M701F型燃机控制和保护逻辑
三菱M701F型燃气轮机转速控制分析
三菱M701F型燃气轮机转速控制分析作者：陈珂吴攀来源：《科学与财富》2017年第24期摘要：燃气一蒸汽联合循环机组在实际的使用过程中具有热效率高、调峰性能强等特点，在世界范围内被广泛应用，带动了我国电力工业行业的迅速发展，也是我国电力工业行业的发展趋势，本文以三菱公司M701F型燃机为对象，分析其转速控制逻辑原理及应用。
关键词： M701F燃机；燃机转速；转速控制燃气轮机是一种清洁能源发电机组，能源利用效率可高，并且其燃烧有着低NOX、无SO2、无烟尘排放等优点，对环境的影响较常规电厂低的多。
中海油珠海天然气发电有限公司燃气-蒸汽联合循环机组采用三菱公司M701F型燃机及东方汽轮机厂制造蒸汽轮机，有着启停快，适合快速调峰运行，设备可靠，能长时间满负荷运转等优点。
M701F型燃机控制系统使用的是三菱提供的DIASYS Netmation控制系统。
本文主要介绍控制系统中的转速控制功能。
1 M701F燃汽轮机主控制系统（GT CONTROL）介绍三菱公司M701F型燃机在我国应用广泛，它的TCS燃机控制系统使用的是三菱提供的DIASYS Netmation控制系统。
燃机启动至全载的各主要控制过程简述如下：（1）燃机点火前（MDO）：FLCSO被钳制在-5%，达到最小，CSO=FLCSO，使各燃料阀紧密地关闭；（2）燃机点火时（FIRE）：维持燃料充分，以保证能够可靠点燃。
此时FLCSO=20-10*（点火转速-500），点火转速约550rpm（与T1有关），此时，FLCSO（3）升速阶段（WUP）：维持燃料流量，防止火焰熄灭，并足以预热及加速达到额定转速。
当转速到达约1090rpm，FLCSO 通过小选门，并开始大于暖机升速阶段的最小CSO，使CSO=FLCSO；（4）加速后快达到额定转速时（MIN）：维持最低地燃料流量以防止火焰瞬间在瞬变操作时熄灭；（5）转速达到2990rpm左右时，GVCSO 将小于FLCSO，通过小选择门，使CSO=GVCSO，燃机开始进行空载和同期的调速阶段，直到并网带负荷；（6）满载后，达到温控条件，BPCSO＼EXCSO最小，通过小选门，进入BPCSO＼EXCSO控制。
M701F燃气—蒸汽联合循环旁路系统控制共5页word资料
M701F燃气—蒸汽联合循环旁路系统控制1 汽轮机旁路阀控制模式介绍汽轮机旁路阀控制有三种模式，分别为最小压力模式、实际压力跟踪模式、备用压力控制模式。
最小压力控制模式主要用于燃气轮机启机情况下，保证汽轮机主汽阀前压力大于最小压力设定值。
在机组启动阶段，每一个旁路阀（高压、中压、低压）的最小压力设定值与燃机负荷存在一定的的函数关系。
2 高、中、底压旁路阀开度控制当主蒸汽实际压力大于高于旁路阀压力设定值时，高压旁路就会自动打开，当高压旁发出开度指令大于0%时，高压旁路阀最小位置控制条件成立，旁路会直接开至8%（最小开度），启动过程中，当旁路关小至8%时，会保持至实际与旁路阀压力设定值差值小于-0.3MPa时，直接关闭。
2.1 启动过程，高压旁路系统控制方式的切换。
机组在启动过程时，高压旁路在实际压力跟踪模式，高压旁路阀的压力设定值为上次停机，切换至实际压力跟踪模式的压力设定值，此值一直保持至下次燃机启动点火，高压旁路阀最小压力值输出：通过根据燃机负荷计算出来的值与一个常数（5.3MPa）比较，其高值为最小压力设定值。
若点火时，高压主蒸汽压力低于4.8MPa，实际压力跟踪模式复归，处于近似实际压力跟踪的模式，高压旁路阀的设定值在斜率限制器的作用下，跟踪实际压力，只有主蒸汽压力上升较快，高压旁路阀才会开启泄压，满足以下3个条件之一，高压旁路切至最小压力模式。
（1）高压主蒸汽压力高于0.5MPa，且高压主蒸汽实际压力升高至高于点火时压力0.3MPa。
（2）高压旁路阀开度大于5%。
（3）高压主蒸汽压力升至4.8MPa。
2.2 停机过程，高压旁路系统控制方式的切换。
机组发停机令，机组荷低于50%额定负荷，低压主汽调阀已开始开小至冷却开度（20%），高压主蒸汽调阀开始程序关闭，此时，高压旁路由后备用压力切换至实际压力跟踪模式，高压旁路阀的压力设定值开始锁定，至到下次燃机点火时才释放。
若运行中，机组跳闸，高压旁路阀由备用压力模式切至实际压力跟踪模式。
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。
三菱M701F型燃气轮机控制系统分析
Ｏ 引 言
Ｍｉｕ ｉ ｉ 司 的 Ｍ ０ ｔ ｂｓ 公 ｓ ｈ ７１ Ｆ型燃 气 一蒸 汽联 合 循 环机组 采用 燃机 、 汽 轮 机 、 电 机 同轴 布 置 ， 汽 蒸 发 蒸
信 号 的最 小值 信号 去 控 制燃 机 的燃 料 ， 将 被 选择 故 的最 小值 信 号称 之 为燃 料 控 制 信 号 （ ｏｔ １Ｓ ｎｌ Ｃｎｒ ．ｉ ａ ｏ ｇ Ｏ ｔｕ）其 控制 框 图见 图 １ ｕｐｔ ， 。
中 图分 类号 ： Ｋ ２ Ｔ ３３
文献标 识 码 ： Ｂ
文章 编号 ：０ ０Ｏ ８ （ ０ ６ ０ －０ ４ ２ １０ －６ ２ ２ ０ ）５０ ６ － ０
