燃机三菱控制系统简述
三菱M701F型燃气轮机温度控制
Ｍ ｔｂｈ ７１型燃气轮机采用四级透平， Ｍ ０Ｆ ｉｕｉ ｉ ｓ ｓ 其 中 透平内 部温度高限是在第一级喷嘴处， 称为工作 温度，由 于这里的温度经常维持在 １ ４０℃， ０ 故无 法直接测量和控制此温度，只能间接通过测量燃气
轮机排气温度和压气机的进、出口 压力，然后按下
在三菱Ｍ １燃气轮 ０Ｆ ７ 机的温度控制中， 其温度
燃机温度的控制质量。
燃 机 排 气 温 度
￣ ￣ ， 叫 、 叫 、 ￣ 份 ． ， 、 ， 向． ， 户 ， ， ． ， ￣
排气温度限值
０’ － － 一 － － －
部分负荷
￣卜）昭反
３ 结束语
燃机人口温度限值
基 负制系统中， ７ 为了
燃烧器压力
所示 ：
主控制输出信号
透平排气温度
叶片通道温度控制输出信号
嫌烧器压力
主控制输出信号
排气温度
图１ １ 型燃气轮机温度控制指令框图 ７ Ｆ ０
在图１ 的温度控制设定中， 排气温度、 燃烧器压 力的关系如图２ 所示：
动时不会引起燃料量在增加方向的急剧变化，同 样 也不会因为燃料扰动时引起温度在增加方向的急剧 变化， 保证燃机的工作温度不会急剧升高，提高了
控制指令又可细分为两个，一为叶片通道温度榨制．
第３ 期 ／ ４
黄建伟： 三菱Ｍ７ １ 型燃气轮机温度控制 ０Ｆ
１５ ９
一为燃机排气温度控制 ；在机组刚运行时，由于燃 机排气温度测量不是很准确，故在机组启动到未带 负荷时采用叶片通道温度控制，当燃机带负荷后转
人排气温度控制， 两者切换的时间约 １ 一 ５ ， ０ １ ｍｎ ｉ 三菱Ｍ７ １ 燃气轮机的温度控制指令框图如图 １ ０Ｆ
保证燃机的透平进气温度在一定的范围内，通过用 测量排气温度来间接表示透平进气温度及采用控制 燃机的燃料量的方式控制燃机的透平进气温度。
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。
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。
三菱M701F4型燃机发电机密封油系统简介及发电机进油分析与防范措施
三菱M701F4型燃机发电机密封油系统简介及发电机进油分析与防范措施作者：夏峰来源：《科学与财富》2017年第24期摘要：密封油系统是发电机的重要组成部分，密封油系统用于向发电机密封瓦提供润滑油，同时保证油压高于发电机内氢压（气压）一定数值，以防止发电机内氢气沿转轴与密封瓦之间的间隙向外泄漏，同时也防止油压过高而导致发电机内大量油。
所以加强发电机密封油系统的监视与调整是发电厂运行工作的重中之重。
关键词：密封油；排氢调节油箱；真空油箱；氢气；进油一、密封油系统的简介1、我厂密封油系统的组成我厂的机组为三菱M701F4型重型燃机，与其所匹配的密封油系统为单流环式（因发电机密封瓦为单流环式密封瓦）真空净油型系统。
其主要设备有：一个排氢调节油箱、一个真空油箱、两台主密封油泵（交流泵）、一台事故密封油泵（直流泵）、一台真空泵、一只主压差阀（交流泵出口）、一只备用压差阀（直流泵出口）、一只主油泵溢流阀、一只再循环油路溢流阀、一只事故油泵溢流阀、两台密封油换热器（板式）、一套密封油滤油器、一套平衡油滤油器、真空油箱液位计、排氢调节油箱液位计、密封油温监测表计、仪表箱以及连接管路等。
2、我厂密封油系统的布置在设备的布置上，密封油控制装置在零米层，真空油箱布置在3米层，密封油消泡箱应尽量靠近发电机底部安装，它应比循环密封油箱的标高至少高出380mm，而循环密封油箱的标高高于润滑油回油管至少30mm，消泡箱的液位信号连接到DCS上。
消泡箱的下部还装有漏液检测仪。
排氢调节油箱在0m层，一是以便回油能自然流进排氢调节油箱；二是要尽可能接近循环密封油箱，以便排氢调节油箱中排出的油能顺利流回循环密封油箱；3、我厂密封油系统的运行回路我厂燃机密封油系统正常运行的回路：循环密封油箱供油管→真空油箱→主密封油泵（或备用密封油泵）→压差阀→滤油器→发电机密封瓦→氢侧排油（机内侧）→排氢调节油箱→循环密封油→空侧排油箱→轴承润滑油排油总管→汽机主油箱。
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Байду номын сангаас Diasys Netmation控制系统概述
