燃气轮机控制技术论文
探讨燃气轮机控制系统的控制方法
探讨燃气轮机控制系统的控制方法摘要：本文针对燃气轮机的结构特点，分析研究了其控制系统GEMARKVI的运作原理，并就其控制方式，机器启动与停止、温度控制、转速控制、DLN燃烧控制等方面的问题进行了探讨和研究。
希望能通过本文的研究，为燃气轮机更好地在生产领域获得科学的应用做出积极的贡献。
关键词：燃气轮机；控制；方法燃气轮机属于一种采用气体作为动力介质，用气体动力推动叶轮运动，实现热能向动能转换的内燃式动力装置。
其组成单元主要包括了压气机、燃气透平与燃烧室三方面的主要结构，为了维护机器运转功能，机器的构成部件还包括了进气装置、气体过滤装置、排气装置与附件齿轮箱等。
燃气轮机属于发电方面先进的动力机组，其可以通过使用高效率的能源利用技术，而把热能转换为电能，其在能源转换方面的效率最高可达百分之九十，相对于以往的发电涉笔，以燃气轮机作进行发电能够极大降低发电成本，提升电力能源输出效率。
另外，因为燃气轮机主要以气体做为动力传输与转换介质，因而属于清洁能源，这可以极大地减少发电上的有害固形物和有害气体的排放，因而在节能环保上具有优于一方发电装置的显著优势。
燃气轮机灵活性十分突出，能够自由调节热能与电能转换比例，因此能够适应多种不同工作场景的电力供应需求。
同时燃气轮机可以长时间连续运作，因而能够适应需要连续供能的很多工作任务，而且在日常运转方面，机器的日常维护成本支出不高，因而将其应用在很多生产领域燃气轮机都具有十分突出的优势。
一、燃气轮机的系统机器的系统构成大致可以分成四个主要结构：一是由加热气体作为动力而驱动的启动透平，一般在启动时或设备功率较低情况下才启动使用；二是是由气压机、燃烧室与高压透平组成的气体发生器，压气机主要由高压透平传输的动力作为驱动，气压机、燃烧室和高压透平在同一个轴上就叫做高压轴；三是动力透平，其与压缩机在相同轴上时，也被叫做低压轴；四是由低压缸、齿轮箱、高压缸等装置构成的气体压缩模块。
低热值煤气燃气轮机的控制策略和系统设计
低热值煤气燃气轮机的控制策略和系统设计燃气轮机是一种经济高效的发电设备，但传统上仅适用于高品质燃料，如天然气。
然而，随着资源的日益枯竭和环境问题的日益突出，利用低热值煤气作为燃料的燃气轮机成为了一种重要的选择。
本文将探讨低热值煤气燃气轮机的控制策略和系统设计。
首先，低热值煤气的特点需要针对性地设计控制策略。
低热值煤气的主要特点是热值较低、组分复杂多变、含有杂质和高湿度。
因此，控制策略需要考虑以下几个方面。
首先，在燃烧控制方面，为了保证燃烧的充分和稳定，需要采取一系列策略。
例如，利用燃气质量监测和分析系统进行实时监测，根据燃气的实际组分调整燃气供给量和供气压力，以保持合适的燃烧性能。
此外，还可以采用预混燃烧技术，将燃气与空气充分混合，提高燃烧效率和稳定性。
其次，在排放控制方面，低热值煤气中常含有一些有害物质，如硫化物和颗粒物等。
为了满足排放标准，需要采取一系列净化措施。
例如，可以采用燃气净化系统，运用吸附剂或催化剂去除有害物质。
此外，还可以利用废热回收技术，将燃烧产生的热能转化为有用能源，提高能源利用效率。
另外，低热值煤气燃气轮机的系统设计也需要与控制策略相匹配。
系统设计需要考虑以下几个方面。
首先，在燃料处理系统方面，需要设计一套完善的燃料处理系统，以确保燃气的质量和稳定供应。
例如，可以采用多级过滤和分离技术，去除燃气中的杂质和湿度，以保证燃料的纯净度和稳定性。
其次，在燃烧系统方面，需要设计适应低热值燃料的燃烧系统。
例如，可以采用带有预混燃烧室的燃烧系统，以充分混合燃气和空气，并提高燃烧效率和稳定性。
此外，还可以设计燃烧系统的自适应控制功能，根据燃气的变化调整燃料供给量和供气压力，以保持稳定的燃烧性能。
另外，热能回收系统也是低热值煤气燃气轮机系统设计的重要方面。
通过合理设计和布置热交换器，可以将燃烧产生的废热转化为有用能源，提高能源利用效率。
同时，还可以设计烟气净化系统，去除燃烧产生的有害物质，以满足排放标准。
基于模糊控制的燃气轮机优化设计与控制
基于模糊控制的燃气轮机优化设计与控制燃气轮机是一种高效的能量转换装置，它广泛应用于发电、空调、石油化工等工业领域。
然而，燃气轮机的优化设计和控制是一个复杂的问题，需要考虑多种因素，如燃料特性、负荷变化、环境条件等。
本文将介绍基于模糊控制的燃气轮机优化设计与控制方法，旨在提高燃气轮机的效率和可靠性。
一、燃气轮机的结构和工作原理燃气轮机由压气机、燃烧室、高速涡轮和低速涡轮等部件组成。
压气机将空气压缩，送入燃烧室进行燃烧，产生高温高压燃气，通过高速涡轮驱动发电机或其他负载，然后将燃气排出，通过低速涡轮提高排气压力，最后排出大气。
燃气轮机的效率取决于燃气进口温度、压力、质量流量和燃料低位发热值等因素。
因此，需要对这些因素进行优化设计和控制，以提高燃气轮机的效率和可靠性。
二、基于模糊控制的燃气轮机优化设计方法模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，它可以处理模糊、不确定和复杂的系统问题。
在燃气轮机的优化设计中，可以应用模糊控制的方法，建立模糊关联模型，实现燃气轮机的自适应控制。
1、建立模糊关联模型建立燃气轮机的模糊关联模型，是基于模糊控制的燃气轮机优化设计的核心。
模糊关联模型包括输入、输出和规则库三个部分。
输入是控制器的输入变量，包括燃气进口温度、压力、质量流量等；输出是控制器的输出变量，包括燃料流量、空气流量等；规则库是一系列模糊规则，将输入和输出之间建立起一定的关系。
2、优化设计参数基于模糊关联模型，可以对燃气轮机的优化设计参数进行调整。
例如，可以通过控制燃气进口温度和压力，优化燃烧室的燃烧效率；通过调整空气和燃料的流量，控制发电机负荷的变化；通过控制排气温度和压力，保证燃气轮机的运行安全。
三、基于模糊控制的燃气轮机控制方法基于模糊控制的燃气轮机控制方法，可以根据实际需求，动态调整燃气轮机的控制参数，以实现燃气轮机的自适应控制和优化控制。
1、模糊控制器的设计模糊控制器是基于模糊关联模型实现的控制器，其核心是模糊推理和模糊逻辑。
提高燃气轮机效率的论述
提高燃气轮机效率的论述【摘要】燃气轮机效率的提高对于提高能源利用效率、减少能源消耗、降低环境污染具有重要意义。
