微型仿真汽轮机ReadMe

独立运行和并网模式下微型燃气轮机的建模与性能分析Modeling and Performance Analysis of Microturbine in Independent Operation and Grid -Connection ModeABSTRACT:The microturbine generation system will be the most widely used distributed generation in the near future. According to the dynamic characteristics of the Microturbine system, a mathematic model which treats the Microturbine and its electric system as a whole is built. Further researches on the basic control of the Microturbine system are presented. The dynamic characteristics of the Micro gas turbine system are emphasized, especially the characteristics of the load disturbance. Simulation results demonstrate the model is coordinate to the real Microturbine system. The general purpose of this project is for further researching thermodynamic engine control of the Microturbine and giving the basic resources to corresponding control of inverter control of generator electric side.KEY WORDS：distributed generation; microturbine; modeling; simulation; PWM摘要：微型燃气轮机发电系统是一种具有广泛应用前景的分布式发电系统。

工作中,通过深入分析系统的物理过程、过程变量及其相互关系、逻辑关系、设备功能,按层次、功能将子系统分解成算法库中包括的基本设备、基本环节算法所描述的模块。

依据物理过程,将这些模块的输入、输出有机地连接起来,这样就把子系统转化成了数学模型,再把各个子系统连接起来就可得到一个完整的、可交互的、可运行的系统模型。

在模型的建立过程中,同时考虑了对各种运行方式、运行工况、故障及事故的模拟,使得模型在连续运行时,可以较准确完善地模拟实际系统的运行,逼真度高。

励磁系统的建模举例:本机组的励磁系统图如图2所示,图3为主励磁机励磁系统的仿真模型,这里只包含其模拟量的仿真模型。

边界条件为发电机转速、开关状态、AVR输出的导通角和感应调压器的变比,最终流程可由算法UIFF算出主励磁机的磁场电压、电流。

3　仿真结果巴基斯坦木札伐戈电厂仿真机的电气系统模型较为详尽地模拟了发电厂电气部分的主要设备,能正确反映电气系统的各种工况的运行和操作,真实地再现发电机的启动,励磁升压,自动调压、调速,自动、手动同期并网,电压调整,无功调整,励磁调节方式的转换,厂用电的快速切换,启动备用变压器有载调压等。

加入故障后,保护、报警动作正常,模拟量变化正确,发电机各种运行方式下,励磁调节正确,误差小,逼真度高,为培训技术值班人员提供了一个理想的操作环境。

(收稿日期:1997-10-08)320MW仿真机汽轮机模型华北电力大学　苏志恒　高建强　李利平摘　要　在对巴基斯坦木札伐戈电站320M W汽轮机仿真建模完成以后,对100%T M CR和80%T M CR 两个稳定工况的主要参数进行了精度分析,并在80%T M CR工况下做了除氧器水位开环扰动试验和100%T M CR工况下高压加热器切除试验。

通过对静态参数的误差和动态趋势分析,认为在ST A R-90环境下,通过合理选取仿真对象,可以得到精确的计算结果和理想的仿真效果。

关键词　汽轮机　仿真　数学模型 巴基斯坦木札伐戈电站4号机组是我国首次出口的320MW机组,其系统复杂,设备繁多。

DEH仿真操作说明一、进入“电调主控”画面二、点击“仿真窗口”按钮，进入仿真操作窗口。

设定仿真燃料量50%，仿真启动压力100%（程序是按照顺序阀方式做的）1、按红“仿真锁”按钮，进入仿真。

2、按红“仿真投入”按钮，“电调主控”画面上“仿真状态”灯亮。

3、按红“仿真挂闸”按钮，汽机仿真挂闸。

“电调主控”画面上“汽轮机已挂闸”、“高压安全油建立”、“1#主汽门电磁阀动作”、“2#主汽门电磁阀动作”灯亮。

“强迫顺序阀方式”灯闪后，“单阀”灯灭，“顺序阀”灯亮。

三、按下“电调主控”画面上“运行”按钮，点击确认，“运行”按钮变红。

1、“1#主汽门电磁阀动作”、“2#主汽门电磁阀动作”灯灭。

2、“冷态”灯亮：汽机运行后系统自动根据调节级上下缸温状态设定升速率（冷态为100r/min，温态为200r/min，热态为300r/min，极热态为500r/min），运行人员随后也可根据实际情况人为设定升速率，取值范围在0~600 r/min/min内。

3、点击“暖机时间设定”按钮，进入暖机时间设定界面，“冷态暖机时间设定”变蓝，根据冷态暖机曲线设定暖机时间：如：500转自动暖机时间12min; 1200转自动暖机时间20min 2550转自动暖机时间10min。

四、“转速控制”界面变蓝，汽轮机进入升速控制。

1、先设定“升速率”：输入100 r/min，点击确认升速率。

2、设定“目标转速”：输入3000 r/min，点击确认，汽轮机给定转速开始以设定的升速率向目标转速靠近，机组开始冲转。

随着给定转速的增加，CV阀位给定增加，油动机开启，机组转速增加。

（注意：CV有输出）3、低速自动暖机：给定转速升至480-499 r/min，“暖机”按钮变红，“低速暖机”灯变红，机组保持500 r/min；暖机时间到或单击“暖机”按钮结束，继续升速。

