”。 (8)壓氣機沒在水清洗。L83BW(壓氣機永清洗)處于“0”值。 (9)LlXX處于“l”值，即(1)(6)的條件滿足。 (10)控制系統通訊器正常。L3SFLT(控制系統故障)處于“0”值。 以上全部條件滿足時，邏輯量LlX (起動主控) L1X2 (起動主控輔)置“l” 3L1X置“l”時。“START(起動)”

49、閃光。(1)使邏輯量LlZ (輔機控制)置“0”。使L3SQ(程序在進行)置“1”，L3SQ置“1”，顯示“程序在進行（SEQUENCE IN PROGRESS）”。（2）L1X置“l”，使L30DSTR(起動選擇)置“1”，顯示“起動選擇(START SELECT)”。4L1S置“l”，使人工起動次數計數器增加一個數字，L30CMIS置“l”。此時L4(運行主保護)尚處于“0”值，L43AR(自動或遙控選擇)處于“1”值。5L1X置“l”，邏輯量L1XY(起動使停機復位)置“0”。使邏輯量L48(程序未完成計時器)開始計時，如果在30分鐘內程序未完成，則L48置“1”，報警顯示“程序未完成”

50、。三、L1Z置“0”，使輔機起動。1使L4QA(輔助滑油泵)置“0”，從而使輔助滑油泵88QA投入運行。2如果輔助滑油泵已開動，并且已建立了油壓，則L63QT（潤滑油壓力低）置“0”，同時L52QA(輔助滑油泵在運行)置1，使L52QAl置“l”，現在有L3RS=1，LlX=1，L52QA1=1，L63QT=0使邏輯量L4SX置“1”，3L4SX置“1”使L4S（主保護復位）置“1”，同時L4X1，L4X2置1。四、L4，L4X1，L4X2置“1”，主機開始起動。1此時轉子尚來轉動L14HT(低轉速)處于0值， 使L4Y(主保護動作延時)置“0”。使L4CR(盤車起動馬達)置“1”。盤車起動馬

51、達88CR起動。2L52CRZ置“1”使L20TU1X1置“1”，則電磁閥20TUl帶電，關閉液力變扭器的泄油閥。使液力變扭器充油，進入工作狀態。 3L4置“l”使L4HQ(輔助液壓泵)置“0”，使輔助液壓泵88HQ投入運行。 4L4置“1”和L52CR置“1”，使L30CTS(總起動次數計數器) 置“1”，總起動次數計數器加1。 5L4置“l”使L20FGXl置“1”。使氣體燃料遮斷油回油電磁閥20FG帶電，關斷遮斷油回油，遮斷油壓力正常，為開啟遮斷閥做好準備。五、輪機開始轉動1轉速檢測器檢測到輪機轉動時，使L14HR置“0”。使潤滑油箱的抽油煙機88VE投入運行。2當轉速升到6%時，使L14HT置“1”。氣體燃料排放電磁閥20VG-1帶電關閉；使輪機間冷卻風機88BT，排氣風機88VG投入運行。3當轉速升到L14HM(點火轉速)時，使L2TV（清吹記時）開始記時。4請吹60秒到時，L2TV置“1”并自保持。使L20TU1X置“0”。液力變扭器扭矩變小，轉速下降