Ａｎ ａ ａ ｙ ｉ ｆｔ ｅ Ｍ ７ Ｆ ａ ｕ ｂｉ ｏ ｒ ｌｓ ｓｅ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｈ Ｏｌ ｇ ｓ ｔ ｒ ｎｅ ｃ ｎｔ ｏ ｙ ｔ ｍ
图 １ 主控 制 系统 框 图
阀
１ 主控 制系统
Ｍ ０ Ｆ型燃 气 一蒸 汽 联 合 循 环 机 组 的 主控 制 ７１
系统 中 ， 主控 制 系统 是 主要 的 ， 它必 须完 成 ４项 基本
（） １ 燃料 限制 模式 控制 系统 燃 料 限制模 式控 制 系统 ， Ｍ ０ 燃 机 的控 在 ７１ Ｆ型 制 系统 中又称之 为 启 动控 制 系 统 ， 要控 制燃 机 点 主 火后 的启 动和升 速至 额定转 速 。燃机 先 由启 动装 置 加速 到额 定转 速 的 ２ ％ 左 右 ， 行 吹扫 后 点 火 ， ０ 进 然
燃烧情 况 和燃机 叶 片通道 温度决 定 。其控 制过 程采 用分段 控 制 和 “ 小 值 选 择 门 ” 制 相 结 合 的方 式 最 控
进行 。
度／ 负荷 控 制系统 、 温度 控制 系统 。机组 在控 制过 程 中， ３个燃 料行 程基 准 （ Ｓ 信 号 都送 到 “ 小 值选 Ｆ Ｒ） 最
M701F燃气轮机机组保护系统资料
保护措施等级
分为4个等级：报警、RUN BACK、自动停机、保护遮断。
报警
• • • •
压力监测 GM010-015 温度监视 GM022A-040A，061,包括汽机 叶片通道温度监视 GM040-060 轴振 GM070-SM071
报警
• 轴承润滑油温高 GM026
推力轴承和支撑轴承的油温 >60℃，会发出报警。回油温度>77℃，报 警。应检查进油和回油温度，若进油温度高，则检测滑油箱的加热器 是否异常启动，或冷却装置是否异常。若回油温度高，并且进回油温 差>35℃，则要判断轴承是否损坏。若已损坏，应手动停机。
跳机
三菱单元机组联锁保护系统的主要功能是监视设备的运行状 态，保证电厂的安全。 • 手动跳机 当运行人员在操作台上按下EMERG STOP按钮时，在TPS硬 件系统中产生一个 H-86EST 信号。同时会将该跳机信号送 至TPS的软件系统中。
• 超速跳机
超速保护跳机分成两个层次：主保护和备用保护两部分。
检修停机 保护跳机
•
检修停机条件
A．检修停机的命令发出 B．处于MD3模式 C．ST SHUT DOWN START取非 这三个条件满足后，开始检修停机。
• 保护跳机条件：
A．前面所述的各种保护跳机 B．L4＝0 C．不属于正常停机和检修停机，或N52GTD断路器没有延时开 产生跳机命令后，如跳闸油压低（GT512-DIL）产生的TRIP命令， 发送至各逻辑页。
跳机
• 主保护：
测点在汽机侧，推力轴承附近。转速信号直接进入 TPS 硬 件系统的EOST模块，当转数>110％时，经过三选二后，产 生硬件跳机信号 H-86EOST 。同时信号进入 TPS 软件系统， 产生ELECTRICAL OVER SPEED TRIP条件信号。 • 备用保护： 测点在燃机侧，转速信号先进入 TCS硬件系统中的 EOST ， 再 进 入 TPS 硬 件 。 当 转 数 >111 ％ 时 ， 产 生 跳 机 信 号 H86EOST-BK 。同时，该转速信号也被送入 TCS 、 TPS 的软件 系统进行软件触发。
M701F型燃气轮机控制系统分析
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。
三菱M701F燃气轮机控制系统简析
圈 １ 三菱 Ｍ ７ １ ０ Ｆ燃 气轮机 主控 制系统框 图
Ｆ ｇ １ Ｔｈ ｉ ｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｉ ｇ ａ ｆＭ ｉ ｕ ｉｈ ７ １ ａ ｕ ｂ ｎ ｉ． ｅ ｍａ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ｅ ｄ ａ ｒ ｍ ｏ ｔ ｂ ｓ ｉＭ ０ Ｆ ｇ ｓｔ ｒ ｉ ｅ ｓ ｓ
１ １ 燃气 轮 机主 控 制 系统 ． 燃气 轮机 主控制 系统逻 辑 图如图 １ 所示 。 “
使用 由三菱提供的 Ｄ Ａ Ｙ ｅｍａ ｏ 控制系统 ，其控 Ｉ Ｓ ＳＮ ｔ ｔ ｎ ｉ 制 系统主要 包括 以下几种 控制方 式 ，分别 为 ： 自动负
荷 调节 、转 速控制 、负荷 控制 、温度 控制 、进 口可调
转换 到负荷控 制方式下 ，限制 负荷的快速增 加 ，如 图 ３所示 。频率 稳定在 ｄ点时 ，负荷 由 Ｄ点 以一定 的速
率 慢慢升 到 Ｅ点 。
荷 指令信 号 ，也就是 ＡＧＣ控 制方式 。 在 自动负荷调节 “ ＯＮ”模式 ，机组 负荷是闭环竞 差 调节的 ，在 没有进入温 度控制模 式下 ，若机组 实际
关键 词 ：燃 气轮机 ； 负荷控 制 ；温度 控制 ；进 口可调 导 叶控 制 中图分类号 ： Ｋ ２ Ｔ ３３ 文献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ：１７— ８３２０ ）６ ０ ７ — ４ ６ ３ ９ ３（０ ８ － ０ ６ ０ ０
