燃?xì)廨啓C(jī)啟動控制策略研究與仿真

韋　煒　　李　磊　　李　珊（中國船舶重工集團(tuán)公司第七O三研究所，黑龍江　哈爾濱　150078）

燃?xì)廨啓C(jī)啟動控制策略研究與仿真

韋煒李磊李珊
（中國船舶重工集團(tuán)公司第七O三研究所，黑龍江哈爾濱150078）

摘要：燃?xì)廨啓C(jī)是電廠非常重要的組成部分，本文主要對電廠燃?xì)廨啓C(jī)的啟動控制策略進(jìn)行仿真研究，較為深入的去了解燃?xì)廨啓C(jī)的系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)以及控制的原理，針對燃?xì)廨啓C(jī)的非線性，對透平轉(zhuǎn)速控制器進(jìn)行改進(jìn)，仿真的結(jié)構(gòu)顯示，改進(jìn)之后的透平轉(zhuǎn)速控制精度會有所提高，實(shí)時性會增強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī)；控制；策略；仿真；分析；研究

燃?xì)廨啓C(jī)具有污染小，熱效率高、啟動快捷的特點(diǎn)，目前已經(jīng)受到了廣大電力企業(yè)的關(guān)注，我國近幾年的發(fā)展使得燃?xì)廨啓C(jī)也有了很大程度上的進(jìn)步，現(xiàn)在能夠有效的利用燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行電力發(fā)電已經(jīng)成為了電力企業(yè)發(fā)展的一個趨勢，并且這一趨勢還有急速增長的態(tài)勢，在我國也出現(xiàn)了一些相對統(tǒng)一的資源形式，在借鑒外來技術(shù)的前提下，不斷的促進(jìn)著我國燃?xì)廨啓C(jī)制造水平的提高，這也為我國逐步實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1　燃?xì)廨啓C(jī)控制策略

燃?xì)廨啓C(jī)的啟動過程是由燃?xì)廨啓C(jī)的啟動程序和主控制系統(tǒng)相互配合完成的，其中燃?xì)廨啓C(jī)啟動控制的是開環(huán)，是按照之前預(yù)定的方式啟動燃?xì)廨啓C(jī)的相關(guān)設(shè)備的，而在主控系統(tǒng)中，燃?xì)廨啓C(jī)還包括升速控制，排氣溫度控制等等，這些子系統(tǒng)都是在最小值的選擇器上的，目的是為了進(jìn)一步的改變?nèi)細(xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行狀況。

1.1燃?xì)廨啓C(jī)啟動控制系統(tǒng)

當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)的程序發(fā)出之前預(yù)定好的方式進(jìn)行啟動的時候，控制系統(tǒng)會發(fā)出相應(yīng)的啟動訊息，目前所采用的控制方法是自組控制計(jì)算的方法，其實(shí)燃?xì)廨啓C(jī)在正常啟動的過程當(dāng)中，不同階段的控制器也是各不相同的，從整體的控制情況來看，燃?xì)廨啓C(jī)的啟動控制是由程序控制、升速控制、轉(zhuǎn)速控制共同作用的情況下完成的。

1.2燃?xì)廨啓C(jī)的程序控制

燃?xì)廨啓C(jī)程序的控制系統(tǒng)主要是開環(huán)控制，其中還包括啟動程序和停機(jī)程序，而上面說到的子計(jì)算方法就是用來實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)的啟停順序控制的，這里啟動程序的控制是為了確保燃?xì)廨啓C(jī)從啟動變頻器SFC帶動燃?xì)廨啓C(jī)升速的一個關(guān)鍵性的過程，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)得到啟動的命令之后，程序控制就會按照之前預(yù)留的方式啟動邏輯信號，在出現(xiàn)邏輯信號之后會通過燃?xì)廨啓C(jī)順序控制程序來進(jìn)行啟動，這樣就能夠在子系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對燃?xì)廨啓C(jī)的順序啟動控制。

1.3升速控制

燃?xì)廨啓C(jī)的升速主要是在調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)的燃料量才做到的，而在燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行工作的時候，我們還要對升速控制器進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，這樣做是為了減少相應(yīng)元器件的沖擊損傷，當(dāng)轉(zhuǎn)子的加速度超過了所運(yùn)行定值的時候，控制系統(tǒng)會根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況而減少燃料的流量，這樣做就能夠有效的限制燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子的加速度。

