燃机三菱控制系统简述

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：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。

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。

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[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。

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。