Ａｎ ｌ ｉ ｎ Ｃｏ ｔｏ ｓｅ ｏ ｉｓ ｂ ｓ ｉＭ ７ Ｇ ａ ｒ ｉ ｅ ａｙｓｓｏ ｎ ｒ ｌ Ｓｙ ｔ ｍ ｆ ｒＭ ｔｕ ｉｈ ０１ Ｆ ｓＴｕ ｂ ｎ
Ｍａ ａ ｏＤ ｎ， Ｚｈ ｅ ｈ ｎ ｕ Ｙｕ ｓ ａ
（ ｉｎ ｎＧａ ｕｂｎ ｏ ｒ ｌ ｔ ｈ ｎｈｎＧｕｎ ｑａ ｌ ｔｃＰ ｗｅ ｉ ｔ ｏ ａ ｙ ｈｎ ｈｎＧ ａｇ ｏ ｇ５ ５ ，Ｃ ｉａ Ｑ ａｗａ ｓ ｒｉｅ ｗｅ ａ ，Ｓ ｅｚｅ ａｇ ｉ Ｅｅ ｒ ｏ ｒ ｍｉ ｄＣ ｍｐｎ ，Ｓ ｅ ｚｅ ｕ ｎ ｄ ｎ ０ ４ ｈｎ ） Ｔ Ｐ Ｐｎ ｎ ｃｉ Ｌ ｅ １ ８
M701F IGV控制
390MW燃气蒸汽联合循环机组压气机进口导叶控制系统孙巧玲(深圳前湾燃机电厂,广东,深圳,518054)摘要:通过压气机进口导叶的开度控制,不仅可以在低转速时防止压气机发生喘振,还可以在部分负荷时,提高压气机出口空气温度,从而提高联合循环的效率.压气机进口导叶控制系统是燃机控制的重要组成部分,对保障机组的安全高效运行起着重要作用.本文对日本三菱M701F机组的进口导叶在机组启停和负荷调节时的开度调节及控制原理进行了详细介绍,以供大家参考.关键词:压气机进口导叶控制1.引言压气机是燃气轮机中的一个重要组成部件,它负责从周围大气吸入空气并将其压缩升压,然后连续不断的向燃烧室提供高压空气.通常在压气机第一级动叶前还有一列静止固定的叶片,称为进口导流叶片(进口导叶inlet guide vane ,简称IGV),用来控制进入第一级动叶前的气流方向.压气机进口导叶控制就是当机组启停或调整负荷时,通过调节IGV叶片角度的变化,限制进入压气机的空气流量,从而达到保护机组安全运行,提高运行效率的目的.2.三菱M701F机组进口导叶控制系统2.1M701F机组进口导叶控制系统的工作概述深圳市前湾燃机电厂一期工程为日本三菱制造型号为M701F的三套390MW燃气蒸汽联合循环机组.由于燃机的本体结构不同,进口导叶控制系统的工作也各有特色,三菱M701F机组的进口导叶控制系统与GE机组略有不同,运行过程中IGV叶片角度的变化见图1.如图所示,IGV的最小开度为34度,最大开度为-5度.启动令发出(L4 master on),IGV即打开到中间开度,以减小空气流量,防止机组喘振.当机组转速>2745rpm时,IGV关闭到最小开度,在燃机负荷<108MW时,保持最小开度不变,以维持较高的燃机排气温度,提高联合循环的整体效率.若负荷继续增加,则IGV逐渐打开,到燃机负荷等于243MW时达到最大开度,之后即使负荷继续增加,IGV开度也保持不变.IGV控制的原理见图2 IGV控制原理图.图1 IGV角度变化图2.2 M701F机组进口导叶控制系统的控制功能在机组运行的整个过程中IGV控制所实现的具体功能阐述如下.1.L4 (master on)=1,即未发启动令或者停机时, IGV处于全关(0%,34度)状态.2.启停时的IGV控制低转速时,轴流压气机易发生喘振,造成压气机出口压力产生很大的波动.轴流式压气机在低转速工况下的稳定工作范围很窄,即轴流式压气机在启停时防止发生喘振的安全裕量比较小.通过调节IGV的角度和防喘抽气调节进口空气流速,可以有效防止喘振的发生.启停时,根据燃机的转速调节IGV的角度,在发出启动令且n98%n0至燃机负荷108MW时,随着燃机负荷的上升,IGV的开度逐渐开大,在燃机负荷等于243MW 时,IGV达到-5度的最大开度.燃机负荷>243MW时,负荷继续增大,IGV前馈控制的输出保持不变,反馈控制监控燃机排气温度.3.结论上述可见,三菱M701F机组的进口导叶控制系统,既能在启停时很好的防止机组喘振,又能在带负荷阶段调节燃机排气温度,提高联合循环的效率,具有一定的安全性和合理性.图2 IGV控制原理图参考文献[1] 杨顺虎.燃气蒸汽联合循环发电设备及运行.中国电力出版社,2004.3.[2] 刘旭光,刘洪臣.独特的蒸汽透平空压机调速和导叶控制系统.石油化工自动化,2000.5.。
M701F型燃气_蒸汽联合循环机组的燃料控制
EXCSO 。
( 2) 当选择负荷限制控制方式时 , 负荷控制器利用 实际负荷和指令负荷进行负反馈无差调节, LDCSO 作 为 CSO, 其特点是 LDCSO 不会自动跟踪电网频率变 化, 只接受负荷指令 , 即负荷限制控制方式不具有一次 调频能力。为了使机组负荷在一次调频死区内( 2 997 ~ 3 003) r/ m in 不随电网频率变动, 通常选用负荷限制 控制方式。但是 , 当发生辅机故障减负荷( RB) 或甩负 荷时, 负荷限制控制自动切至转速控制方式, 防止机组 超速。当电网频率突变时 , 如果频率从图 4 中 A 点突 增至 D 点且突破 C 点时 , 机组负荷将沿 C 点降至 D 点, 然后慢速回升到 E 点。 从 C 点到 D 点 , 由转速控制方式 起作用, 一方面保护电网 , 另一方面保护机组不超速。
图4
转速限制下的负荷控制
在实际运行中, 一般投入自动负荷调节的一次调 频控制, 它是转速控制和负荷限制控制的上一层控制。 2. 5 满负荷阶段 燃机的最大出力受气温 影响。 1 台 M 701F 型机 组, 在气温为 10 时 , 最大出力可达 400 MW, 而气温 为 40 时 , 机组只能带负荷 340 M W 。燃机带满负荷