4、中速暖机：机组给定转速升至1180-1199r/min，“中速暖机”灯变红，进行暖机。

汽轮机模拟仿真大作业指导老师：学生姓名：学号：同组成员：所属院系：专业：班级：日期：ETS速断保护装置ETS是保证汽轮发电机组正常运行的必不可少的安全保护装置。

在汽轮机运行中，当存在某种可能导致机组受损害的危险情况时，ETS 装置可使汽轮机自动紧急遮断，保护机组的安全汽机超速停机超速的危害很大，严重损坏发电机组的安全运行，引起震动，汽轮机组断油烧瓦，发电机出口电压升高，水击通流部分结构，转子与轴瓦之间的油膜破坏，轴向推力上升，甚至使整个轴系断裂成数段，飞出的转子将汽缸损毁，使汽机本体及轴系报废。

汽轮机超速的保护措施在停机时，采用先打危急保安器关闭主汽门和调速汽门，确保发电机有功，功率为零，电流倒送后，再解列发电机，这样就可避免发电机解列时间拖延太长，因这时机组无法运行时间过长，在鼓风作用下会使排汽温度升高,低差胀增大，危害低压缸安全。

轴向位移保护装置的作用转子与定子的间隙很小，当转子推力过大时，致使推力轴承钨金融化，转子将产生不允许的轴向位移，造成动静摩擦，导致设备严重损坏事故，因此汽轮机都有轴向位移保护装置，其作用是当轴向位移达到一定数值时，发出警报，当轴向位移达到危险值时，保护装置动作。

切断停机，紧急停机。

轴振超向停机轴振是转子相对与轴承的径向振动，通常测量X和Y向，保护动作取此信号瓦振是轴承相对于自由空间的绝对振动。

一般不设保护，但监视到振动超限必须手动停机。

真空超限停机就是紧急故障停机需破坏真空，而一般故障停机则无需破坏真空。

手动停机由工作人员进行的手动停机。

EH油压停机EH油压低是停机的一个条件。

原因是现在机组主汽门及调门都是利用油动机将其打开，而关闭时是利用主汽门上弹簧的力，而油动机的油压就是来自EH油压，当EH油压低于设计值时调门开动时受到限制，甚至低到一定程度时会小于弹簧的力而使其逐渐关闭，因此，现在都将EH油压作为ETS跳机的一个必备条件。

润滑油超限停机油箱油位和油压同时下降时，应检查油系统管路和冷油器是否漏油，如发现漏油应及时消除并根据油箱油位补油；油箱油位下降，油压不变时，应及时补油保持油位，并检查油箱放油门、放水门及冷油器放油门、取样门是否误开，油净化装置是否跑油，发电机是否进油，认真查找漏油部位并采取措施消除，若运行中无法消除，危及机组安全时，应停机处理，当油位降至-250mm补油无效时，应破坏真空紧急停机；油箱油位不变，油压下降时，应检查油箱内和油管路是否漏油，油系统滤网是否堵塞，油泵及射油器工作是否正常，如发现上述不正常情况，应设法消除，若油压下降至0.07Mpa时，应联动交流润滑油泵，未联动时，立即手动抢合，抢合后若油压继续下降，应立即打闸破坏真空紧急停机，停机过程中油压下降至0.06Mpa时，启动直流事故油泵并查明原因。

微型燃气轮机直驱发电系统的控制与仿真朱劼成;王西田;刘时雨;翁一武【摘要】以微型燃气轮机发电系统为核心的冷、热、电联供系统是我国电力科学重点关注技术之一,研制出一套能适用于系统启动加速和发电运行的综合控制方案具有重要意义.本文提出了基于双向背靠背变流器的高速微型燃气轮机直驱发电系统结构,并研究了相应变流器的控制策略,电机侧变流器采用磁场定向的矢量控制,电网侧变流器采用基于直流母线电压的解耦控制.在Matlab/Simulink平台下搭建了微型燃气轮机发电系统仿真模型,仿真结果验证了控制策略的可行性.【期刊名称】《大电机技术》【年(卷),期】2018(000)006【总页数】5页(P42-46)【关键词】微型燃气轮机发电系统;永磁同步电机;双向背靠背变流器;控制;仿真【作者】朱劼成;王西田;刘时雨;翁一武【作者单位】上海交通大学,上海200240;上海交通大学,上海200240;上海交通大学,上海200240;上海交通大学,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TM611.24微型燃气轮机发电系统是一种具有广泛应用和发展前景的分布式电源，以微型燃气轮机发电系统为核心的冷、热、电联供系统是我国“十三五”电力科技二十项重点关注技术之一[1]。

微型燃气轮机发电机组可以分为两种组成结构：单轴结构和双轴结构。

目前先进的微型燃气轮机发电机组主要采用单轴直驱连接，经电能变换单元后输出的结构。

此种结构避免了高成本、大体积的齿轮变速箱，可以最大化微型燃气轮机高效、轻便的优点，电机额定转速可以达到30000r/min以上。

高转速对电机调速和启动控制提出了高要求，研究出一套既能完成微型燃气轮机启动过程又能保证稳定发电运行的控制策略是该系统的关键技术。

电力电子技术近些年来处于飞速发展状态。

频率逐渐升高、容量逐渐增大的电力半导体器件也无疑推动了微型燃气轮机直驱发电系统的进一步发展。

很多高校和科研院所都对该系统的建模仿真和控制方案进行了一定的研究。

ZT2000-2汽轮机仿真校验仪说明杭州浙大威尔科技有限公司目录一、简述 (1)二、工作原理 (2)三、主要技术指标 (3)四、仪表面板 (4)五、参数修改状态 (8)ZT2000－2汽轮机仿真校验仪使用说明书一、简述ZT2000-2汽轮机仿真校验仪是采用单片机控制的智能化仪表。