1.4轉(zhuǎn)速負(fù)荷控制

燃?xì)廨啓C(jī)中的轉(zhuǎn)速負(fù)荷控制是一個變量的控制器，我們能夠選擇在帶負(fù)荷運(yùn)行的時候，負(fù)荷其實(shí)是受燃?xì)廨啓C(jī)速度控制器影響的，有的時候也會受到負(fù)荷控制器的控制。在運(yùn)行模式進(jìn)行切換的時候，會自動的切換到之前所定的轉(zhuǎn)速控制器上，燃?xì)廨啓C(jī)被觸發(fā)的時候，速度負(fù)荷控制器會通過最小值選擇器的輸出調(diào)節(jié)燃料供應(yīng)到控制器上。

1.5燃?xì)廨啓C(jī)啟動過程中的燃料控制分析

目前已知的燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)主要有兩個功能，分別是控制天然氣的質(zhì)量流量和在相應(yīng)條件下切斷天然氣的流量，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)在接到啟動命令之后，天然氣系統(tǒng)中的開關(guān)操作就會被執(zhí)行，而且燃?xì)廨啓C(jī)的啟動也會隨時做準(zhǔn)備，這樣就滿足了燃?xì)廨啓C(jī)啟動的相關(guān)條件。而燃?xì)廨啓C(jī)的速度控制器從升速到接管天然氣的調(diào)節(jié)閥，體現(xiàn)出了燃?xì)廨啓C(jī)極好的能力轉(zhuǎn)化。在速度控制器控制下，燃?xì)廨啓C(jī)的控制仿真系統(tǒng)就會在額定的轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)行，這種情況是符合控制器根據(jù)實(shí)際要求來調(diào)節(jié)天然氣流量形式的。

2　燃?xì)廨啓C(jī)啟動的過程仿真

2.1燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)仿真模型的建立

我們根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)啟動過程以及仿真控制器的計(jì)算方法，在仿真的支撐平臺上建立了相對完整的啟動控制系統(tǒng)模型，將所建立的控制系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行了研究，主要研究的步驟有以下幾步：

（1）啟動前的準(zhǔn)備階段。這一階段是非常重要的，這一階段主要檢查的是電力機(jī)組起動機(jī)的相關(guān)元器件是否滿足要求，比如說潤滑油的壓力是否滿足相關(guān)運(yùn)行的條件，字各個回油的管路觀察地方是否可以看到潤滑油在流動，啟動失敗泄油閥是不是打開的狀態(tài)，機(jī)組在啟動之前有沒有足夠的時間去盤車等等。

（2）啟動盤車和燃?xì)廨啓C(jī)啟動。當(dāng)主機(jī)的轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)的時候，需要啟動裝置相對較大的扭矩才能夠克服轉(zhuǎn)子的慣性，將轉(zhuǎn)子緩慢的轉(zhuǎn)動起來，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動之后，啟動電機(jī)會通過變頻器來拖動轉(zhuǎn)子逐漸增速。

（3）輕吹。這也是機(jī)組啟動之前非常重要的步驟之一，在機(jī)組進(jìn)行轉(zhuǎn)動的時候，我們要利用壓氣機(jī)的出口空氣對機(jī)組進(jìn)行冷吹處理，這樣做的目的是為了吹掉有可能掉在機(jī)組中的燃料氣，避免出現(xiàn)爆燃的情況。所以說每一次燃?xì)廨啓C(jī)在進(jìn)行點(diǎn)火之前都要對其進(jìn)行輕吹處理。

（4）暖機(jī)。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)點(diǎn)完后之后，火焰探測器會實(shí)時的探測燃燒室的火焰，此時的控制系統(tǒng)就會及時的發(fā)出暖機(jī)的信號，讓整個機(jī)組進(jìn)入到暖機(jī)的階段，暖機(jī)的目的很明顯，就是為了防止高溫?fù)p害到受熱的部件，減少元器件的熱應(yīng)力，確保元器件在啟動之后始終是處于暖機(jī)保護(hù)下的，暖機(jī)也是起到了安全啟動機(jī)組的作用。

結(jié)語

燃?xì)廨啓C(jī)作為電廠重要的組成部分，在電廠發(fā)電的時候發(fā)揮著決定性的作用，對燃?xì)廨啓C(jī)啟動控制進(jìn)行研究能夠更好的了解燃?xì)廨啓C(jī)的實(shí)際使用情況。對那些出現(xiàn)問題的燃?xì)廨啓C(jī)要進(jìn)行及時的處理，對啟動控制進(jìn)行分析和研究的目的是為了更好的發(fā)揮燃?xì)廨啓C(jī)的潛能，更好的為電廠工作，現(xiàn)階段對燃?xì)廨啓C(jī)的研究還是處于較為淺顯的階段，希望通過不斷的分析和研究，燃?xì)廨啓C(jī)的啟動控制會有更好的研究成果。

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