公共网络
• 公共网络部分分为单元ECS系统，COMM-1系统，COMM-2 系统和CGWC系统。
• 单元ECS系统：单元机组的电气方面信号。主要是接受电 压、电流反馈，电气开关的远程控制，单元机组的励磁及 发电机控制。
• COMM一1系统：循环水系统。
Diasys Netmation控制系统概述
• COMM一2系统：包括辅助蒸汽，压缩空气，闭式循环冷却 水，消防水泵房各系统信号接入。
• CGWC系统：即公共网关系统，厂内公用系统部分PLC从站 通过CGWC接入DCS系统，包括化学水处理，制氢站，天然 气调压站，启动锅炉等PLC从站通过MODBUS协议接入网关 柜；同时C0M-1，COM-2，CECS，#1UGWC，#2UGWC，#3UGWC 均通过光纤转以太网的方式接入CGWC。
• Netmation控制系统结构分散，主要依赖先进的网络技术 和通信技术实现全场控制系统DCS的统一。
• 系统网络分成两部分，分别是单元网络和公共网络，每种 网络都由多个子系统组成。
Diasys Netmation控制系统概述
单元网络
• 本网络分为TCS系统，HRSG系统，PCS系统，TPS系统，TSI 系统和单元GW C系统。
燃气轮机及燃气-蒸汽联合循环电厂控制与保护
Diasys Netmation控制系统概述
DIASYS Netmation控制系统将因特网、企业内部信息网技术 、大型数据库，包含高性能且价格低廉的微机在内的硬件， 便于使用的人机界面软件等信息通信技术融合在一起；
同时结合设备制造厂家的丰富经验以及控制技术，可靠性高 ，经济性能出色，高度自动化和便于维护，最大限度满足客 户需求。
三菱控制系统说明(建立简单项目工程)
三菱控制系统说明项目硬件配置：项目软件配置：编程软件：WORKS2，WORKS2升级包（可从官网直接下载软件和申请序列号网址：/fa/zh/）。
软件下载后可直接安装WORKS2，如果系统是win7或更高版本，请直接安装WORKS2升级包。
项目通讯建立：1.软件安装后，打开WORKS2.2.通讯有两种方式，可以直接USB通讯（USB通讯需要从官网下载通讯驱动），也可利用控制器上自带的网口进行以太网通讯。
3.以太网通讯设置如下：（1）首先用网线与控制器进行连接，控制器的默认IP地址为：192.168.3.39，控制站的网段应与该网段一致:192.168.3.xxx.（2）点击导航栏内的参数双击PLC参数点击I/O分配设置点击打开设置，将参数设置为下图所示。
（3）点击导航栏内的连接目标，双击connection1（4）计算机侧I/F选择Ethernet board 。
可编程控制器侧选择PLC module双击选择‘以太网口直接连接’，点击确定。
其他站指定选择‘No specification’。
（5）配置完成后，点击通信测试。
如果没有连接成功，请检查网线端口链接是否正常。
网线采用平行式。
项目程序建立：一．新建项目1.打开WORKS2，点击菜单栏‘诊断’系统监视，可以查看网络是否建立成功、硬件是否有报错。
2.如果网络建立成功，硬件正常，点击菜单栏‘工程’新建系列为CPU(Q模式)、机型为Q03UDE、工程类型为结构化工程、程序语言为结构化梯形图/FBD，点击确定。
3.参数配置。
点击导航栏内工程的参数双击PLC参数点击I/O分配设置点击PLC数据读取（系统会自动读取硬件配置数据）将I/O分配表填完善将基本设置表填完善（其他相关设置可手动完善）点击设置结束。
（航栏内智能功能模块会自动生成相关的智能功能模块。
）4.点击导航栏内工程的软元件存储器双击MAIN点击菜单栏编辑软元件输入对软原件进行分配（如下图）点击确定（生成软元件表格）5.点击导航栏内工程的智能功能模块点击其中一个模块双击自动刷新对数字数值进行软元件分配（如下图）其他设置可按照项目要求进行设置6.对项目进行编译下装。
燃机控制系统讲义要点
第一节燃气轮机的主控系统主控系统是指燃气轮机的连续调节系统，单轴燃气轮机控制系统设置了几种自动改变燃气轮机燃料消耗率的主控制系统(见表11—1)和每个系统对应的输出指令——FSR（FUEL STROKE REFERENCE燃料行程基准）．此外还设置了手动控制燃料行程基准。
上述6个FSR量进入最小值选择门，选出6个FSR中的最小值作为输出，以此作为该时刻实际执行用的FSR控制信号。