它可同时输出转速信号和0～21mA.DC信号、还可显示一路4～20mA.DC输入信号，对应显示值和偏移量均可自由设置。

本仪表还具有三路触点输入指示和三路触点输出手操按键及指示。

此外，本仪表还提供一个24V.DC稳压电源，非常适宜汽轮机电调系统（各种类型电子调节器和电液转换器）在实际运行之前或停机维修时作仿真调试用。

本仪表的触点输入、输出、转速信号输出均采用专用时基电路，模拟量输入、输出采用独立的A/D、D／A芯片转换，所有输入、输出量与CPU电路之间均采用光电隔离，增强抗干扰能力，使之可靠性、稳定性和安全性得以大大提高。

本仪表采用SMT表面贴装元器件及相应的生产工艺，整机设计合理功能多、性能可靠、体积小巧，整机装于密码箱中，便于携带和保管，盘面显示器、指示灯、按键功能明确，与外部信号连接的输入、输出接线简单，给使用操作带来了极大的方便。

二、工作原理4～20mA.DC偏差信号输入经放大、A／D转换、光电隔离后送CPU，再经标度变换和偏移量计算送显示器显示。

触点输入仅作为指示开关状态用。

调试信号输出由专用电路产生和调整，再通过光电隔离、D/A转换成0～21mA.DC输出。

触点输出仅通过按键进行开关状态控制并指示。

转速信号由专用CTC电路产生和调整，再经光电隔离和驱动器输出。

本仪表的数据存贮采用EEPROM，断电后数据永久保存。

另外，CPU电路备有看门狗电路，确保仪表在各种条件下稳定可靠地工作。

为防止干扰、提高仪表工作的稳定性和可靠性，本仪表采用全隔离措施，所有输入、输出电路与CPU电路之间完全隔离，这就避免了不同电位引起的各种干扰。

小型汽油喷射发电机组的建模与仿真第一章绪论⏹研究的背景和研究意义● 1.1我国小型汽油机行业发展现状随着全球金融危机对实体经济影响加深，全球经济在经历连续4年5%左右的高速增长之后2008年急速掉头下滑。

针对目前世界范围内经济严峻形式和我国经济运行面临新的不确定性因素，如何根据急剧变化的外部经济环境调整企业发展规划和经营方针，成为摆在我国汽油发电机企业面前亟待解决的问题。

近几年，随着国外通用小型汽油机生产企业、国内大型摩托车生产企业、新兴民营企业的介入，通用小型汽油机的行业呈现出飞速发展的势头，并且产品主要以各种形式销往国外。

但同时，中国小型汽油机企业也正面临许多困难，欧美发达地区针对通用小型汽油机制定的日益严格的排放法规便是其中之一。

90年代中期，美国和欧盟研究结果表明：随着道路车辆排放控制的成效日益显著，原本居于次要位置且较少受到关注的非道路污染源已经变为主要污染源，特别是遍布各个角落但数量巨大（美国年消耗两千万台以上）的通用小型汽油机。

美国EPA的统计数据表明，2000年道路车辆与非道路动力机械总排放量中：约23%的CO排放、20%的HC排放来自通用小型汽油机。

据资料显示，结合目前国内通用小型汽油机的结构现状和美国EPA排放法规的相应要求，二冲程发动机解决排放问题的需求最迫切，用于非手持设备的排放裂化情况，探寻降低发动机排放劣化的途径和方法● 1.2仿真技术的应用意义随着信息技术的迅速发展，仿真技术正在发生根本性的变化。

它不仅是认识辅助、设计检验、产品性能研究的工具，而且还将更多的参与实际系统的控制和在线分析。

成为决策的“参谋”，技能学习的“工具”，系统运行的“保护神”，正在融入产品，成为产品。

在开发产品及产品正式投放市场之前，先使用仿真技术进行模拟仿真试验，不仅能排除实物试验中的外界干扰而产生的数据偏差，使试验数据更为精确。

另外，在试验中发现的产品设计上的不合理之处，还能及时进行修改，避免了产品上市后再由市场反馈产品缺陷的尴尬，确保成品质量达到完美。

MW火电机组汽轮机系统建模与仿真随着能源需求的不断增长，火电机组在能源领域中扮演着越来越重要的角色。

其中，MW火电机组汽轮机系统是火电机组的核心部分，其运行性能直接影响到整个火电机组的效率和经济性。

因此，对MW火电机组汽轮机系统进行建模与仿真研究，对于提高火电机组的运行性能和降低能耗具有重要意义。

本文将围绕MW火电机组汽轮机系统建模与仿真这一主题，介绍其研究现状、建模方法、仿真结果以及未来研究方向。

近年来，国内外学者针对MW火电机组汽轮机系统的建模与仿真进行了大量研究。

这些研究主要集中在系统动力学、热力学和流体动力学等领域。

其中，有的学者基于热力学第一定律和第二定律，建立了火电机组汽轮机系统的动态模型，并对其仿真效果进行了分析；有的学者则从流体力学角度出发，建立了火电机组汽轮机系统的流体动力学模型，并对其流动特性进行了研究。