本文首先介绍了燃气轮机效率的重要性，随后探讨了提高燃气轮机热效率、机械效率以及优化压气机和涡轮的方法。
对改善燃气轮机的部件设计和应用先进控制策略进行了分析。
通过这些方法的综合应用，可以有效提高燃气轮机的效率，达到节能减排的效果。
提高燃气轮机效率的重要性不言而喻，只有不断努力提升技术水平和创新能力，才能更好地应对能源问题和环境挑战，实现可持续发展。
【关键词】燃气轮机效率、热效率、机械效率、压气机、涡轮、部件设计、控制策略、优化、改善、提高、重要性。
1. 引言1.1 燃气轮机效率的重要性提高燃气轮机效率可以减少能源消耗。
随着能源资源的日益稀缺和环境污染问题的日益突出，提高燃气轮机效率可以有效节约能源资源，避免能源浪费，减少对环境的负面影响。
燃气轮机效率的提高可以降低生产成本。
在工业生产中，燃气轮机作为主要能源转换设备，提高其效率意味着减少了能源消耗，从而降低了生产成本，提高了企业的竞争力。
提高燃气轮机效率还可以减少排放。
传统燃气轮机在燃烧过程中会产生大量的废气和污染物，而提高效率可以减少燃料的使用量，减少了排放量，对改善环境质量具有积极的意义。
提高燃气轮机效率不仅符合节能减排的国家政策要求，也是企业发展和社会可持续发展的需要。
通过科学的技术手段和管理方法，不断提高燃气轮机效率，将有助于推动能源革新、促进工业升级，实现经济效益和环境效益的双赢局面。
2. 正文2.1 提高燃气轮机热效率提高燃气轮机热效率是提高燃气轮机总体效率的关键一环。
燃气轮机热效率指的是燃气轮机利用燃料燃烧产生的热能转化为机械功的效率。
提高燃气轮机热效率可以减少燃料消耗，降低能源成本，同时减少二氧化碳等排放物的排放，有利于环境保护。
提高燃气轮机的压气机和涡轮效率，降低传递给燃气的热负荷。
通过优化叶片设计、提高叶片表面光滑度、降低叶片损失等方式，减少压缩和膨胀过程中的能量损失，提高燃气轮机的热效率。
燃气轮机的排放控制技术研究
燃气轮机的排放控制技术研究燃气轮机是一种高效的发电设备，与传统的燃煤发电相比，其排放量更为环保，更适合城市用电。
燃气轮机作为一种高温、高压、高速运转的设备，其排放控制技术也更加显得尤为重要。
过去的燃气轮机排放控制技术仍存在一定的困难和缺陷，近年来，随着科技的进步和环保法规的加强，燃气轮机的排放控制技术也得到了相应的发展和提高。
1. 燃气轮机的污染物排放来源燃气轮机的排放主要来自于燃料的燃烧过程，其中主要的污染物有氮氧化物、二氧化硫、颗粒物、一氧化碳和挥发性有机物等。
其排放量与燃料组成、机型和运转情况等因素有关。
2. 燃气轮机的排放控制技术为了减少燃气轮机的排放对环境的影响，需要采取有效的排放控制技术。
目前，主要的技术手段包括：（1）氮氧化物（NOx）控制技术在燃烧过程中，氮氧化物的生成是燃气轮机排放中最主要的问题之一。
为了降低NOx的排放，可以采用丰富燃烧、超声波燃烧和燃烧后喷雾水等技术手段。
其中，丰富燃烧是目前应用较广泛的一种技术，其通过增加燃料的量和加速燃气的混合速度，从而降低NOx的生成量。
（2）二氧化硫（SO2）控制技术燃气轮机中的二氧化硫排放量相对较少，但也不容忽视。
为了控制SO2的排放，可以采用燃烧前的脱硫、燃烧后的脱硫和烟气脱硫等技术手段。
其中，燃烧前的脱硫是一种比较有效的技术，其可以将含硫燃料在燃烧前喷洒碱性吸收剂，以吸收燃料中的硫，在燃烧时将其转化为硫酸钙，并最终以固体粉末的形式排出。
（3）颗粒物控制技术燃气轮机产生的颗粒物主要是由于燃料中的杂质在燃烧过程中生成而来。
为了减少颗粒物的排放，可以采用滤袋、静电除尘器、湿式除尘器等技术手段。
滤袋除尘器是目前应用最多的技术，其通过将烟气通过滤袋，将其中的颗粒物截留下来。
（4）一氧化碳（CO）控制技术一氧化碳是烟气中的一种有害气体，其对人体健康产生较大的危害。
为了减少CO的排放，可以采用燃烧控制技术、催化氧化技术等手段。
其中，催化氧化技术是一种较为先进的技术，其通过将CO和氧气催化氧化为CO2，从而降低CO的排放量。
燃气轮机的维护与运行控制技术
燃气轮机的维护与运行控制技术近年来，随着国家对清洁能源的不断提倡与推广，燃气轮机作为清洁、高效、可靠的发电设备逐渐受到人们的关注。
然而，在燃气轮机的安装、运行与维护等方面，仍存在着一些技术难题。
本文将围绕燃气轮机的维护与运行控制技术展开探讨，分析其现状及未来发展方向。
一、燃气轮机的基本原理及现状燃气轮机是一种利用高温、高压气体驱动涡轮机发电的型式。
其基本原理是将燃气加热后，将燃气通过高速转动的涡轮机，使涡轮机旋转，进而驱动发电机发电。
与传统热电联产系统相比，燃气轮机发电具有的优点是节能、环保等。
近年来，随着我国经济的飞速发展和能源需求的不断增长，燃气轮机发电越来越受到人们的重视。
然而，燃气轮机的运行与维护也面临着一些困难。
首先，在燃气轮机的选型方面，由于其燃烧温度高、工作介质多，因此需要对燃气轮机的材料、设计参数等进行高要求。
其次，在实际运行中，燃气轮机需要有高精度的监测、控制系统，以便保证燃气轮机在高精度、高效率、高品质的状态下运行。
另外，对于燃气轮机的维护与保养，需要有专门的设备及技术人员来进行，否则会影响燃气轮机的稳定运行。
二、燃气轮机的运行控制技术燃气轮机的运行控制技术是保证其正常运行的重要保证。
在实际运行中，必须对燃气轮机的各项参数进行监测，如转速、温度、压力等参数。
在此基础上，可以进行运行控制与调整，以达到最佳的效益。
1、燃气轮机的监测系统燃气轮机的监测系统是其运行控制的基础。
主要有以下几个方面需要监测：（1）转速监测。
燃气轮机的转速是决定其输出功率大小的主要因素之一。
因此，需要对其转速进行高精度、快速的监测，并反馈到控制系统中。
（2）温度监测。
燃气轮机的各个部位都需要进行温度监测，以便及时发现异常情况并进行处理。
在高温环境下，温度的变化会影响到燃气轮机的正常运行。
（3）压力监测。
燃气轮机的高压、低压系数都需要进行监测，以保证燃气轮机的正常运行。
在一些情况下，如气体泄漏、涡轮叶片损坏等情况，压力的异常变化会给燃气轮机造成很大损害。
浅议燃气轮机的控制技术
浅议燃气轮机的控制技术摘要：燃气轮机的控制是保证燃气轮机可靠性运行的关键，为此，本文对燃气控制技术进行了研究。