技术交流
从而实现机组在不同工况下的安全经济运行。 惠州天然气发电有限公司 1 号机组甩满负荷试验 时, 转速最高升至 3 241 r/ min, 约 35 s 后 , 机组回到同 步转速3 000 r/ m in, 反应了机组控制系统具有良好的 控制性能。1 号燃机运行至今 , 其燃料 控制系统工作 稳定, 能较好地适应电网负荷变化的要求 , 并投入了自 动发电控制( A GC) , 负荷变化速率为 18. 3 M W/ m in, [参
M701F燃机的汽轮机主要控制浅析
M701F燃机的汽轮机主要控制浅析摘要：介绍M701F型燃机的汽轮机主要控制，轴封蒸汽控制，冷却控制，启动程序控制，停机过程控制关键词：M701F型燃机；汽轮机；控制0 引言本厂机组为三菱M701F4型燃气-蒸汽联合循环供热机组，全厂配置两套机组；每套机组的配置由一台燃气轮机、一台余热锅炉、一台蒸汽轮机和一台发电机组成。
按燃气轮机、蒸汽轮机、发电机的顺序排列，从发电机端向燃气轮机端看，机组转向为顺时针方向，功率输出方式为冷端输出。
空气经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。
天然气经过调压站分离、过滤和调压，再经过天然气前置模块的计量、加热、再过滤后，与进入燃烧室的压缩空气进行混合，通过燃料喷嘴喷入燃烧室燃烧后成为高温烟气进入透平膨胀做功，带动转子转动，拖动发电机发电。
做功后的烟气温度依然很高，高温烟气进入余热锅炉烟道。
烟气中的热量被余热锅炉各模块充分吸收和利用，最后经余热锅炉的烟囱排入大气。
汽轮机型号是TC2F-35.4，汽轮机为三压、再热、双缸、向下排汽、可背压可纯凝运行。
高压缸与中压缸合缸为一个高中压缸。
1轴封蒸汽控制机组启动前,由燃气锅炉提供汽轮机的轴封用辅助蒸汽,轴封蒸汽母管压力由2个气动调节阀(调压阀(SSFV) 和溢流阀(SSDV) ) 控制。
为了将低压轴封蒸汽温度控制在150 ℃左右,机组配置了低压轴封蒸汽喷水减温装置，使用凝结水泵作为冷却水源。
轴封蒸汽控制过程如下1）、将轴封蒸汽母管压力控制在27 kPa 。
在第1 次起动前,手动调整SSFV 开度,以保证在轴封母管压力达到设定值时其开度约在60 %左右。
在汽轮机进汽负荷升高后,高压缸轴封漏汽供中压缸和低压缸轴封汽,轴封用辅助蒸汽流量由5 t/ h逐渐减少到2 t/h 。
2）、SSDV 控制压力设定值为35 kPa ,当调压阀失灵等导致轴封蒸汽母管超压时,由SSDV 控制轴封蒸汽母管压力。
三菱M701F4主机跳闸逻辑
**MBH02AA701-S16H
高压防喘阀关反馈：
**MBH03AA701-S14L
**MBH03AA701-S15L
**MBH03AA701-S16L
BLEED VALVE ABNORMAL TRIP
防喘阀异常跳闸
L4=1时，以下条件5取1：
1、低压防喘阀异常开跳闸：在转速＞2940rpm或是转速＞2815rpm延时20秒下，低压防喘阀未关（关反馈三取二）；
N-FUEL GAS UNIT FIRE TRIP-2
N-FUEL GAS UNIT FIRE TRIP-3
FIRE TRIP
火灾跳闸
以下条件2取1跳闸：
1.GT PACKAGE FIRE TRIP燃机罩壳火灾跳闸：
2路温感中任意一个加1路火焰探测器发火警，或6个手动喷放按钮按下任意一个，则由火灾报警控制盘送来3个信号，三取二；
25
1.F/F盘来的燃机罩壳火灾信号：
**SGY01GH101-DI01N-FIRE TRIP-1
**SGY01GH101-DI02N-FIRE TRIP-2
**SGY01GH101-DI03N-FIRE TRIP-3
2.F/F盘来的FG单元火灾信号：
N-FUEL GAS UNIT FIRE TRIP-1
**MBP01CP241
**MBP01CP242
**MBP01CP243
INPUT SINGAL FAIL TRIP
以下任一条件满足时，4取1
1.燃烧室壳体压力信号故障跳闸DIN-110，燃机燃烧器壳体压力异常，3取2，延时0.2秒；
2.所有BPT和EXT信号全部同时故障跳闸，以下两个条件“与”：
1月 许正武 M701F4+燃气轮机控制逻辑简介(一)
包括两种类型通信网络：以太网和 ControlNet 网络，采用双冗余总线系 统。 以太网用于 MPS 和 OPS 、 EMS 、 ACS 之间 的通信；其 CPU 通过 C-PCI 总线与以太 网卡相连，再与OPS、EMS和ACS进行数 据交换。 ControlNet 用于MPS内部网络的连接， MPS 的 CPU 通过和 ControlNet 卡相连， 与I/O模块通信。 实时过程控制数据采用双冗余网络结 构，包括 P 通道和 Q 通道， P 、 Q 通道以 总线使网络拓扑结构连接各站，以实 现各站间的数据共享。
指定信号范围的比例运算器 输出Y=K*X*OS/IS，输入和输出信号的范围通过参数可以设定