还有一些学者尝试将多种模型相结合，建立更为精确的火电机组汽轮机系统模型。

虽然这些研究取得了一定的成果，但仍存在一些问题和不足之处，如模型精度不够高、仿真软件选择不当等。

针对上述问题和不足，本文将介绍一种新的MW火电机组汽轮机系统建模方法。

该方法主要包括以下几个步骤：选用合适的仿真软件：本文选用MATLAB/Simulink作为仿真软件，该软件具有强大的数学计算和图形化界面功能，适用于各种系统建模与仿真。

设计模型：根据MW火电机组汽轮机系统的实际运行情况，建立包括主蒸汽系统、凝结水系统、给水系统、冷却水系统等在内的仿真模型。

确定模型参数：根据实际数据和经验，确定模型中的各种参数，如管道阻力、设备效率、蒸汽流量等。

建立控制逻辑：根据实际生产需求，建立相应的控制逻辑，如自动调节、连锁保护等。

采用上述建模方法，本文对MW火电机组汽轮机系统进行了仿真研究，并对其结果进行了分析。

以下是主要仿真结果：模型性能评估：通过将仿真结果与实际数据对比，发现该模型能够准确地反映MW火电机组汽轮机系统的实际运行情况，具有较高的精度和实用性。

350MW超临界机组汽机培训教材嘉峪关宏晟电热铝电350MW超临界机组仿真机培训教材350MW超临界机组培训教材汽机分册嘉峪关宏晟电热有限责任公司铝电作业区2014年06月目录第一章仿真机操作说明 (3)1仿真软件操作说明 (3)2各计算机开机顺序 (5)3仿真系统使用说明 (5)第二章仿真系统机组的启动 (8)1启动前辅助系统的投运 (14)2锅炉点火 (14)3锅炉升温、升压 (15)4冲转、并网期间锅炉的操作 (16)5机组升负荷 (19)第三章仿真系统机组的事故处理 (22)1汽轮机相关事故处理 (22)前言宏晟电热公司铝电350MW 超临界空冷燃煤机组，锅炉由东方锅炉厂生产，汽轮机东方汽轮机厂制造，发电机由哈尔滨电机厂制造，控制系统为艾默生公司研发的OVATION集散控制系统。

为了进一步规范技术培训，适应宏晟电热公司对员工专业技术的高标准要求，在公司领导的大力支持下， 350MW机组生产准备部组织专业技术人员编写了机、炉、电、专业仿真机培训教材。

