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390MW燃气蒸汽联合循环机组压气机进口导叶控制系统
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),用来控制进入第一级动叶前的气流方向。当机组启或调整负荷时图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时防止发生的安全裕量比较小。启停时发出启动令且n2745rpm,IGV位于中间开度(,19度),扩大压气机的稳定工作范围,防止喘振的发生。
3.负荷调节时的IGV控制
带负荷运行时,IGV 的开度控制由两部分组成一部分为根据压气机进气温度和GT的进行的负荷前馈控制,前馈控制器的输出为FSRoil×F2(GTMW×F1(压气机进口空气温度))FSRoil-主燃料基准
F1、F2-给定的函数
GTMW-燃机负荷。
GTMW=发电机的出力-根据中压进气压力计算得出的汽机出力。
IGV开度控制的另一部分为根据排气温度进行的闭环反馈控制,闭环反馈控制器的输出为排气温度平均值与排气温度参考值之差经PI控制器后的输出。IGV的偏转角度为之和,如图2带负荷操作时的控制图。前馈控制可以提高控制系统对负荷变化的响应速度,闭环反馈控制可以保证合适的排气温度,防止排气温度过高,二者结合很好的提高了控制的速度和精度。(1)带厂用电运行(不带外部负荷)或Runback时,为了提高响应速度和准确度,强制排气温度反馈控制的控制输出为0,仅有IGV的前馈控制起作用。
(2)带外部负荷运行
升负荷的过程中,前馈控制起主要作用,反馈控制用于监控排气温度,防止超温。定负荷运行中,前馈控制的输出保持不变,主要是反馈控制调节IGV的开度,从而控制排气温度,防止超温。
部分负荷运行时(n98%n0至),IGV保持34度的最小开度(空气流量为70%),这样可以提高排烟温度,使余热锅炉产生的蒸汽量上升,提高部分负荷运行时联合循环的效率。IGV从中间开度到最小开度的切换瞬间完成,切换的时间取决于IGV机械机构的动作时间。
当负荷时,随着燃机负荷的上升,IGV的开度逐渐开大,在燃机负荷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
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。
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