因而虽然任何时刻6个系统各自都有输出，但只有一个控制系统的输出进入实际燃料控制系统(见图11一1)。
一、启动控制系统启动控制系统仅控制燃气轮机从点火开始直到启动程序完成这一过程中燃料Gf (在Mark-V系统中通过启动控制系统输出FSRSU)。
燃气轮机启动过程中燃料需要量变化范围相当大。
其最大值受压气机喘振(有时还受透平超温)所限．最小值则受熄火极限或零功率所限。
这个上下限随着燃气轮机转速大小而变，在脱扣转速时这个上下限之间的范围最窄。
沿上限控制燃料量可使启动最快，但燃气轮机温度变化剧烈，会产生较大的热应力，导致材料的热疲劳而缩短使用寿命。
启动控制过程是开环的，根据程序系统来的一组逻辑信号来分段输出预先设置的FSRSU，整个启动控制的过程用图11-2曲线表示。
图11-3则给出了FSRSU的控制算法。
当燃气轮机被启动机带到点火转速(约20％n0 L14HM=1)并满足点火条件L83SUFI=1时，受其控制的伪触点闭合，控制常数FSKSU-F1（典型值为22 .0％FSR）和压气机气流温度系数CQTC(通常为0. 9—1．25)相乘通过NOT MAX最终赋给FSRSU,以建立点火FSR值。
为了点燃火焰并提供燃烧室之间的联焰，在火花塞打火时，点火FSR相对较大。
当下列条件之一满足时，就算作点火成功：①至少两个火焰检测器检测到火焰并超过2s; ②所有4个火焰检测器均检测到火焰。
如果点火成功，控制系统给出L83SUWU=1, L83SU-F1=0。
三菱M701F3型燃气-蒸汽联合循环机组燃烧调整系统
三菱M701F3型燃气-蒸汽联合循环机组燃烧调整系统范新宇【摘要】从硬件组成结构和软件控制逻辑的角度出发对三菱M701F3型燃气蒸汽联合循环机组的燃烧系统的工作方式和调节原理进行了概念性的阐述.随后针对三菱机组ACPFM系统的硬件网络配置、调节原理做了简单的介绍.最后,针对燃烧调整的基本原则,以及燃烧调整效果的评估提出了看法.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2016(000)007【总页数】4页(P110-113)【关键词】燃烧调整;燃烧振动;ACPFM;PLCSO;BYCSO【作者】范新宇【作者单位】深圳能源集团股份有限公司东部电厂,广东深圳 518120【正文语种】中文三菱M701F3型燃气蒸汽联合循环机组的燃料供给主要由5个阀门来完成。
值班燃料压力控制阀、值班燃料流量控制阀、主燃料压力控制阀A、主燃料压力控制阀B和主燃料流量控制阀。
燃料压力控制阀主要是为了保证燃料流量控制阀前后差压的稳定。
燃料流量控制阀根据机组负荷不同，控制燃料流量。
燃料气经燃料控制阀后，进入环形母管，分别供给环形排列，斜插在燃压缸中的20个燃烧器。
燃烧器由燃料喷嘴、燃烧筒、过渡段和尾筒以及其他附件组成。
燃料喷嘴由8个环形围绕的预混主喷嘴和位于中心的1个扩散值班喷嘴组成。
燃压缸中充满压气机排气，通过燃烧器旁路阀调节从过渡段直接旁路掉的压气机排气量，来控制参与燃烧的空气量。
参与燃烧的压缩空气经燃烧器中的旋流器与燃气充分预混后燃烧，完成工质加热过程。
结构示意图如图1所示。
从燃烧系统的结构和工作原理来看，M701F3型机组燃烧的稳定性主要是通过两种手段来进行控制：①控制值班燃料量，即控制值班燃料比率；②控制燃烧器旁路阀的开度，从而控制参与燃烧的空气量，即控制燃料空气比例（下称燃空比）。
从三菱控制逻辑来看，燃料总量控制信号指令（Control Signal Output， CSO）来自于5种控制指令“小选”产生，即燃料限制控制指令（Fuel Limit CSO，FLCSO）、转速控制指令（GVCSO：Governor CSO）、负荷控制指令（Load CSO， LDCSO）、叶片通道温度控制指令（Blade Path temperature CSO，BPCSO）和排气温度控制指令（Exhaust temperature CSO，EXCSO）中的最小者为最终的CSO指令。
三菱M701F燃机控制系统分析与研究
三菱M701F燃机控制系统分析与研究[摘要]本文分析了Mitsubishi公司的三菱M701F型燃气轮机主控制系统的原理、框架构成及其设计思想，结合各子系统相关控制逻辑图详细研究了燃机负荷自动调节控制策略、转速控制策略、温度控制及燃机整个启机过程控制策略，对类似电厂控制系统研究、分析和维护有一定的参考价值。