比例积分器 U<=0时，出与输入X相同；当跟踪信号T为时，输出与输入X相同；跟踪为0时，输入增加（减小）， 输出以规定的曲线增（减）至输入值。即：输出=（1/1+Ts）*输入
比例积分器
U<=0时，出与输入X相同；当跟踪信号T为时，输出与输入 X相同；跟踪为0时，输入增加（减小），输出以规定的曲 线增（减）至输入值。即：输出=（1/1+Ts）*输入
软件采用DIASYS IDOL++，包含逻辑组态工具（FLIPPER）、画面组态工具
(MARLIN)、文档组态工具(CORAL)和操作面板组态工具(SCALLOP)。
历史数据站（ACS）
能够周期性地实时采集MPS中的数据，并存储、管理大量的历史数据和外部设备如打印
机等； 具备数据服务器作用； 硬件采用DellPower Edget1800服务器，配千兆以太网卡，1.5G内存。
示例：
1、复位优先
复位为1.则输出为0；复位为0时，若设定为0，则保持当前输出，设定为1，则输出为1.
M701F型LNG机组控制逻辑分析(从化讲课内容)
M701F型LNG机组控制逻辑分析中国南方电网广东电网公司电力科学研究院朱亚清1 序言经过前湾和惠州两个电厂的调试，对LNG机组主控制逻辑有了点初步的认识，现在给大家汇报一下，由于机组的控制逻辑非常大而且复杂，不能一下子全面都汇报，下面仅对机组主控制逻辑进行介绍。
2 燃机主控制系统2.1.1 控制系统组成GT主控制系统框图2.1.2 各系统简述2.1.2.1 ALR（自动负荷调节AUTO LOAD REGULATION）GOVERNOW方式和LOAD LIMIT方式均可接受ALR的指令信号。
在ALR ON的条件下，ALR的输出作为机组功率设定值ALR SET送到GOVERNOR方式和LOAD LIMIT方式回路。
ALR ON下还有“ALR MAN”和“ALR AUTO”两种方式。
在“ALR MAN”方式下，ALR目标功率可以手动给定或机组跟据机组工况自动给定。
在“ALR AUTO”方式下，ALR 目标功率跟踪中调EMS来的目标负荷指令信号，也就是AGC控制方式。
在ALR ON模式，机组负荷是闭环无差调节的，在没有进入温控模式下，若机组实际负荷比ALR功率设定值“ALR SET”低，则自动增加GOVERNOR方式的SPSET值或LOAD LIMIT方式的LDCSO值。
若机组实际负荷比ALR目标功率ALR SET高，则自动降低GOVERNOR方式的SPSET值或LOAD LIMIT方式的LDCSO值。
1）GOVERNOR 控制方式在ALR ON方式并在GOVERNOR方式下，ALR的输出ALR SET与实际功率相比较，改变GOVERNOR的转速设定值，使机组实际功率与ALR SET相等。
同时，LOAD LIMIT的功率设定值加下一个+5%的偏置，当电网频率突然快速下降时，LOAD LIMIT会限制负荷的快速增加。
采用纯比例P控制回路，不等率为4%（可以在逻辑上进行修改），进行转速自动调节。
在机组并网前，额定转下进行自动同期调节或进行空负荷时的转速调节。
M701F型燃气-蒸汽联合循环机组的燃料控制
Ｍ７ 型 燃 气 一 汽 ０ １ Ｆ 蒸 联 合 循 环 机 组 的 燃 料 控 制
曾万模 ， 刘 斌
惠州 天然 气发 电有 限公 司， 东 惠 州 广 ５ ６ ８ １０ ２
惠 州天气 然 发 电有 限公 司 １ 机 为三菱 重 工 株式 号
导 预混 燃烧 ， Ｍ１ Ｐ Ｐ 和 Ｍ４控 制 预混燃 烧 。
（ ） ０ Ｆ型燃 机燃 料控 制 信 号 包 括燃 料 限制控 ３ Ｍ７ １
制（Ｉ Ｓ 、 速控制 （ Ｆ Ｏ） 转 Ｃ ＧＶＣ Ｏ） 负 荷 限 制 控 制 Ｓ 、
（Ｄ Ｓ 、 Ｌ Ｃ Ｏ） 叶片通 道 温度控 制 （ Ｐ Ｓ 和排 气 温度 控 Ｂ Ｃ Ｏ）
会社 设计 制 造 的 Ｍ７ １ ０ Ｆ型 燃 气 一 汽 联 合 循 环 机 组 ， 蒸
烧 。ＧＥ ９ Ａ 型燃机 共 １ 燃烧 室 ， 有 设 置 值班 燃 Ｆ ８个 没 料 ， 组点 火至 转速 到 ２８ ０ｒ ｍｉ ， 机 ５ ／ ｎ 为扩 散燃 烧 方 式 ；
转 速 ２８ ０ｒｍｉ ５ ／ ｎ到透 平初 温 （ Ｔ） ８ １℃ ， Ｒ１ 达 ７ 为次 先 导 预混 燃烧 方式 ； Ｔ 为 ８ １℃ 到１２ ８ ９℃ ， Ｒ１ ７ ４． 为先 导
预混 燃 烧方 式 ； １ 为方 式 。 （ ） ０ Ｆ型燃 机燃 料控 制 阀组 由压 力 控 制 阀 和 ２ Ｍ７ １ 流量 控 制 阀组成 ， 压力 控 制 阀控 制 流 量 控 制 阀 前 后压
４０ ０ —２—２ Ｏ型 发 电机 有 功容 量 为 ４ ９ ７ ＭＷ ； 热 锅 ０ ． 余
其设 计 容 量 ３ ０ Ｍｗ ， 轴 水 平 布 置 ， ７级 轴 流 式 压 ９ 单 １ 气机 ，０个 环 管型 低 ＮＯ 燃 烧 室 。燃 料 为 天 然 气 ， ２ 燃
M701F4+燃气轮机控制逻辑简介 (二)
GVCSO LDCSO BPCSO EXCSO FLCSO
M I N S E L E C T O R H I G H S E L E C T O R
CSO
M D O
F I R E
W U P
M I N