首先，结合现代控制理论对燃气轮机控制过程中的一些问题进行了阐述;其次，对于燃气轮机系统构成进行分析以及工作原理进行分析;最后，对燃气轮机今后的发展提出了看法。
本文分别讨论了燃气轮机的拉制问题，频域设计方法，开环最优控制和自适应控制等，希望能够起到借鉴意义。
关键词：燃气轮机;控制系统;监控检测引言航空工业的发展限制了中国燃气轮机的发展，它在一段时间内仍然处于停滞状态。
伴随着对于国内外相关优秀技术的不断学习，我们燃气轮机的相关技术取得了很大进步。
燃气轮机所涉及的学科很多，如材料，测量和控制。
随着造船和航空业的快速发展，燃气轮机技术已然得到改善。
1燃气轮机的控制问题作為动力单元，燃气轮机包括了很多部件，有燃烧室相关部件、压气机及涡轮机等。
燃气轮机应用较为广泛，其被常用于发电、车辆、船舶及航空等领域。
燃气轮机通过使用中间冷却、多轴、可变几何及回热等方式来满足整体负荷的匹配和相关机械性能的要求。
燃气轮机系统很复杂并且具有相对多的控制变量，燃气轮机是一个复杂的多变量控制系统[1]。
其系统对于不同的工况条件有一定的非线性。
燃气轮机的控制目标在不同的应用中是不同的，民用的重点是低油耗，而军用的重点是加速，但压缩机喘振会对军用燃气轮机产生过热影响，而在其运行期间涡轮叶片也会对其产生过热影响。
此时就需要控制器，控制器就是要在各种约束条件下使其达到正常运行的规格，对于控制器的设计，通常采用现代频域法，另外，还分别应用了开环最优控制和自适应控制[2]。
本文将对此进行讨论并简要描述与控制系统设计密切相关的建模、预测和检测问题。
2开环最优及自适应控制如今，开环最优控制和自适应控制都应用在燃气轮机系统中。
就以下状态来说，可以将其描述成为开环最优控制，假设其系统有：状态方程：X=f（x，μ，t）;初始条件：X|t0=x0末端条件：h（xT）=0;约束条件：g（x，μ，t）≥U;性能指标：J=k（xT，T）+∫Tt0L（x，μ，t）dt开环最优控制解决了μ，因此可以在控制变量、状态变量、结束条件等的约束下优化其性能指标。
燃气轮机推力控制技术研究
燃气轮机推力控制技术研究燃气轮机作为一种重要的能源转换设备，已经得到广泛的应用。
然而，在长期的运行过程中，推力控制一直是一个关键的技术问题。
推力的大小和稳定性直接影响着燃气轮机的效率和可靠性。
因此，对燃气轮机推力控制技术的研究具有重要的意义。
一、燃气轮机推力控制技术的现状燃气轮机推力控制技术的发展可以追溯到几十年前。
最早的时候，燃气轮机的推力控制主要依靠调节燃料供应来实现。
这种方法虽然简单，但是效果不佳，容易产生巨大的推力脉动，造成燃气轮机的振动和噪音问题。
随着科技的进步，燃气轮机推力控制技术得到了显著的改善。
目前，主要采用的方法是通过调节燃气轮机的压气机进口引导叶片的角度来控制推力。
这种方法可以实现推力的精确控制，有效降低了推力的脉动。
二、燃气轮机推力控制技术的关键问题燃气轮机推力控制技术的研究中存在一些关键问题需要解决。
首先是推力调整的精度问题。
由于燃气轮机在运行中会受到各种外界因素的干扰，如气候和海拔的变化，因此需要确保推力的调整能够精确到位，以满足实际工况的需求。
其次是推力控制的稳定性问题。
燃气轮机在不同负荷下的推力控制需要具备良好的稳定性，以保证整个系统的安全运行。
推力控制的不稳定性可能导致燃气轮机的振动和噪音问题，甚至对整个系统造成损坏。
三、燃气轮机推力控制技术的改进方向为了进一步提高燃气轮机推力控制技术的性能，需要从不同的方面进行改进。
首先是推力控制算法的改进。
目前，主要采用的控制算法是PID控制算法，但是其对于复杂的运行环境和工况变化的适应性较差。
因此，需要研究和开发更加适应实际工况的控制算法，提高推力控制的精度和稳定性。
其次是传感器技术的改进。
推力控制的精度和稳定性需要依靠准确的传感器数据来支持。
传统的传感器技术存在一些局限性，如受到环境的影响、响应速度较慢等问题。
因此，需要研究新型的传感器技术，以提高推力控制的准确性和实时性。
此外，还需要关注燃气轮机自身的结构和控制系统的改进。
燃气轮机系统的优化设计与控制
燃气轮机系统的优化设计与控制近年来，随着能源市场的变化和环境保护意识的日益加强，燃气轮机系统逐渐成为了大型工业和商业领域的主流动力供应方式之一。
但是，在应用过程中，燃气轮机系统在经济性、能效性和环保性方面都面临着一定的挑战和问题。
在这样的背景下，如何通过优化设计和智能控制实现燃气轮机系统的高效和可靠运行成为了一个重要的课题。
一、燃气轮机系统的优化设计在燃气轮机系统的优化设计中，需要对燃气轮机、燃料系统、冷却系统、润滑系统、空气系统、排气系统等多个方面进行系统分析和综合考虑。
其中，燃气轮机是整个系统的核心和关键，其优化设计的主要目标是提高功率密度和热效率，降低燃料消耗和排放，增强稳定性和寿命。
在燃气轮机的设计中，需要考虑多个参数和因素，如压气机和涡轮机的叶轮设计、燃烧室结构和喷嘴设计、燃料配送和混合等。
其中，燃烧室的设计是最重要的环节之一。
在燃气轮机工作过程中，燃料在燃烧室内与氧气反应，产生高温高压的气流，驱动涡轮转动并带动发电机等负载工作。
因此，燃烧室的结构和工作状态对燃气轮机的性能和运行稳定性具有至关重要的影响。
燃烧室的优化设计需要考虑燃料的混合和燃烧效率、燃烧室的热负荷和制冷效果、燃烧室的材料和耐久性等因素。
另外，燃气轮机的优化设计还需要考虑整个系统的热力循环和冷却系统。
在燃气轮机工作过程中，涡轮机和燃烧室会产生大量的热能，需要通过空气冷却或水冷却等方式来保持温度稳定，同时也需要考虑冷却系统对整个系统效率的影响。
二、燃气轮机系统的智能控制随着现代科技的发展，智能化控制技术越来越广泛地应用于燃气轮机系统中，以提高整个系统的安全性、可靠性和能效性。
智能化控制技术主要包括自适应控制、模型预测控制、神经网络控制等多种方法和技术。
其中，自适应控制是应用最广泛的一种方法，其主要通过实时监测反馈信息来自动调整控制参数和控制系统的工作状态，以实现系统的稳定和优化。
在燃气轮机系统中，智能控制技术可应用于多个方面。
燃气轮机论文
工程热力学论文——燃气轮机控制技术院系：物理与机电工程学院机电工程系专业：机械类专业小组：第三小组2014.5.20燃气轮机控制技术摘要:对燃机控制系统的发展进行了综述, 对国内外各种常见的燃机方案进行了说明和比较, 着重对燃机数控系统的总体结构, 电子控制器、液压机械执行装置、控制软件的设计, 系统的数字仿真和半物理模拟试验等进行了较全面的阐述, 最后, 对燃机数控技术的发展进行了展望。
