燃机控制系统讲义

1 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 2 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。允许 FSKSU-WU (典型值为10.9％FSR／s)赋给FSRSU，以建立暖机FSR 值。FSR 水平的降低是为了减少转子的热应力。在从点火FSR 到暖机FSR 的转变过程中．用了一个一阶滤波器，使得过渡过程变得缓和，该滤波器时间常数为FSKSU—TC(典型值1s)。燃气轮机暖机过程中 FSRSU 值保持不变，转速则在逐渐上升，实际燃料流量 Gf 也随之缓慢增加，使处于冷态的燃气气透平逐渐被加热。一般暖机持续 60s结束，由启动程序给出暖机完成逻辑，即 L2WX=1。 暖机完成后，程序启动加速逻辑L83SUAR...