教材内容涵盖了350MW 超临界空冷机组的启停操作、事故处理，也融入了编者结合宏晟电热公司机组运行的现场实践经验，具有很强的指导性和实用性。

在宏晟电热公司超临界机组建成投产初期，编写此系列丛书，供各级生产人员参考，以期在公司的安全经济运行和培训管理工作中发挥积极作用。

本系列丛书包括《汽机分册》、《锅炉分册》、《电气分册》、。

仿真机培训教材重点介绍了运行人员必须掌握的启停机基础理论知识；各大辅机设备的启停的操作注意事项以及各项试验相关内容，运行操作及事故处理等。

本套仿真机教材的使用范围：宏晟电热铝电作业区公司各级运行人员，生产管理人员及专业技术人员。

本培训教材编写过程中主要实际设备启停，设备说明书及相关的专业资料为依据，同时参考相关行业电厂的相关资料。

由于编者水平和手头资料有限，加之编写时间仓促，书中难免存在缺点和纰漏，恳请读者批评指正并提出报告意见。

“华龙一号”机组汽轮机系统仿真建模及逻辑验证何靖芸,李程,华志刚,单福昌(中核武汉核电运行技术股份有限公司,湖北武汉430223)摘要:本文对 华龙一号 机组汽轮机控制系统进行仿真建模后,通过接入R I N S I M仿真平台中的工艺系统模型,建立完整的汽轮机仿真系统,并利用该系统对汽轮机控制逻辑进行了验证㊂ 华龙一号 机组汽轮机仿真系统包括工艺系统模型(L e v e l0)㊁控制系统模型(L e v e l1)㊁人机界面(L e v e l2)以及连接各模型的接口程序㊂通过由单系统到多系统,由小顺控到大顺控的各方面测试,完成对汽轮机系统控制逻辑的验证㊂关键词: 华龙一号 ;汽轮机;D E H;D C S仿真;一层控制逻辑验证中图分类号:TM623文献标志码:A 文章编号:1674-1617(2021)01-0006-05S i m u l a t i o n M o d e l i n g a n d L o g i c V e r i f i c a t i o n f o r S t e a m T u r b i n eS y s t e m o f H P R1000H E J i n g-y u n,L I C h e n g,HU A Z h i-g a n g,S H A N F u-c h a n g(C h i n a N u c l e a r P o w e r O p e r a t i o n T e c h n o l o g y C o r p o r a t i o n,L t d.,W u h a n,H u b e i P r o v.430223,C h i n a)A b s t r a c t:A f t e r m o d e l i n g o f t h e s t e a m t u r b i n e c o n t r o l s y s t e m o f H P R1000,a c o m p l e t e s t e a m t u r b i n e s i m u l a-t i o n s y s t e m i s e s t a b l i s h e d b y c o n n e c t i n g i t t o t h e p r o c e s s s y s t e m m o d e l e d i n t h e R I M S I M s i m u l a t i o n p l a t-f o r m.T h i s c o m p l e t e s t e a m t u r b i n e s i m u l a t i o n s y s t e m i s u s e d t o v e r i f y t h e c o n t r o l l o g i c.T h e s t e a m t u r b i n e s i m u-l a t i o n s y s t e m o f H P R1000i n c l u d e s a p r o c e s s s y s t e m m o d e l(L e v e l0),a c o n t r o l s y s t e m m o d e l(L e v e l1),a m a n-m a c h i n e i n t e r f a c e(L e v e l2)a n d a n i n t e r f a c e p r o g r a m t o c o n n e c t e a c h m o d e l.T h e v e r i f i c a t i o n o f t h e c o n-t r o l l o g i c o f t h e s t e a m t u r b i n e s y s t e m i s c o m p l e t e d t h r o u g h v a r i o u s t e s t s f r o m s i n g l e s y s t e m t o m u l t i p l e s y s-t e m s,a n d f r o m s i m p l e s e q u e n c e c o n t r o l t o c o m p l e x s e q u e n c e c o n t r o l.K e y w o r d s:H P R1000;s t e a m t u r b i n e;D E H;d i s t r i b u t e d c o n t r o l s y s t e m m o d e l i n g;l o g i c v e r i f i c a t i o nC L C n u m b e r:TM623A r t i c l e c h a r a c t e r:A A r t i c l e I D:1674-1617(2021)01-0006-05核电厂使用的汽轮机控制系统在验收时需要进行逻辑测试,但由于没有实际信号接入,大部分信号只能依靠工程师站强制赋值,其余少部分包括汽轮机转速等相关信号也是由仪表进行较为简单的模拟,这种测试能涉及的控制部分内容较少,且过多的强制量也降低了测试的可信度㊂鉴于此,通过模拟仿真的方式研究开发了一套 华龙一号 机组的汽轮机仿真系统,它包括了工艺系统模型㊁汽轮机控制逻辑模型㊁人机界面和I O通信接口㊂工艺系统模型与汽轮机控制逻辑构成控制闭环,通过将工艺系统模型接入汽轮机控制逻辑,构建的汽轮机仿真系统既能够满足仪控方面对汽轮机控制逻辑测试验证的需求,也可以被用于操作人员培训及故障再现分析等工作㊂1全模拟仿真系统建模1.1系统总体架构设计开发汽轮机模拟仿真系统的软件均为国内自主研发的软件,这些软件多次成功应用于核电厂全范围模拟机及其他仿真项目,软件稳定可靠,能满足仿真建模的需求㊂全模拟的汽轮机仿真系统结构图,如图1所示,其中汽轮机控制逻辑仿真模型与人机界面基于同一平台开发,二者共用数据库;系统工艺仿真模型采用S i m E S设计开发,其支撑软件使用S i m B a s e,是整个工艺系统的底层环境;教练员站所使用的软件为S i m I S,它具有复位I C㊁运行㊁暂停㊁回溯㊁插入故障等功能㊂工艺模型与收稿日期:2020-09-11作者简介:何靖芸(1993 ),女,湖北宜昌人,工程师,硕士,从事仿真D C S系统设计与开发工作(E-m a i l:h e j y01@c n n p.c o m.c n)㊂HPR1000汽机逻辑及二层界面通过接口通讯程序进行交互通讯,组成闭环的仿真汽轮机控制系统㊂图1 汽轮机仿真系统结构图F i g .1 S t r u c t u r e o f t h e s t e a m t u r b i n e s i m u l a t i o n s ys t e m 1.2 工艺模型系统设计工艺模型开发是在r i n s i m 2.0仿真平台上,以汽轮机相关系统为对象,通过E S D 工程师站建立仿真模型㊂1)首先在E S D 中建立汽机相关仿真系统目录树,根据项目统一仿真系统命名方式,在E S D 资源库目录下建立起相关仿真系统目录树㊂2)在各个仿真系统中增加流程图,主要是根据核电厂系统设计资料流程图进行流网节点图的划分和建立,并对流程图中每个部件㊁节点㊁管道输入其提供的设计参数㊂3)建模完成后,通过编译㊁链接㊁导入I C 和调试,并与其他仿真系统进行联合调试,最终生成一套完整的汽轮机仿真系统㊂4)建立对点表,把汽轮机模型与控制系统连接起来,用以实现两部分的实时通讯,以满足各个工况的响应㊂1.3 控制系统设计对汽轮机一层控制逻辑进行仿真建模的具体仿真方法如下:在某软件中建立 华龙一号 机组仿真项目㊂在仿真项目下根据汽轮机厂控制系统划分仿真系统,具体包括保护系统㊁闭环控制系统㊁汽轮机辅助控制系统㊁M S R 