• CSO最大选择 CSO最大选择是指，将最小选择后的CSO与在不同的工况下所需的最小CSO相比较后，取较大值。高选门 的作用是防止CSO过分降低，而导致在过渡过程期间贫油熄火。例如在最极端的例子，机组突然甩全 部负荷，燃气轮机控制系统回路要把CSO信号迅速压低，而高选门的最小CSO给定值则建立了避免熄 火的最小燃料流量值。
模式 MD0 FIRE WUP MIN 说明 :预点火状态：所有阀门关闭 :点火时燃气流量设定值 :暖机时燃气流量设定值 :甩负荷时，为避免熄火而设定的最小燃气流量
GVCSO LDCSO BPCSO EXCSO FLCSO M I N S E L E C T O R H I G H S E L E C T O R
• GVCSO
转速控制回路采用纯比例有差控制，使机组按一定的不等率自动进行转速调节，在机组带负荷阶段将机组的负荷指令按照不等率转化为转速设定进 行控制。 在转速控制模式下，AM模块(Analog Memory)根据自动负荷控制(ALR ON)时的负荷设定值ALR SET或者人工转速升降命令（SUP或SDWN）计 算得出速度控制的设定值SPSET，该值与实际机组转速比较，两者的偏差值通过运算得出转速控制输出信号GVCSO，机组负荷由控制转速来实现。 AM模块有速率限制回路来限制SPSET的变化，以防止机组燃烧不稳及转速波动大。 根据机组状态不同，SPSET升降速率不同，正常情况下其限值限制为不等率5%/22.2=0.2252 %/min (常数22.2来自于GT NORMAL RATE GD017_SG03)，由此限制燃机的负荷变化率为14.59 MW/min。在转速调节模式下设置了±2 r／min的一次调频死区（GD018_Fx01）以避免机 组一次调频动作过于频繁，确保机组安全运行。当电网频下降太快或太多使GVCSO的输出快速增加5%时，则控制方式自动切换到LOAD LIMIT模 式，限制负荷的快速增加。
简析三菱M701F4燃机排气温度保护逻辑
辑存在计算时序上的漏洞, 该漏洞会引起运算的失
真, 错误的运算结果会使保护误动作。
DIASYS Netmation 的逻辑模块使用高级计算机语
言进行编程, 故分析该控制逻辑中三个关键模块: 求
和块、 取小块、 加法块的源代码是理解该控制逻辑的
基础。 三者的源代码如下:
保护工作。
4 解决方案
4. 1 厂家的解决方案
事情发生以 后, 厂 家 针 对 “ #1 排 气 温 度 超 限”
会导致燃机跳闸的漏洞下发了技术联络函, 联络函中
主要介绍了逻辑修改的具体事项, 对于原因没有详细
说明。 逻辑修改分成控制类 ( TCS) 和保护类 ( TPS)
部分, 修改内容高度一致, 简单说明如下:
程, 同时 “燃机排气温度高跳闸” 主保护动作。
图 1 机组报警记录
1 控制系统简介
气温度控制偏差大保护组成。 本文因篇幅原因只讨论
某电厂使 用 的 为 日 本 三 菱 公 司 的 M701F4 型 燃
机、 NG-M701F4-R 型 余 热 锅 炉、 TC2F-35. 4 型 汽 轮
机、 QFR-480-2-21. 5 型 发 电 机, 额 定 功 率 480MW,
图 3 逻辑时序图
从图中可以看出, 1 号温度测点异开路后温度从
正常运行的 600℃ 逐步降至 - 160℃ , 此时最小选择模
块输出为 1 号测点, 且数值逐步降低, 在小于 0℃ 因
超量程, 1 号测点的质量判断块输出置 1, 导致温度
计算回路中的加法模块的 1 号测点被替换为平均值,
但是由于扫描运算时序的问题, 最小选择模块中的 1
M701F燃气轮机控制与保护
Yang Cheng， CHYANG1@
2.燃气轮机保护系统
2.3 燃烧监测保护
2.3.3 燃烧室压力波动监测
当 这 24 个 信 号 中 有 1 个 超 过 报 警 值 则 发 出 报警,此时操作员应该手动减负荷 ;当24个信号 中有2个超过减负荷警报水平时 ,机组在1min内 快速减负荷至 50%负荷;如果仍然超过减负荷警 报水平则跳机;如果24个信号中有2个超过跳机 水平,则马上跳机。
2013年4月6日12时20分
Yang Cheng， CHYANG1@
2.燃气轮机保护系统
2.4燃气系统异常保护
2.4.1 燃气供气压力低
当三个燃气供气压力开关中的两个监测到的燃气供 气压力低于2.7Mpa，延时1秒后，保护动作，机组 跳机。
2013年4月6日12时20分
Yang Cheng， CHYANG1@
M701F燃气轮机控制与保护
2013年4月6日12时20分
Yang Cheng， CHYANG1@
1.M701F燃机的控制
自动负荷控制器ALR： 转速控制模式、负荷控制模式；
2013年4月6日12时20分
Yang Cheng， CHYANG1@
1.M701F燃机的控制
2013年4月6日12时20分
Yang Cheng， CHYANG1@
2.燃气轮机保护系统
2.2 熄火保护系统
(2)并网后。机组并网后，考虑到火焰探测器故障 的可能性，火焰探测器的检测结果不再作为熄火 保护的判断依据，而是根据逆功率监督计算法判 断燃机是否熄火。当根据汽轮机中压缸进口压力 换算出来的功率输出比实际发电机功率输出高出 13%时,即可确认燃气轮机实际出力严重不足,燃机 熄火导致机组存在逆功率, 熄火保护动作，机组跳 机。