关键词:燃气轮机控制系统航天推进系统背景：与所有旋转动力机械一样, 燃气轮机也走过了从液压机械式控制、模拟式电子控制到数字式电子控制的发展道路。
20世纪70年代, GE公司的LM1500燃气轮机配套使用由美国大陆公司研制的模拟式电子控制器实现了逻辑顺序控制, 而燃油控制仍然由液压机械式控制器实现。
直到20世纪90年代, 燃气轮机开始全面配置数字电子控制系统。
经过十多年的发展, 燃气轮机(组) 控制已有多种数字控制系统, 例如: S&S公司成套的LM6000机组和TPM公司成套的FT8机组等采用了美国WOODWARD公司的NETCOON5000系列燃机控制系统, GE公司的PG6000系列机组则采用了GE SPEED TRONIC的MARKV。
1998年, GEPowerSystem 和GEFanuc联合开发的MARKVI控制系统在北美市场推出, 该控制系统可带现场总线和远程I/O, 可实现全厂一体化控制, 操作系统也从MARKV的DOS升级到WinNT。
并且, 燃气轮机的数字电子控制系统已经实现了标准化、系列化的发展, 硬件实现了模块化, 配置了菜单式的开发软件。
总之, 在燃机控制40多年5400多台机组的实践中, 电子控制技术占了26年, 应用机组4400余台, 电子控制技术得到不断发展。
国内在20世纪80年代发展轻型燃气轮机的同时, 迅速地开展了燃机数控系统的研制。
WJ6,WJ5,WP6和WZ5等燃机数控系统已应用于工业现场, 最近推出的QD100, QD128,QD70也都配置了数控系统, 但总体上还处于量身裁衣、单台定制的初级阶段。
智能化燃气轮机优化控制技术研究
智能化燃气轮机优化控制技术研究燃气轮机是一种高效能的发电设备，其运行稳定性和效率对于电力系统的可靠性和环保性具有重要作用。
然而，传统的燃气轮机控制技术通常基于经验模型和手动调节，存在控制精度低、响应速度慢、易受外部干扰等缺点，无法满足日益复杂的运行需求。
为此，研究智能化燃气轮机优化控制技术已成为当前燃气轮机技术研究的重要方向。
一、智能化燃气轮机控制技术的发展趋势智能化燃气轮机控制技术是以信息技术和数学算法为基础，采用先进的控制理论和方法，对燃气轮机的运行状态进行实时监测和维护。
其最终目的是提高燃气轮机的运行效率，减少能源消耗和环境污染，并提高电力系统的可靠性和灵活性。
当前，智能化燃气轮机控制技术的发展趋势主要表现为以下几个方面：1.多元化控制策略的研究。
在传统的PID控制基础上，研究者已经开发了多种基于模型和非线性控制的优化策略。
例如，模糊控制、神经网络控制、自适应控制、滑模控制等，这些控制策略在克服系统非线性和不确定性方面表现出了良好的性能。
2.智能化诊断和预测技术的应用。
基于人工智能、机器学习和数据挖掘技术，将燃气轮机的历史数据和实时监测数据进行分析和处理，以实现对燃气轮机的故障诊断和预测，提高运行可靠性和效率。
3.虚拟仿真和进化优化技术的应用。
通过采用虚拟仿真平台对燃气轮机的运行进行模拟和评估，以及应用进化算法对燃气轮机的控制策略进行求解，可以大大缩短控制策略的优化周期和成本。
二、智能化燃气轮机控制技术的关键问题虽然智能化燃气轮机控制技术的发展前景广阔，但在实际应用中仍然存在一些关键问题需要解决，主要包括：1.精准的模型建立。
建立准确、实用、简化的控制模型是智能化燃气轮机控制技术的关键。
由于燃气轮机具有非线性、时变和不确定的特点，因此建立适合的控制模型需要积累大量数据，并采用先进的数学算法来进行建模。
2.故障检测与诊断。
燃气轮机作为一种复杂的设备，其运行过程中可能会遭遇多种故障，如泄漏、磨损、腐蚀等。
燃气轮机的排放控制技术研究
燃气轮机的排放控制技术研究随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严峻，燃气轮机作为一种高效、灵活的能源转换设备，在发电、工业驱动和航空等领域得到了广泛的应用。
然而，燃气轮机的运行过程中会产生一系列污染物排放，如氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO₂）和颗粒物（PM）等，对大气环境造成了严重的影响。
因此，研究和开发有效的燃气轮机排放控制技术，对于减少环境污染、实现可持续发展具有重要的意义。
一、燃气轮机污染物排放的特点燃气轮机的燃烧过程通常在高温、高压和高湍流度的条件下进行，这使得污染物的生成机制较为复杂。
其中，氮氧化物是燃气轮机排放中最主要的污染物之一，其生成主要与燃烧温度、氧气浓度和燃烧时间等因素有关。
高温会促进氮氧化物的形成，而快速燃烧和较短的停留时间则有助于减少其生成。
一氧化碳的排放主要源于燃料的不完全燃烧，通常在低负荷和燃烧不稳定的情况下较为严重。
二氧化硫的排放则取决于燃料中的硫含量，而颗粒物的形成与燃料的性质、燃烧条件以及后处理设备的效率等密切相关。
二、燃气轮机排放控制技术1、燃烧优化燃烧优化是降低燃气轮机污染物排放的最基本和最有效的方法之一。
通过改进燃烧器的设计、优化燃料和空气的混合比例、控制燃烧温度和压力等参数，可以在不增加额外设备的情况下，显著降低氮氧化物和一氧化碳的排放。
例如，采用分级燃烧技术，将燃料分为多级喷射，在不同的区域形成不同的燃烧条件，从而降低燃烧温度峰值，减少氮氧化物的生成。
2、低氮燃烧技术低氮燃烧技术是专门针对氮氧化物排放控制而开发的一系列燃烧方法。
其中，预混燃烧技术通过在燃烧前将燃料和空气充分混合，实现均匀的燃烧过程，降低火焰温度，从而减少氮氧化物的生成。
贫燃预混燃烧技术则进一步降低了燃料和空气的混合比，使燃烧在贫燃条件下进行，进一步抑制氮氧化物的形成。
此外，还有一些新型的低氮燃烧技术，如催化燃烧和等离子体辅助燃烧等，也在不断的研究和发展中。
3、尾气脱硝技术尾气脱硝技术是在燃气轮机排气系统中安装脱硝装置，将已经生成的氮氧化物还原为氮气和水。
燃气轮机排放控制与性能优化技术研究
燃气轮机排放控制与性能优化技术研究燃气轮机作为一种重要的动力设备，广泛应用于能源、石化、航空航天等领域。