控制系统及发电机控制系统,其中保护系统分为故障安全和非故障安全两部分,共6个站㊂在各个仿真控制站中,根据汽轮机厂提供的控制逻辑图㊁接线点表等文件,通过从算法库中拖曳部件至仿真图并进行相应部件接线,以及设置相关部件参数的方式,完成汽轮机控制逻辑的仿真建模㊂建模完成后,通过编译㊁生成各个控制站的任务,使整个项目能启动运行㊂该仿真系统控制逻辑运行效果如图2所示㊂图2 汽轮机仿真系统控制逻辑运行效果图F i g .2 T h e o p e r a t i o n e f f e c t o f l o g i c c o n t r o l o f t h e s t r e a m t u r b i n e s i m u l a t i o n s ys t e m1.4 仿真人机界面设计仿真人机界面(L e v e l 2)是以汽轮机厂实际二层画面为仿真对象进行建模完成的㊂首先,需要对获取的实际二层画面中各个元素进行分类,包括阀门㊁泵㊁调阀㊁按钮等不同的设备,页面中的模拟量㊁报警㊁曲线等显示元素,以及菜单栏的报警列表㊁前进后退等功能性元素,并将这些元素分别制作为部件模板㊂每张二层画面图对应不同的图形文件,建模时针对画面中不同状态的显示变化和部分设备点击时弹出的控制页面为各个元素配置动态属性参数或操作事件参数㊂人机界面仿真运行软件通过调用二层组态图并实时从数据库获取数据,能形象且实时的对二层界面进行模拟㊂仿真系统的二层人机界面运行效果如图3所示㊂图3 汽轮机仿真系统人机界面运行效果图F i g .3 T h e o p e r a t i o n e f f e c t o f HM I o f t h e s t r e a m t u r b i n e s i m u l a t i o n s ys t e m 1.5 系统间接口将各个系统进行集成,各系统之间接口如图4所示㊂其中由于汽轮机二层人机界面与一层控制逻辑均使用同一平台开发,二者共用一个数据库,因此不另设接口㊂汽轮机一层控制系统与工艺系统的接口主要包含工艺系统上行至D E H 的传感器信号和设备反馈信号,汽轮机一层控制系统的下行命令信号以及教控台发出的操作指令信号㊂系统间接口通过通讯程序来实现,使用T C P /I P 协议,由于工艺系统与汽轮机控制系统中数据结构的不同,在通讯中对数据类型进行了转换㊂2 汽轮机控制系统验证在汽轮机系统出厂前,为确保软件方面控制功能的可行性,需进行逻辑测试㊂但是由于大量图4 汽轮机各仿真系统间接口F i g.4 S i m u l a t i o n o f t h e s t e a m t u r b i n e i n t e r f a c e 信号缺乏来源,依靠强制及简单机器给值,造成测试范围不够全面,在现场仍需花费大量时间调试的情况㊂本文使用汽轮机仿真系统对汽机控制系统的逻辑功能进行验证,可以提前完成大量现场调试工作,减轻现场负担㊂下面将介绍控制系统的主要任务与逻辑验证的过程与结果㊂2.1 系统介绍汽轮机组控制系统由汽机控制系统,保护系统,监视系统,诊断系统及供油系统组成㊂其主HPR1000要控制任务大致分为闭环控制,开环控制,监视与保护汽机,具体内容如下:1)开环控制:供油控制,疏水控制,抽气控制,盘车控制,M S R疏水系统,再热器疏水系统;2)闭环控制:转速㊁负荷控制,阀门自动实验,甩负荷控制,M S R暖机控制,轴封蒸汽控制;3)监视:热应力,振动位移,转速负荷,温度的监视;4)保护:超速保护,电子保护以及汽机遮断系统㊂汽轮机需要在安全,合适的时间启动,以满足核电厂可能的最短启动时间与高可用性的经济要求㊂汽轮机控制系统的任务就是使汽轮机和所有需要启动的辅助系统安全㊁可靠地完成停机状态与发电运行状态的转换,即汽轮机的启动与停止㊂整体汽轮机控制涉及13个系统,300多台设备,由于需要监视的测点过多㊁启停步骤复杂,为了提高机组的启停机速率㊁规避人因失误风险, 华龙一号 机组的汽轮机控制系统引入了顺控逻辑㊂在满足一步的状态后自动触发下一步相应动作指令,检测是否获得合适的反馈并判定何时进行下一步操作,其中仅需要操作员进行部分确认操作,大大简化了操作的步骤流程㊂顺控逻辑包含汽轮机启动停止,阀门实验,油泵实验,M S R疏水系统启停等十多个自动控制逻辑㊂2.2逻辑验证控制系统的逻辑验证是从单系统到多系统,从阀门㊁按钮的可操作性到整体系统功能,从小规模顺控到汽轮机启停的大顺控依次进行的,其流程如图5所示㊂首先利用开发的通讯程序将仿真工艺系统的模型信号接入控制系统,其中包含部分汽机外系统的参数㊂在进行单系统测试时会将待测系统以外的工艺系统冻结,仅测试单系统中设备及控制逻辑;测试完成后进行多系统测试,验证中系统功能的测试根据汽轮机相关测试需求完成㊂由于顺控需要整体系统有比较完备的状态,所以在系统控制部分测试完成后,会使用汽机甩负荷等特殊工况验证当前的汽轮机仿真模型状态与真实汽轮机系统相符合程度,确认模型能满足核电厂调试与逻辑验证的需求,最后再进行顺控测试㊂在后续的顺控测试中,以汽轮机厂提供的相关顺控资料为依据进行测试㊂图5控制系统逻辑验证流程F i g.5 L o g i c v e r i f i c a t i o n p r o c e s s o f c o n t r o l s y s t e m在多系统的功能测试中,以操作员测试规程为依据,分系统进行㊂对系统中进行操作后未获得应有反应㊁反应时间异常㊁出现报警过多或报警出现未有对应反应等异常情况,从二层界面向下查找对应逻辑,在具体定位问题后进行调整㊂下面以汽轮机启动的大顺控为例,介绍对顺控逻辑的验证过程㊂该逻辑首先进行各个阀门状态㊁氢冷㊁油泵㊁汽轮机辅助系统等各系统检查,检查无误后由操作员确认蒸汽品质,汽机开始从盘车状态进行冲转,至390r/m i n时需经操作员进行机组摩擦检查,随后继续冲转到额定转速1515r/m i n,此后经过并网操作,汽轮机带上50MW初负荷,启动顺控结束㊂验证中关注汽轮机能否利用顺控一键启机,中途是否有文件中未列出但需操作员操作的步骤,逻辑的搭建与衔接能否完成所需功能等㊂2.3验证结果在前期的功能性测试中发现了以下几类问题:1)逻辑取反错误㊂因为汽轮机厂的逻辑测试中大部分信号由对应页面中工程师站强制赋值得到,存在一些开关输入量因页面跳转中多次取反,最终获得错误状态的问题㊂2)阀门或泵设备的反馈与行程时间问题㊂由于没有实际或模拟设备的接入,汽轮机厂为测试方便直接将控制模块的开关命令接入设备的反馈,导致设备行程时间的缺失,状态改变时出现开关反馈同时存在的报警㊂3)逻辑连线错误㊂部分控制逻辑连线缺失或与页面说明不符合,致使无法出现预期响应㊂4)参数有误㊂控制图中给定参数与定制手册中不符合或参数设置不合理,如逻辑图中限值与设备资料不匹配的情况㊂图6汽轮机甩负荷工况F i g.6 L o a d r e j e c t i o n c o n d i t i o n o f t h e s t e a m t u r b i n e功能性测试完成后,进行典型工况测试㊂图6是汽轮机甩负荷至厂用电的工况,该工况显示控制系统对功率与转速的控制与设计数据相符合,说明该汽轮机仿真系统,能满足核电厂调试与逻辑验证的需求,有比较好的状态,可以进行后续顺控逻辑的验证㊂在顺控功能的测试中主要发现了以下几类问题:1)缺乏小型顺控资料㊂在汽轮机厂给出的资料中,缺乏一些小规模顺控的具体说明,当这部分顺控出现问题时操作员无法进行合适的响应㊂2)部分需要操作员手动进行的操作未写入资料㊂对比资料与逻辑图发现一些逻辑图中显示需要手动进行的操作未写入资料中,致使顺控无法进行㊂3)逻辑错误㊂在查找顺控中出现的异常问题中,发现部分过程逻辑前后存在矛盾,或连接有误,或错用了 与 和 或 等部件,造成顺控结束后未达到需求效果或顺控卡在后续对结果的检查步骤㊂利用汽轮机仿真模拟系统,对验证过程中发现的问题进行了及时的反馈与修正,完成了整体汽轮机功能与顺控功能的调试,这说明了该系统具备对汽轮机逻辑功能验证的能力,体现了验证工作的必要性㊂3总结本文采用全模拟方式建立了 华龙一号 机组汽轮机的仿真系统并利用该系统对汽轮机厂的控制逻辑进行了验证,汽轮机控制模型依据汽机设计资料建模,在仿真系统中完成了所有分系统功能与顺控的调试,调试后的系统已经可以完成全部顺控功能㊂通过逻辑验证,将发现的问题反馈给汽轮机厂,使其可以提前进行控制逻辑的调整与修改,减轻现场调试的负担㊂本文对整体仿真系统的设计开发方法与验证流程做了简要阐述,该方法可以在实际设备未到位时提前对控制逻辑进行验证,大大减少了现场调试的时间及困难,尤其适合有复杂控制逻辑的系统㊂不仅如此,该仿真系统还可以用于人员运行㊁维护的培训,以及工程分析及验证等方面,有推广应用的价值㊂参考文献:[1]鲁星言,张才科,尹继超,等.多种D C S仿真模式在核电K S N仿真系统的应用研究[J].仪器仪表用户, 2016,23(05):68-70.[2]刘鹏飞,林萌,侯东,等.核电厂D C S系统功能验证工程模拟机研究[J].核动力工程,2009,30(S1): 48-51+64.(责任编辑:高树超)。