M701F型燃机联合循环机组一次调频功能的改进
３ 改 后 效 果
ＡＬ 功 能 块 优 化 后 进 行 了 一 次 调 频 功 能 的 试 验 。 Ｒ
至 ２ ８ ５ Ｍｗ ， 机 综 合 指 令 由 ６ ．４ 降 至 ８ ．２ 燃 ６ ６ ６ ． ４ 在逻 辑 中强 制 ～６ｒｒｉ ， 组 负荷 由 ３ ４ ７ ４ ２ ％； ／ ｎ 机 ａ ０ ．５
Ｍｗ 升至 ３ １ ４ １ ． ４Ｍｗ ， 机综 合 指 令 由 ６ ． ３ 升 至 燃 ８４
６ ． ３ 。机组 的一 次 调频 功 能满 足要 求 。 ９ ３
较大 。
实 际 机 组 转 速
联 合循 环机组 的燃 机 、 汽轮机 、 电机均 为 日本 三 菱公 发
司制造 ， 方 日立 提 供 三压 、 补 燃 、 东 无 再热 、 卧式 、 自然
循 环余热 锅炉 。 机 、 汽轮 机 、 电机及 其 辅 助控 制 燃 蒸 发 系 统采用 日本 三 菱 公 司 制造 的 Ｄ ＡＳ ， 包 括 燃 机 Ｉ ＹＳ 其
据 负荷设 定值 计算 得 出速 度 控 制 的设 定 值 （ Ｐ Ｅ ） ＳＲ Ｆ ， 控制 系统 根据 实 际 转 速进 行 调 节 。此 时 ， 机组 负 荷 随
实 际转速 （ 网频 率 ） 化 ， 次 调 频 功 能 投 入 运 行 。 电 变 一
但是 ， 由于 无 改 变 负 荷 设 定 值 的功 能 即 Ｓ ＲＥ Ｐ Ｆ未 改
Ｍ ７ 型 燃 机 联 合 循 环 机 组 ０ １ Ｆ 次 调 频 功 能 的 改 进
安 振 源 ， 补连 ， 南 曹满 胜
北 京京丰 燃 气发 电有 限责任 公 司， 北京 １ ０ ７ ００４
北京 京 丰燃 气 发 电有 限责任 公 司 Ｍ７ １ ０ Ｆ型燃 机
1_M701F 燃气轮机燃烧室压力波动监视系统及其联锁保护功能
主题延伸
A-CPFM 燃烧振动管理值设定方针
燃
TRIP水准
烧
振
动
水
准
RUNBACK水准
CPFM 连锁
PRE ALARM水准 注意水准（PRE ALARM的75%）
A-CPFM 自动调整
燃机发电专委会2010年学术年会
2010年11月 东莞
随着大气条件、燃气参数的变化，以及长时间运行压气机、燃
燃机发电专委会2010年学术年会 2010年11月 东莞
燃机发电专委会2010年学术年会 2010年11月 东莞
传感器输出的信号通过IPC704前置器进行放大 后 送 至 MHI 设 计 的 专 用 VIM 模 块 （ Vibration Interface Module），该模块的主要功能是提供快速 付里叶变换FFT算法，将接受到的时域信号转换为 频谱信号，并根据频率大小分解为九个频段，分别 送至专用的控制器进行分析处理。
结束语
总体而言，三菱特有的CPFM系统为燃气轮机的燃烧 监测提供了一种新的思路，其可行性也在实际应用中得到 了证明。
因此CPFM系统作为一项监测燃气轮机燃烧状况，提供 热通道监控保护的技术，有可能是燃气轮机下一步发展的 一个方向。
燃机发电专委会2010年学术年会
2010年11月 东莞
3
谢 谢！
燃机发电专委会2010年学术年会
2010年11月 东莞
2010‐11‐15
4
2010‐11‐15
M701F 燃气轮机燃烧室压力波 动监视系统及其联锁保护功能
吴海滨
深圳市广前电力有限公司
内容提要
一、预混燃烧与燃烧压力波动机理 二、燃烧室压力波动监视系统（CPFM） 三、CPFM 系统的报警及联锁保护功能 四、CPFM 的应用情况
三菱M701F4型燃气轮机自动控制过程
三菱M701F4型燃气轮机自动控制过程：The article analyzed automation control for M701F4 Gas turbinecombined cycle unit ，the article pay much attention in instruction for Governor Control/load limit control/temperature control/fuel gas limit control in the unit automation start.1 前言三菱M701F4型燃气轮机使用清洁能源天然气作为燃料，能源利用的效率可高达90%以上，对环境的影响较小，低NOX无S02、无烟尘排放。
其启停快，适合快速调峰运行，设备可靠，能长时间满负荷运转。
三菱M701F4型燃气轮机从盘车转速开始到额定转速由燃气轮机主控制系统（GTCONTR0L自动完成。
燃机到达额定转速后，发电机接收到并网指令并网，并网后燃气轮机主控制系统（GT CONTROL可根据操作员指令或者AGC 负荷指令改变燃机输出功率，满足发电机并网发电需求。
2三菱M701F4燃气轮机自动控制过程燃气轮机主控制系统（GT CONTROL在?R别判断燃机所有启动条件具备后，燃机进入待启动状态。
控制系统接收到操作员发出启动指令后，自动控制系统控制燃机升速。