然而，随着环境保护意识的提高和排放标准的加大，燃气轮机的排放控制和性能优化问题备受关注。
本文将对燃气轮机排放控制与性能优化技术进行研究和探讨。
一、燃气轮机排放控制技术燃气轮机排放控制技术是解决燃气轮机排放问题的关键。
主要包括以下几个方面的技术：1. 燃烧控制技术：燃气轮机的燃烧控制技术对排放水平有着重要影响。
通过优化燃烧过程，可以降低燃烧产物中的氮氧化物和颗粒物生成量。
常见的技术手段包括燃烧室设计优化、燃烧稳定性控制、燃料预混等。
2. 排放治理设施：燃气轮机排放治理设施主要用于降低燃气轮机排放物的浓度和排放量。
如颗粒物捕集器、氮氧化物还原剂喷射系统、烟气脱硫装置等。
这些设施可以有效地捕集和减少燃气轮机的排放物。
3. 燃气轮机调速控制：燃气轮机的调速控制技术对提高燃气轮机的运行效率和降低排放有重要作用。
通过精确控制燃气轮机的供气量和排气量，可以使其在不同负荷条件下工作在最佳状态，实现性能的最优化。
二、燃气轮机性能优化技术除了排放控制技术，燃气轮机的性能优化也是提高其经济性和可靠性的关键。
以下是一些常见的燃气轮机性能优化技术：1. 燃烧效率提升：通过优化燃气轮机的燃烧过程，提高燃烧效率，减少燃料消耗和排放物的生成。
2. 热力性能优化：热力性能优化是燃气轮机性能优化的重要方面。
通过调整燃气轮机的供气温度、排气温度、进出口压力等参数，可以提高其发电效率和热利用效率。
3. 涡轮增压技术：涡轮增压技术是提高燃气轮机性能的一种重要手段。
利用涡轮增压技术，可以提高燃气轮机的压气机压比和进气质量流量，增加燃气轮机的额定功率和燃烧效率。
4. 运行策略优化：通过合理的运行策略，如启停策略、负荷分配策略、调速策略等，可以最大程度地发挥燃气轮机的性能优势，实现经济运行。
三、发展趋势与展望燃气轮机排放控制与性能优化技术的研究与实践在不断推进。
燃气轮机的烟气排放控制技术研究
燃气轮机的烟气排放控制技术研究一、简介燃气轮机的燃烧产生的氮氧化物、二氧化硫、颗粒物等烟气排放对环境造成了严重的污染。
随着环保意识的增强，现代燃气轮机的烟气排放控制技术已经得到了广泛关注和研究。
本文将着重介绍燃气轮机的烟气排放控制技术，包括传统的燃烧控制技术和新的尾气处理技术。
二、传统的烟气控制技术1.低氮燃烧技术低氮燃烧技术是传统的烟气控制技术之一。
该技术主要通过改变燃烧器的结构和工作参数实现，主要措施包括增加燃烧空气的预热温度、提高燃烧器出口速度、增加旋转流和缩小燃烧器直径等。
低氮燃烧技术的优点在于可以降低氮氧化物(NOx)的排放，缺点则在于会增加燃料消耗和减低轮机的热效率。
2.排烟处理技术排烟处理技术是传统的烟气控制技术之二。
该技术主要通过物理或化学方式对烟气进行处理，包括湿式脱硫、除尘、脱氮等技术。
其中的主要是湿式脱硫技术，因为它可以同时去除二氧化硫和颗粒物，从而可以在一定程度上降低环保成本。
三、新的尾气处理技术新的尾气处理技术主要指先进氧化技术和催化还原技术两种技术。
1.先进氧化技术先进氧化技术广义上包括所有通过自由基或氧化还原过程达到降解污染物的技术。
主要应用的技术包括超声波氧化、高压电解技术、光催化氧化等技术。
这些技术除了能够高效处理NOx和颗粒物之外，还能够降解挥发性有机物等有害气体，达到更好的环保效果。
2.催化还原技术催化还原技术是利用催化剂催化氮氧化物的还原反应，将NOx 转化成氮气和水蒸气，从而降低环境中NOx含量。
常用的催化剂包括稀土系催化剂、钼系催化剂、五金催化剂等。
该技术的优点在于能够有效降低NOx的排放，缺点则在于催化剂的装置成本和维护成本较高。
四、总结传统的烟气控制技术和新的尾气处理技术各有优缺点，应根据实际需求选择合适的技术进行应用。
更进一步地，未来的烟气控制技术发展趋势将主要集中在节能减排和可持续发展上，以更好地满足社会、经济和环境的协调发展需求。
燃气轮机设计及其控制技术研究
燃气轮机设计及其控制技术研究燃气轮机是一种能够将化学能转化为动力能的设备，应用广泛。
燃气轮机包括燃烧室、涡轮等组成。
在燃气轮机的运转过程中，涡轮发生旋转，带动负载转动，从而实现能量的转换。
燃气轮机设计及其控制技术的研究是非常重要的。
一、燃气轮机的基本构造燃气轮机通常包括压气机、燃烧室、涡轮和可逆转动负载。
燃气轮机的工作原理基于气体动力学科学，可以将化学能转化为动力能。
燃气在压气机中被压缩，随后进入燃烧室，与燃料混合燃烧。
随着燃气膨胀，它带动涡轮旋转，使得连同涡轮轴一起转动的负载亦一同带动，并将静态能转化为动态能，再将动态能转化为机械能，达到动力输出的效果。
二、燃气轮机的类型燃气轮机因其适用性广泛，有多种类型的设计形式。
常见的燃气轮机分为航空燃气轮机、工业燃气轮机和集中式电站燃气轮机等。
航空燃气轮机通常采用小型、高速、轻量化的设计。
工业燃气轮机则需要有较高的可靠性和耐久性。
电站燃气轮机则需要有高效率和低污染。
三、燃气轮机控制技术燃气轮机的控制技术对于其高效运转至关重要。
燃气轮机的控制通常由燃气轮机控制系统、电源系统、传感器和执行器等组成。
燃气轮机控制系统通常由可编程逻辑控制器（PLC）、人机界面（HMI）以及SCADA 系统组成。
燃气轮机控制系统需要有高速、高精度和多元化的控件，以确保燃气轮机的运作可靠性和安全性。
四、燃气轮机设计的发展趋势随着工业的发展和技术的进步，燃气轮机设计也在不断地升级和创新。
未来燃气轮机设计的发展趋势主要体现在技术革新、高效率和环保性。
技术革新方面，燃气轮机性能和效率将得到进一步提升。
高效率方面，燃气轮机能够更好地将化学能转化为机械能。
环保性方面，燃气轮机设计将更注重减少氮氧化物和二氧化碳排放。
同时，未来集成了人工智能的燃气轮机控制系统将更加高效和可靠。
结论：总之，燃气轮机设计及其控制技术是关系到能源利用的重要工艺。
在燃气轮机的设计和控制技术方面，需要考虑电源系统、PLC、HMI、SCADA 系统等多种因素，在不断改进和升级的过程中，提高能源利用效率和环境友好性，实现经济效益的最大化。
燃气轮机发电机组运行控制模式探讨
燃气轮机发电机组运行控制模式探讨摘要：燃气轮机发电机组一种重要的发电设备，其在实际的使用中具有安装工艺简单、操作方便、可靠性高等优点，机组采用天然气发电，因此其在工业发电中的应用越来越及常见，而燃气轮机发电机组在应用中主要分为发电机间及燃机间两个部分组成，本文立足于此提出了相关的消防系统设计理论。