300MW仿真机汽机操作步骤第一部分：锅炉点火前准备工作一、汽机辅助系统的就地准备工作：就地阀门的操作：首先在就地操作站上把系统相应的就地阀门开启，注意熟悉系统，开启相应的阀门。

阀门开启后如下图，其他的阀门在DCS 上操作。

1、汽机就地主菜单：2、主、再热蒸汽及旁路系统：注意在汽机冲转启动后把疏水的手动门关闭1鼠标点中每个就地阀门都会弹出下图操作窗口，按“打开”开启阀门，阀门颜色全关为绿色，全开为红色，中间状态为白色。

3、再热蒸气旁路系统4、抽汽系统5、给水减温水系统6、凝结水系统：注意在设备投运后要把开启的启动放水阀关闭。

7、轴封系统7、本体疏水系统8、高加疏水及放气系统：注意高加的启动放气阀和放水阀在高加投入后关闭。

59、低加疏水及放气系统10、真空系统11、循环水系统12、高低压旁路液压控制系统：本系统的油泵在就地启动，把开关打到投入然后启动即可。

13、给水泵密封水系统：注意在本系统中密封水的调节阀是基地调节，在就地站上操作，弹出操作面板按和来开大和关小阀门。

保证给水泵密封水的压力。

14、EH 油系统16、顶轴油系统17、A 小机润滑油及调节保安系统18、发电机密封油系统19、发电机内冷水系统20、辅助蒸汽系统21、冷却水系统：注意本系统的基地调节阀门的调节。