燃机从盘车转速开始到额定转速（3000 转/ 分）过程中转速是控制系统的主要控制目标，同时燃机转速也是控制系统主要控制命令的触发信号2.1三菱M701F4燃气轮机启动第一阶段（盘车状态转速3转/ 分）在此阶段燃机在盘车带动下以3 转/ 分的转速连续运行，燃机启动条件全部满足后，燃气轮机主控制系统（GTCONTROL会发出READY TO STAR 信号，燃机进入待启动状态。
2.2三菱M701F4燃气轮机启动第二阶段（SFC启动，机组转速从盘车转速升至吹扫转速）操作员发出NORMAL STAR指令后，燃气轮机主控制系统会给SFC发出启动指令和高速盘车请求指令。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
设备部热控分部 徐韩昭
广东惠州天然气发电有限公司
Contents
• Plant System Configuration • Start Up & Shut Down Curve • Turbine Governor Control • Unit Interlock
High pressure drum level control Intermediate pressure drum level control Low pressure drum level control High pressure super heater steam temperature control Reheated steam temperature control
图1
ห้องสมุดไป่ตู้图2
图3
图4
•
ST control function
a. b. c.
HP/IP/LP Steam Pressure Control OPC (Over Speed Protection Control) Test Functions For Steam Turbine
PCS
a. b. c. d. e.
Plant System Configuration
TCS
•
GT control function
a. b. c. d. e. f. g. h. i. j.
ALR “Automatic Load Regulator” Regulator” Speed Control（转速控制） Control（转速控制） Load Control（负荷控制） Control（负荷控制） Temperature Control（温度控制） Control（温度控制） Fuel Limit Control（燃料限制控制） Control（燃料限制控制） Fuel distribution control（燃料分配控制） control（燃料分配控制） Fuel pressure Control（燃料压力控制） Control（燃料压力控制） Fuel gas temperature control（燃料温度控制） control（燃料温度控制） Inlet Guide Vane (IGV) Control（IGV控制） Control（IGV控制） Combustor Bypass Valve Control（燃烧室旁路阀控制） Control（燃烧室旁路阀控制）
CSO <L >H
Fuel Flow Control
Main MIN CSO SCH Pilot
49Hz
50Hz
51Hz
Gird
W G 2940rpm 3000rpm 3060rpm 1.GT 2.ST DEMAND ALR 3.GT
Turbine bypass control Turbine bypass temperature control Gland steam pressure control Gland steam temperature control ST drain valve control
HRSG
a. b. c. d. e.
49Hz
50Hz
51Hz
Gird
G 2940rpm 3000rpm 3060rpm
MV
100%
Load Control
Speed Control
50Hz
52Hz
Hz 2Hz = 0.04 50Hz
Speed Load Temperature Fuel limit
GVCSO
LDCSO BPCSO EXCSO FLCSO
ECS
监视控制发变组以及辅助电源系统 Auxiliary Power System
CCS
a. b. c. d.
对燃料供应的公共管线进行操作或监视 对循环水泵操作监视 监视其它辅助系统 其它公共设备
Start Up & Shut Down Curve
• Hot Startup Curve • Normal Shutdown Curve
Turbine Governor Control Diagram GT
Turbine Governor Control Diagram ST
Unit Interlock Diagram
紧急油压力低 排气温度高 叶片通道温度高 叶片通道温度偏差大 排气压力高 推力轴承磨损 低压透平排气温度高 润滑油温度高 凝汽器真空低 燃气压力低 电网频率低 轴振高 熄火 发电机保护跳闸 火灾跳闸 TCS系统故障 系统故障 外部原因 防喘抽气阀异常 燃烧器压力波动大 开机设备异常