1、燃气轮机发电机组气体灭火系统设计1.1设计选型在燃气轮机发电机组的应用中分布着各类的燃气管线，其管道布置密集且复杂，若是机组内部管道发生泄露问题将会造成发电机组的箱体内充盈可燃气体，并且还可能发生多种可燃气体混合的现象，由于发电机组在运行的过程中其温度处于较高的水平，因此极易诱发火灾事故。
故在进行消防系统设计时应避免采用化学方法，以免加剧事故问题，在实际中可以利用高压二氧化碳灭火的形式来降低机箱内的氧气含量，以此来抑制火势的蔓延，同时通过二氧化碳进行内部气体的替换还可以对周边温度进行降温控制。
并且此系统的安装成本、施工周期都相较于其它消防系统具有一定的优势，基本可满足燃气轮机发电机组对消防系统设计的各类要求。
1.2划分防护区对于燃气轮机发电机组的两个组成部分应根据区域的特点来进行相应的消防设计，一般在燃机间或是发电机间的某一部分发生火灾问题极易串联未发生火灾的区域，为了避免在火灾事故中两个部分出现共同燃烧的现象，在消防设计中需要考虑采用防火隔断的方式来阻隔火势，这样可以对机组起到良好的保护作用。
1.3设置二氧化碳喷射时间为了保证在燃气轮机发电机组发生消防事故时高压二氧化碳灭火系统可以快速的通过喷射系统使二氧化碳的体积达到灭火的指标，必须要对喷射时间进行准确的设定。
一般喷射时间需要根据系统喷射速度、孔径、喷头、管道等来进行确定。
在燃气轮机发电机组中不建议使用慢喷射系统，使用快喷射系统可以在1min之内使二氧化碳体积达到灭火要求，降低设备损失。
2、燃气轮机发电机组自动灭火系统原理及运行方式2.1系统的工作原理当探测器自动探测或人为观测到火灾发生时，自动或手动开启氮气启动瓶组，瓶组内的氮气通过启动管道打开二氧化碳储瓶容器阀，二氧化碳灭火剂经输送管道至气体喷头，将灭火剂喷射到防护区内，借助二氧化碳灭火剂的冷却、窒息、隔离等作用实现迅速灭火的目的。
国产燃气轮机性能优化控制技术研究
国产燃气轮机性能优化控制技术研究近年来，随着全球化的快速发展和环境保护的日益重视，燃气轮机作为重要的能源利用设备，在各个领域中扮演着不可替代的作用。
然而，目前国内燃气轮机的技术水平还存在不少瓶颈，尤其是在性能优化控制方面。
如何提高燃气轮机的效率、降低排放、延长使用寿命等问题成为了当前亟待解决的难题。
因此，国产燃气轮机性能优化控制技术研究成为了当前燃气轮机技术领域的一个热点话题。
一、技术方案针对当前燃气轮机性能优化控制存在的种种问题，国内专家们提出了多种技术方案。
其中最为重要的是：智能化控制技术和先进的热力学模型。
智能化控制技术是近年来发展迅速的一项技术。
随着计算机技术的不断进步，人工智能技术开始应用于各个领域。
在燃气轮机控制方面，智能化控制技术可以有效提升燃气轮机的性能。
智能化控制技术主要包括两个方面：一是智能化监测系统，通过实时监测燃气轮机的运行情况，及时发现存在的问题并进行处理；二是智能化控制系统，通过不断优化燃气轮机的控制策略，实现对燃气轮机运行状态的全面监控和有效控制。
另一方面，先进的热力学模型也是实现燃气轮机性能优化控制的重要手段。
通过建立燃气轮机的物理模型，模拟出燃气轮机的运行过程，并对其中的各个参数进行优化调整，从而实现对燃气轮机运行状态的精准控制。
二、技术应用燃气轮机性能优化控制技术的应用范围非常广泛，可以应用于各个领域。
例如，在石油化工行业中，可以通过燃气轮机对化工厂进行动力支撑和供热；在钢铁工业中，可以通过燃气轮机对钢铁厂进行动力支撑和加热；在航空航天领域，可以通过燃气轮机提供动力和推进力，使航空器获得速度和高度等。
目前，国内多家企业已经开始研发和应用燃气轮机性能优化控制技术。
例如，上海机电股份有限公司研制的燃气轮机智能监测系统可以实现对燃气轮机各种参数的实时监测，并通过云端计算分析数据，最终实现对燃气轮机的智能化控制。
三、技术前景燃气轮机性能优化控制技术是未来燃气轮机技术的一个重要方向。
西门子H级燃气轮机的主要系统及其控制与保护
西门子H级燃气轮机的主要系统及其控制与保护摘要：西门子H级燃气轮机是一种高效能的动力装置，广泛用于能源生产和工业应用。
本论文深入探讨了H级燃气轮机的主要系统，包括燃气发生器、高压压缩机、高温燃烧系统、动力涡轮和热回收蒸汽发生器，并详细介绍了其控制与保护机制。
通过系统分析，我们强调了控制系统的关键作用，以确保设备的安全运行和性能优化。
西门子H级燃气轮机在能源行业中具有巨大潜力，深入理解其系统与控制保护将有助于更好地应用和维护这一关键技术。
关键词：H级燃气轮机；主要系统；控制保护1.引言西门子H级燃气轮机作为现代工业和能源领域的重要装置，其高效能和广泛应用引发了广泛关注。
本论文的研究背景在于深入探讨H级燃气轮机的主要系统，包括燃气发生器、高压压缩机、高温燃烧系统、动力涡轮和热回收蒸汽发生器，以及其复杂的控制与保护机制。
通过深入研究这些关键方面，我们旨在提高对H级燃气轮机技术的理解，为其可靠性、性能和安全性的维护和优化提供有力支持。
2.西门子H级燃气轮机概述2.1H级燃气轮机的定义和特点H级燃气轮机是一种高效能的工业燃气轮机，其特点在于高效率和可靠性。
这种燃气轮机以其卓越的性能在能源行业、工业制造和电力生产等领域得到广泛应用。
其设计和制造遵循了最新的工程技术标准，以确保出色的性能和长期可维护性。
2.2系列产品和应用范围西门子的H级燃气轮机系列包括多种型号和配置，以满足不同应用的需求。
这些燃气轮机可以适应不同的燃气类型，包括天然气和工业废气，从而使其在多种工业和能源领域中具有广泛的应用潜力。
无论是用于发电、压缩机驱动还是工业加热，H级燃气轮机都为用户提供了高效的动力解决方案。
3.主要系统3.1 燃气发生器系统燃气发生器系统是H级燃气轮机的核心，负责将燃料（通常是天然气或工业废气）转化为高温高压的燃气。
这个过程通过燃烧室中的燃烧来实现，燃气发生器的设计和性能直接影响了整个燃气轮机的效率和输出。
西门子的H级燃气轮机采用先进的燃烧技术和材料，以确保在高温高压条件下稳定运行，同时最大限度地减少排放。
燃气轮机动态响应控制方法研究
燃气轮机动态响应控制方法研究燃气轮机是一种利用燃气驱动的轮机，具有高效、节能、可靠等特点，在航空、电力等领域有广泛的应用。
然而，随着燃气轮机运行条件的复杂化，轮机的动态响应性能成为轮机控制的一个重要问题。