22、润滑油顶轴油盘车就地操作柜：注意在下图中的设备都有就地操作按钮，可以在就地上合闸，转换开关在弹出面板中由“软操”切换到“就地”就可以合闸了。

但启动操作时最好在DCS上开启和停止这些设备，即所有的设备转换开关都达到“软操”位，在DCS上控制设备的启停。

在就地操作站上把就地阀门开启完毕后，开始在DCS上操作各系统的电动阀门、调节阀门和各种水泵、油泵等。

所有的设备能在DCS上操作的必须在DCS上操作。

下图是DCS 上CRT 主菜单，操作步骤中调用的图用图号说明。

2101：锅炉主汽水系统2524：风烟系统2102：过热蒸汽系统2103：再热蒸汽系统2104：锅炉疏水系统2105：锅炉疏水和排污系统2106：锅炉燃油系统2107：磨煤机A2108：磨煤机B2109：磨煤机C2110：磨煤机D2111：磨煤机E2112：引风机启停系统2113：一次风机2114：送风机启停系统2701：空预器启停系统2116：汽包金属温度2523：汽机进水检测保护2123：抽汽系统2522：小汽机（汽动给水泵汽机）疏水2124：小汽机蒸汽系统2125：辅助蒸汽系统2126：汽机轴封蒸汽系统2127：循环水系统2128：凝汽器集水系统2129：凝汽器抽真空系统2130：凝结水和凝补水系统2131：除氧器2132：锅炉给水泵系统2133：高压加热器系统2134：低压加热器系统2135：汽机旁路系统2136：发电机转子氢气冷却系统2137：发电机定子冷却水系统2138：汽机轴承温度2156：凝结水喷水减温和管道疏水2140：汽机润滑油系统2141：EH 油系统2147：空预器疏水2723：锅炉5％旁路疏水开关系统2725：循环水泵系统2157：辅机油泵（汽水系统的辅机）2158：辅机油泵（空气和烟气系统的辅机）2159：引风机冷却风机2200：发电机密封油系统2201：送风机A&B 电机油系统2202：引风机A&B 电机油系统2203：一次风风机A&B 电机油系统2700：炉膛和烟气通道2724：旁路控制系统2525：锅炉下降管疏水3600：吹灰通道13601：吹灰通道22161：机组主要参数2730：机炉电相关参数（锅炉6KV 电机马达线圈温度）2731：电泵和汽泵参数2732：磨煤机参数2139：机炉电相关参数1100：汽机DEH 主菜单3300：CCS 负荷控制启动循环水系统：打开2127 图，开启凝汽器进出口阀门，注意先开出口阀门再开进口阀门，保证水路畅通。

生物质气为燃料微型燃气轮机运行的仿真模拟分析摘要：将某公司的微型燃机作为研究对象，使用仿真模拟方法对将生物质气作为燃料研究燃料微型燃气轮机运行的可行性。

通过仿真模拟表示，此燃机不能够燃烧低热值棉柴气和稻草气，所以也就无法同时有效满足透平入口温度、压气机喘振裕度的需求。

燃用高热值沼气和木片气的时候，微型燃机能够安全地运行。

基于此，对微型燃机无法燃烧低热值燃料的问题提出了压气机改进的方案，此方案能够有效提高低热值燃料燃用时压气机透平入口及喘振裕度，使微型燃气轮机能够安全、有效地运行。

引言生物质气技术就是将木片、秸秆等一系列的生物质化成为可燃生物质的合成器，其属于较为现代的生物质能利用技术。

高温燃料电机属于能够直接使染料化学能转变成为电能的装置，因为高温燃料电机的排气温度比较高，从而使其能够与同燃气轮机组合成为混合的动力系统，以此有效提高了系统的整体发电效率。

因为熔融碳酸盐燃料电池工作温度及生物质气、重塑温度相互接近，以此使其成为了能够与生物质气化为一体的发电系统动力系统。

相关研究表明，小规模的生物质气燃料燃气轮机系统能够在林场、农场等生物质能较为丰富的地区使用，从而实现分布式的功能。

基于此，将生物质气作为燃料，实现微型燃气轮机运行仿真的模拟分析。

1微型燃气轮机系统微型燃气轮机系统中主要包括燃气轮机、生物质气化系统及燃料电池系统（见图1）。

其中，汽化炉中的生物质气通过净化之后和蒸发器产生饱和蒸汽相互结合，混合之后的气体通过低温换热器加热之后进入到重整器中，之后进入到MCFC阳极出现电化学反应，没有完全反应的阳极气体和燃气轮机涡轮排气混合进入到催化燃烧室中进行燃烧，产生高温烟气进入到燃料电池阴极中，以此为电化学反应提供二氧化碳[1]。

阴极排气要将燃料进行预热，之后进入到蒸发器中为其提供热量。

空气利用压气机压缩之后，通过高温换热器、回热器进行加热，得到高温高压气体之后进入到涡轮膨胀进行做功[2]。

2运行模型分析2.1压气机模型压气机属于燃气轮机的主要部件，微型燃气轮中的流量、体积和重量都比较小，所以大部分都是使用离心式压气机。