【关键词】燃汽轮机；主控制系统；转速控制; 负荷控制Study and Analysis of Primary Control System in Mitsubishi M701F Gas TurbineSha yingyingGuangzhou Development Industry(Holdings) Co.,LtdAbstract: The control system principle, structure and design idea of Mitsubishi M701F gas turbine is analyzed in this paper. The load auto-modulation strategy, speed control strategy, temperature control strategy and the whole start-up process control strategy is studied in detail. It is valuable for the control system analysis and maintenance of similar plant.Keywords: Gas turbine; Primary control system; Speed control; Load control1.引言三菱M701F 燃气轮机为采用带进气可调导叶（IGV）的17级高效率轴流式压气机。
燃烧室由环绕机轴呈环状布置的20只燃烧器组成。
燃机系统说明
燃机系统说明湖南涟钢发电⼚燃机系统简介1概述本⼯程建设规模为建设⼀套~50MW燃烧⾼炉煤⽓的分轴式燃⽓-蒸汽联合循环发电装置。
燃⽓轮机发电机组采⽤⽇本三菱提供的带煤⽓压缩机的M251S型、⼯业重型、室外式机组，额定功率28.5MW；余热锅炉为双压带⾃除氧卧式⾃然循环半露天布置(次⾼压参数：76t/h，6.1MPa，485℃)，配套补汽凝汽式汽轮发电机组，额定功率22MW。
1.1燃⽓轮机发电机组型号、参数和主要技术规格(1). 燃⽓轮机机组·型号：M251S型·型式：重型、轴向排⽓、室外布置·套数：1套·制造⼚商：⽇本三菱重⼯⾼砂制作所制造·燃料：主燃料：BFG值班燃料：COG热值控制燃料：COG·输出功率（发电机终端）：28500kW·额定状态：⼤⽓⼲球温度：15o C⼤⽓相对湿度：70 %⼤⽓压⼒：1013hPa abs·BFG供给压⼒（主供给管）：＋800mmAq（g）·BFG供给温度（主供给管）：25o C（⽔⼲饱和）·BFG低热值：3393kJ/Nm3-dry·COG低热值：17189kJ/Nm3-dry·进⼝总压⼒损失：≯150mmAq·出⼝总压⼒损失：≯350mmAq·燃⽓透平负荷：100%（基准燃烧）·发电机终端功率因素：0.85·冷却⽔温度：≤40 o C·排出⼝流量：547000 kg/h·排出⼝温度：571 o C排⽓组份：O2 CO2 H2O N2 Ar10.7% 19.7% 1.6% 67.1% 0.9%(2)空⽓压缩机·型式：轴流式·级数： 19级·导叶类型：进⼝导叶⾓度可调·转速：5015 r/min·压缩⽐（ISO条件）：11·吸⼊流量（15o C）：102.5 kg/s·出⼝压⼒（15o C）：11ata（1.115 MPa）·转⼦材质：锻钢·动叶、静叶、进⼝导叶材质：铬合⾦钢·汽缸：⽔平中分式，碳钢(3)燃烧室·燃烧器类型：管式·燃烧器数量： 8个环向布置·每个燃烧器燃料喷咀数： 1个·值班燃料：COG·点⽕器类型：⽕花塞·⽕焰探测器数量及类型：4个UV探测器·燃烧室材质：镍基合⾦(4)燃⽓透平·型式：轴流，反动式·级数： 3 级·转⼦：中空空冷型，锻钢·导叶材质：⾼铬合⾦钢·动叶材质：⾼镍合⾦钢·⽓缸：⽔平中分式，碳钢(5)燃机发电机·型式：全封闭，⽔/空冷，同步，室外式·型号： WY16Z-037LLT·套数： 1套·额定功率：28500KW·额定电压：10.5KV·额定电流：1844A·额定转速：3000 r/min·额定频率：50 HZ·功率因素：0. 