本文将探讨燃气轮机动态响应控制方法的研究现状和发展趋势。
一、研究现状燃气轮机的动态响应控制方法主要分为传统控制方法和先进控制方法两种。
传统控制方法主要包括PID控制、自适应控制、模糊控制等，这些方法具有简单、稳定、易于实现的特点，在一定范围内可以有效地控制燃气轮机的动态响应。
然而，传统控制方法往往无法处理系统非线性、时变等问题，对于复杂的燃气轮机控制问题存在一定的局限性。
随着控制技术的发展，近年来先进控制方法在燃气轮机动态响应控制方面得到了广泛应用。
先进控制方法包括模型预测控制、神经网络控制、对冲控制等，这些方法具有更强的振荡抑制能力、更好的适应性和自适应能力，可以更好地满足燃气轮机控制的要求。
例如，模型预测控制可以提高控制器的性能，实现更高的控制精度，对于输出延迟、测量噪声等因素也具有抗扰动的能力，是一种具有广泛应用前景的燃气轮机动态响应控制方法。
二、发展趋势未来燃气轮机的发展趋势将进一步强调绿色、高效、可靠和安全等要素，对燃气轮机动态响应控制提出更高的要求。
在这样的背景下，燃气轮机动态响应控制方法的发展趋势将有以下几个方向：1. 多目标控制燃气轮机具有多个性能指标，例如响应速度、控制精度、能耗等。
未来的燃气轮机动态响应控制需要考虑多个目标，综合优化不同性能指标，实现最优的控制效果。
2. 智能化控制随着人工智能技术的飞速发展，未来的燃气轮机控制将更加智能化。
智能化控制可以利用大量的数据和智能算法，对燃气轮机进行精细化和自适应的控制，提高燃气轮机的运行效率和可靠性。
3. 鲁棒控制燃气轮机的控制存在许多不确定性和扰动，例如温度变化、燃料成分变化等。
未来的燃气轮机动态响应控制需要具备更强的鲁棒性，能够更好地处理这些不确定性和扰动，保证燃气轮机的稳定运行。
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题目：燃气轮机控制技术姓名：班级：学号：日期：摘要: 对燃机控制系统的发展进行了综述, 对国内外各种常见的燃机方案进行了说明和比较, 着重对燃机数控系统的总体结构, 电子控制器、液压机械执行装置、控制软件的设计, 系统的数字仿真和半物理模拟试验等进行了较全面的阐述, 最后, 对燃机数控技术的发展进行了展望。
关键词: 航空、航天推进系统; 燃气轮机; 控制系统; 综述; 仿真; 半物理模拟试验背景：与所有旋转动力机械一样, 燃气轮机也走过了从液压机械式控制、模拟式电子控制到数字式电子控制的发展道路。
20世纪70年代, GE公司的LM1500燃气轮机配套使用由美国大陆公司研制的模拟式电子控制器实现了逻辑顺序控制, 而燃油控制仍然由液压机械式控制器实现。
直到20世纪90年代, 燃气轮机开始全面配置数字电子控制系统。
经过十多年的发展, 燃气轮机(组) 控制已有多种数字控制系统, 例如: S&S公司成套的LM6000机组和TPM公司成套的FT8机组等采用了美国WOODW ARD公司的NETCOON5000系列燃机控制系统[1], GE公司的PG6000系列机组则采用了GE SPEED TRONIC的MARKV[2]。
1998年, GEPowerSystem和GEFanuc联合开发的MARKVI控制系统在北美市场推出, 该控制系统可带现场总线和远程I/O, 可实现全厂一体化控制, 操作系统也从MARKV的DOS升级到WinNT[3]。
并且, 燃气轮机的数字电子控制系统已经实现了标准化、系列化的发展, 硬件实现了模块化, 配置了菜单式的开发软件。
总之, 在燃机控制40多年5400多台机组的实践中, 电子控制技术占了26年, 应用机组4400余台, 电子控制技术得到不断发展[4, 5]。
国内在20世纪80年代发展轻型燃气轮机的同时, 迅速地开展了燃机数控系统的研制。
WJ6,WJ5,WP6和WZ5等燃机数控系统已应用于工业现场, 最近推出的QD100, QD128,QD70也都配置了数控系统, 但总体上还处于量身裁衣、单台定制的初级阶段。
燃机数控系统的研制一般采用两种方式, 一种方式是软硬件全部自行研制, 这种方式针对性强, 批产成本低, 但研制费用高, 较适用于有批量的燃气轮机。
第二种方式是选用标准的工业控制硬件配上自行开发的控制软件, 该方式研制周期短, 但适应性差, 而且有时还不得不制作一些接口电子硬件, 一般适合于量少或功率等级较大的燃气轮机控制配套。
本文对燃机数控系统的总体方案和部件的设计进行了综述, 并对国产燃气轮机控制系统的发展进行了展望。
一、燃机控制系统的基本要求燃机数控系统是燃机发电机组的配套产品,主要由电子控制器、燃油流量控制装置、监控操作员站等组成。
主要控制功能有: 程序控制, 自动调节, 自动保护, 显示和记录等。
主要性能指标(常规要求)如下:(1) 转速控制, 稳态精度±012%。
加减载时,允许转速变化不超过±2%, 载荷突变50%或以上时, 转速变化不超过±3%。
(2) 功率控制精度为±013%。
(3) 排气温度限制(基本负荷)控制精度为±015%。
二、电子控制器2. 1电子控制器的基本形式电子控制器是燃机数控系统的核心部件, 它运行控制软件, 采集燃机机组的状态信息, 进行数学运算和逻辑判断, 输出控制信号, 使燃机机组按照设定的程序安全、可靠地工作。
早期的电子控制器都是自行研制的。
为了保证系统的可靠性, 电子控制器采用双通道结构方式, 它由两个完全相同的通道组成, 每个通道均由电源模块、输入模块、CPU模块、输出模块等组成。
双通道之间采用串行通讯协议, 或采用DMA方式进行数据交换。
双通道中一个通道为主控通道, 另一个为热备份通道, 当主控通道出现故障,自动切换至备份通道工作, 当两个通道均出现故障时, 数控退出控制工作, 控制系统自动应急停车。
2. 2电子控制器的发展随着燃气轮机产业化的发展, 专用燃机电子控制器无论在研制周期、成本、可靠性、维修性等方面都难以满足主机的要求。
标准化、通用型工业控制机的迅速发展, 它可靠性的不断提高和环境适应性的日益增强, 使它逐渐成为数控系统的首选对象。
上世纪90年代, 开始使用工业控制机, 配上信号处理模块、输入输出模块, 实现燃机的控制[6]。
美国WOODW ARD公司的NETCOON25000就是这样的典型结构。
使用工业控制机作为燃机的电子控制器实现了规模化生产, 降低了成本, 缩短了研制周期, 可靠性也基本能满足要求。
但工控机对工作环境要求比较高, 传感器离控制器距离较远, 信号传输易受干扰, 对电缆屏蔽、接地等要求比较高。
这类系统在工作了几年、十几年后, 故障率急剧上升, 现在都面临着频繁维修、更新换代的要求。
近年来智能数据采集模块开始大量应用在工业控制现场。
智能数据采集模块内部包含了微处理器和信号处理电路, 对传感器信号进行处理, 直接转换成数字信号, 通过通讯总线传送到中央计算机。
智能数据采集模块具有分辨力高、性能优良、稳定性好、可靠性高的特点, 而且各种信号种类齐全, 它可以安装在传感器附近, 监控计算机通过通讯总线和分布在现场的各类智能数据采集模块相连接。
这种形式的控制系统比工控机加输入、输出模块的方案更为可靠、稳定, 而且结构简单,扩展灵活, 可靠性高, 共享网络资源能力强, 安装和使用方便, 已逐渐成为工业控制的主流形式, 在燃机控制系统中也有广阔的应用前景。
2. 3监控管理早期的燃机控制大都针对单机研制, 较少将燃机动力装置及全厂统一考虑进去, 监控计算机加智能数据采集模块组成的燃机控制系统是最典型的结构, 见图1。
近年来, 燃机控制设计必须越来越多地考虑到其应用的对象。
例如, 对于燃机动力电站工程,一般要求将燃机及燃料、锅炉、汽机、电气和全厂辅机设备实施统一监控、统一管理和统一操作, 只需用多台计算机构成网络结构, 做成集中的监控操作系统, 通过网络与各控制器进行信息交换; 而舰用燃机也将控制和监控分别设计, 以满足舰载技术条件[7]。
三、液压机械执行装置电子控制器的输出信号不能直接控制燃机的工作状态, 要通过电液转换装置和液压放大机构,才能得到燃机的输入变量, 如燃油流量、压气机进口导叶角度等等。
这就需要设计液压机械执行装置。
国产燃气轮机数控系统的燃油计量阀一般都由设计单位自行研制。
主要由进口油滤、中心油滤、定压活门、压差活门、计量活门、放气活门、安全活门、电液伺服阀等组成。
目前, 世界各著名燃气轮机制造商普遍采用系列化设计制造的燃油流量阀, GE公司的LQ系列燃油流量阀就是国外用于燃气轮机燃油计量调节较为成熟的产品, 该阀结构上是带旁通的三通型计量调节阀, 内部动作全为电动执行形式, 输入和反馈信号均为标准的4～20mA信号, 可以和电子控制器接口。
LQ系列燃油计量调节阀主要有压差活门、计量活门、增压活门、停车电磁阀和直流电动执行机构组成。
四、控制软件4. 1控制软件功能燃气轮机发电机组控制软件是燃机数控系统的重要组成部分。
通过电子控制器的I/O接口完成各种指令信号和燃气轮机状态参数的采集; 通过通讯接口完成与台架计算机的数据通讯, 然后进行信号处理、故障诊断、状态监视、历史记录处理、参数存取、控制规律计算等; 同时完成闭环控制规律和相应逻辑运算, 从而获得燃油流量和其他开关量输出信号, 驱动相应的执行机构, 完成燃机发电机组的启动、加减速和停车等的控制和稳态调节, 同时对系统的重要参数进行监视和检查。
控制软件完成以下功能:(1) 采集模拟量、频率量和开关量信号, 并进行滤波平滑和消颤等处理;(2) 输出模拟量和开关量信号;(3) 具有对电子控制器的机内故障检测功能;(4) 具有对传感器进行故障诊断功能;(5) 具有对燃气轮机的起动控制功能;(6) 具有对起动机的控制功能;(7) 完成燃气轮机的稳态和过渡态的燃油控制功能;(8) 完成发电机机组加载或减载控制功能;(9) 完成燃气轮机的超转限制功能;(10) 完成燃气轮机的超温限制功能;(11) 压气机导叶或放气活门等防喘控制功能;(12) 完成燃气轮机正常停车和应急停车功能;(13) 完成双通道之间通讯以及与监控装置的通讯功能。
具有双通道结构的电子控制器, 数控系统控制软件储存在电子控制器两个通道的各自程序储存器中, 它们可以是完全相同的, 也可以是由不同的小组成员编制的。
后者称为非相似余度软件, 能够避免共模错误, 具有更高的可靠性。
4. 2 控制规律的设计燃机的控制规律的设计中主要应保证对机组运行的稳定性和可靠性要求。
起动控制: 大部分燃机的起动供油都是按),(0T N f G T = 的规律进行的, 这里的0T 是考虑大气温度变化的影响。
如果燃机需要在高原地区运行, 则还应加上大气压力的修正,),,(00P T N f G T =。
一般燃机在起动过程中还要加上涡轮后温度的限制, 以防止起动过程超温。
燃机起动供油规律的设计主要应保证能把燃机可靠地起动起来, 常采用简单的起动供油规律)(t f G T = , 再加上涡轮后温度的限制)(4N f T =,甚至4T =Const 。
这样起动时间比较长一点, 但同样能把燃机可靠地起动起来。
由于燃气轮机(包括航空发动机)的稳态工作线是单调上升的, 因此采用t K G G K T K T ∆+=+*,1, 总能够把供油量拉到稳态工作线的上面, 把转速逐步往上拉, 再加上涡轮后温度的限制就可以安全、可靠地把燃机起动起来。
十多年前WJ6地面燃机就采用这样的起动供油控制规律, 取得了满意的效果。
索拉公司的轻型燃机的起动供油规律就是t K G G T T *0+=, 当T4达到88012K 时停止增加燃油, 等待转速上升, 涡轮后温度下降,当T4降到86613K 再恢复增加燃油, 当T4达到92118K 时就不断减少燃油, 待涡轮后温度下降到86613K 再恢复增加燃油。
如此简单的起动供油规律一样能可靠地把燃机起动起来。
其原理与上面说的是一样的。
加、减速控制: 燃机的加、减速控制一般都用t K G G K T K T ∆+=+*,1,, 再加上温度限制。
尽管加、减速过程时间可能长一点, 但安全可靠。
GE 公司的LM 系列燃机等都是用的这种加、减速控制规律。
稳态控制: 燃气轮机一般都长期稳定工作在负载状态。
如果带动的是泵、压缩机类的负载, 燃机的稳态控制就是对输出轴的转速控制, 即p N =Const 。
调节p N 即调节输出功率。
如果燃机带动的是发电机组, 则根据发电机组的工作性质采取不同的控制规律。
如果燃机- 发电机组是独立发电机或是电网中的主发电机, 它必须保持电网的频率等于50Hz, 否则电网上的电器都无法正常工作, 而机组的输出功率则随着电网上负荷的变化而随时改变。