85·励磁机型式：⽆刷励磁·防护等级：IP54 室外型(6)煤⽓（BFG）压缩机·型式：单缸轴流式·级数： 20级·导叶类型：⼊⼝侧5 级导叶⾓度可调·驱动器：燃⽓透平·转速： 6462 r/min·壳体型式：⽔平中分·进⽓条件：流量：134500Nm3/h-dry煤⽓类型：BFG压⼒：＋800mmAq（g）温度：25 o C·出⽓状态：压⼒：11.8ata（1.1956 MPa）温度：350 o C1.2余热锅炉汽机发电机组型号、参数和主要技术规格(1).余热锅炉·型式：卧式、⾃然循环，双压余热锅炉·型号：Q427/571-76(9.6)-6.1(0.4)/485(210)型·额定主蒸汽流量：76t/h ·额定主蒸汽压⼒：6.1MPa(g)·额定主蒸汽温度：485℃·次⾼压汽包⼯作压⼒：6.5MPa(g)·额定低压蒸汽流量：9.6t/h·额定低压蒸汽压⼒：0.4MPa(g)·额定低压蒸汽温度：210℃·低压汽包(除氧器)⼯作压⼒：0.42MPa(g)·给⽔温度：50℃·排污率：1％·余热锅炉进⼝烟⽓流量：547t/h·余热锅炉进⼝烟⽓温度：571℃·余热锅炉排烟温度：~117℃·制造⼚家：德尔塔动⼒设备（中国）有限公司(2).汽轮机·型式：单缸、冲动式、双压补汽凝汽式·型号：LZN22-5.88/0.4型·台数：1套·额定功率：22MW（设计值22.63 MW）·额定进汽压⼒：5.88MPa(a)·额定进汽温度：480℃·额定进汽量：76t/h·额定补汽压⼒：0.4MPa(a)·额定补汽温度：205℃·额定补汽量：8-10t/h（设计值9.6 t/h）·排汽压⼒：6.93kPa·冷却⽔温（额定/最⾼）：28 /35℃·额定转数：3000 r/min·制造⼚家：南京汽轮电机⼚(3).发电机·型式：全封闭，风冷，同步，室内式。
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作者：张博来源：《科学与财富》2018年第10期摘要：从三菱M701F4燃气轮机启动过程开始分析机组自动控制方式，重点说明控制系统中转速控制（GOVERNOR）、负荷控制（LOAD LIMIT）、温度控制、燃料限制控制（FUEL LIMIT）在机组自动控制过程中的作用。
Abstract： The article analyzed automation control for M701F4 Gas turbine combined cycle unit， the article pay much attention in instruction for Governor Control/load limitcontrol/temperature control/fuel gas limit control in the unit automation start.关键词：燃气轮机启动；负荷控制；转速控制；温度控制；燃料限制控制； SFC。
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SO2、、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（GT CONTROL）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）在识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。
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
三菱M701F燃气轮机燃烧调整分析
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。
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MPS主要由CPU、系统I/O卡、以太网卡、ControlNet网络、适配器 和各种I/O模块构成。
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。
排气温度限制控制系统（EXHAUST GAS 排气温度限制控制燃料基准EXCSO TEMP. LIMIT CONTROL）
叶片通道温度限制控制系统（BLADE PATH 叶片通道温度限制控制燃料基准BPCSO TEMP. LIMIT CONTROL）
燃料限制控制系统(FUEL LIMIT CONTROL)
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。
Diasys Netmation系统通信结构
MHI CRAD通信系统 MHI CRAD( Agent- oriented communication architecture )通信 系统是一种通信协议，通过Internet或者Intranet给Diasys Netmation提供高效通信手段。 用于通过单元网络交换过程数据和使用Browser OPS通过Internet 或者Intranet交换数据。 使用微软DCOM组件技术和标准的TCP/UDP/IP通信协议，任何时候从
任何地点获取需要的数据。
通信负荷低，支持远程监控。
通信协议数据传递过程
任何时候客户端OPS发送数据 请求，MHI卡片写入数据请求 指令，通过网络进行广播。
数据请求指令卡片通过机组 网络、Internet或Intranet 被MPS获取（为了安全，数据 请求指令首先被ACS提取）。
MPS生成一个包含所请求数据 的包，并通过网络以广播方 式相应，显示在客户端OPS的 屏幕上。 传输仅仅是请求的数据，网 络上的负荷可以保持很小。
M701F燃气轮机控制系统
M701F燃气轮机控制系统
• HRSG系统：余热锅炉控制系统，控制包括余热锅炉上的所 有测点，减温水，给水，锅炉疏水等等，控制对象是余热 锅炉炉膛，锅炉侧水一蒸汽系统。
Diasys Netmation控制系统概述
• PCS系统：过程控制系统(PROCESS C0NTR0L SYSTEM)控制包 括汽机旁路，凝汽器，汽机侧疏水，凝结水泵等等，控制 对象包括汽机测除透平主蒸汽外的所有设备。 • TPS系统：透平保护系统(TURBINE PROTECT SYSTEM)包括对 燃机的保护相关信号收集及逻辑分析保护动作条件并判断 是否发出保护动作。
网络都由多个子系统组成。
Diasys Netmation控制系统概述
单元网络
• 本网络分为TCS系统，HRSG系统，PCS系统，TPS系统，TSI 系统和单元GW C系统。
• TCS系统：透平控制系统(TURBINEC0NTR0I SYsTEM)，控制 对象包括IGV，燃烧筒旁路阀BYPASS，燃机防喘电磁阀， 燃料量，汽机透平{蒸汽阀，负荷，转速等等，主要控制 对象是燃机本体设备，汽机透平本体设备及油路系统。
高选门的限制值将自动根据燃机所处的状态更换。
MDO：点火之前 FIRE：点火时，维持燃料流量以取得可靠点燃。 WUP：在加速期间，维持燃料流量，防止火焰熄灭，并足以预热及加速达到额定 速度。 MIN ：加速后快达到额定速度时，维持最低的燃料流量以防止火焰在瞬变操作 期间熄灭。
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。最小选及高选的控制框图如下图所示。
Diasys Netmation控制系统概述
1) 利用最新信息技术的系统
独自开发研制的「MHI卡通信」以互联网通信技术为基 础，具备面向工厂控制系统不可缺少的高可靠性，便于 实现远程监控。 包括由客户的办公室对工厂实施操作监视，利用电话线 路对工厂进行远程监视以及从三菱重工的工厂进行远程 运转支持。 对外部设置了防火墙，以确保安全性。 人机界面装置采用 Windows 基准的微机，逻辑绘图软件 采用Office的计算机辅助设计(CAD)工具VISIO，是便于操 作和维护的系统。
系统ACPFM（Advanced Combustion Pressure Fluctuation Monitor）
控制系统微处理器为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。覆盖燃机从启动到满负荷运行的各 个阶段。 处于控制状态的微处理器发生故障，无扰动地切换至冗余的微处 理器。
硬件采用DellPowerEdge1800服务器，配千兆以太网卡，1G内存；
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)。
Diasys Netmation控制系统概述
历史数据站（ACS）
Diasys Netmation控制系统概述
操作员站（OPS）
用于监控和操作电厂设备的人机借口； 采用基于Windows系统的WSM（Work Space Manager）软件，使得操
作员监控设备运行很容易。
硬件采用DellPowerEdge 1800服务器，配备3块千兆以太网卡，512兆 内存。 具备生产过程画面及实时数据显示、操作窗口显示及实时操作、实
பைடு நூலகம்
时及历史趋势显示、报警显示、报表制作及显示和事故追忆等功能。
Diasys Netmation控制系统概述
工程师站（EMS）
用于控制系统组态和维护整个Diasys NetMation系统 所有数据维护采用ORCA（Object Relation Control Architecture）集成 数据库管理，维护人员不许具备复杂的数据库知识。
Diasys Netmation控制系统概述
7) 灵活的系统构成
不论规模大小，从控制环路少的小规模系统到如工厂控 制的大规模系统，都可广泛灵活对应，而且还便于将来 系统扩展。
Diasys Netmation控制系统概述
• Netmation控制系统从底层到上层分别使用了ControlNet 网络和以太网络作为主要网络； • Netmation控制系统结构分散，主要依赖先进的网络技术 和通信技术实现全场控制系统DCS的统一。 • 系统网络分成两部分，分别是单元网络和公共网络，每种
主控系统的最小选和高选门
燃机主控系统即燃气轮机的连续调节系统，M701F单轴燃气轮机控制系统设置了
几种自动改变燃气轮机燃料消耗的主控制系统和每个系统对应的输出指令——
CSO（Control Signal Output），作为燃料控制系统的基准。
负荷控制系统(LOAD CONTROL) 转速控制系统（GOVERNOR CONTROL） 负荷控制燃料基准LDCSO 转速控制燃料基准GVCSO
Diasys Netmation控制系统概述
5) 出色的操作性能
基于人机工程学技术构筑的操作站，可以防止人为错误 ，并提供便于使用的操作环境。
6) 便于维护
出现故障时，凭借系统自诊断功能可以迅速特别指定发 生异常的原因，以模块为单位便于对系统进行维护。 利用维护工具可以容易地改变逻辑，编制人机界面的画 面和进行系统构筑。
• TSI系统：透平监视系统，监视信号包括缸涨、轴向位移、 振动、键相(上述信号由本特利系统监视)，零转速，单元 机组燃气流量，火焰状态等信号的监视，并转化为Tcs及 TPS能够接受的信号形式转送给TCS系统和TPS系统。
Diasys Netmation控制系统概述
• 单元GWC系统：单元部分各站通过以太网方式通 过单元GWC建立通信，包括HRSG系统，PCS系统 ，单元ECS系统，各上位机操作站电脑和工程师站 电脑，单元部分各PLC从站通过MODBUS协议接入 本站，包括单元系统ECS部分信号，各机组的炉水 处理，实现与DCS之间的通信。
Diasys Netmation控制系统概述
3) 高可靠性
采用冗余化设计的容错设计和严格的质量管理体质，实 现了系统的高可靠性。 凭借和工厂主机设备成为一体的责任体质，对系统进行 综合支持。
4) 高度控制功能
将强大的32位处理器，高速网络以及充实的过程输入输 出模块有机地结合，发挥优越的控制功能。
Diasys Netmation构成
多功能过程站（MPS）:
用于完成自动控制和I/O数据的处理； 存储1小时的短期数据； 采用嵌入式实时操作系统pSos，CPU处理速度最高700MHz，采用 紧凑型133MbpsPCI总线，配备32M一级缓存，256M二级缓存，支
持高速运算；
通过ControlNet控制网络可直接和水处理系统、制氢系统、空压 机等辅助控制系统PLC连接； 通过ControlNet与现场总线相连，支持双冗余配置和光纤通信， 支持远程I/O系统配置。
燃气轮机及燃气-蒸汽联合循环电厂控制与保护
Diasys Netmation控制系统概述
DIASYS Netmation控制系统将因特网、企业内部信息网技术
、大型数据库，包含高性能且价格低廉的微机在内的硬件， 便于使用的人机界面软件等信息通信技术融合在一起； 同时结合设备制造厂家的丰富经验以及控制技术，可靠性高 ，经济性能出色，高度自动化和便于维护，最大限度满足客 户需求。