重型燃氣輪機控制系統(tǒng)的分析與應用.pdf

1、隨著世界范圍內(nèi)對環(huán)境保護問題的日益重視和天然氣資源的進一步開發(fā)利用，燃氣輪機及其聯(lián)合循環(huán)技術在電力生產(chǎn)領域中占據(jù)了越來越重要的地位。根據(jù)目前國內(nèi)在重型單軸燃氣輪控制系統(tǒng)方面尚不完善的現(xiàn)狀，在消化吸收西門子設計關鍵技術的基礎上，本文對燃氣輪機的閉環(huán)控制策略進行了研究、分析和應用。建立了簡化的重型單軸燃氣輪動力學模型并進行了一系列數(shù)字仿真實驗，并提出了采用模糊自矯正控制策略來改進原PI算法，以達到更好的控制特性，使用工程中常用的DCS硬件進

2、行了模擬驗證。論文的主要內(nèi)容包括:
　　1.通過對燃氣輪機及聯(lián)合循環(huán)汽輪機組的運行流程及工作原理的分析，從工藝的角度提出燃氣輪機的控制要求及性能目標，從而為控制方案的形成及控制系統(tǒng)的架構奠定基礎。在此基礎上，介紹了SPPA-T3000的軟件平臺以及燃氣輪機控制系統(tǒng)硬件的配置。
　　2.根據(jù)西門子重型燃氣輪機的控制要求及工藝流程，分析了機組運行的控制原理，并采用模塊化設計方法，將機組控制功能劃分為多個模塊組，包括測量值的采集與

3、信號處理，設定值形成，主控制器和啟動升速控制，選擇邏輯和分配器，修正和計算回路，壓氣機進口導葉專用控制器，閥門升程控制器。給出整體控制策略框圖，并對每個模塊進行了分析介紹。各個模塊綜合作用，協(xié)同完成機組的升速、并網(wǎng)、排汽壓力及溫度等參數(shù)的協(xié)調(diào)控制，并滿足運行安全要求。
　　3.在模塊分析的基礎之上，對燃氣輪機控制中的重要控制回路進行了闡述，包括轉速/功率控制器，壓氣機壓比限制控制器，閥門升程控制器，排氣溫度控制器等。指出實際運行的

4、控制策略，以及存在的不足。
　　4.通過搭建簡化的數(shù)學模型，建立控制系統(tǒng)仿真模型，對燃氣輪機重要控制回路的正確性及合理性進行仿真試驗及驗證。以西門子燃氣輪簡化數(shù)學模型為基礎，按照模糊自適應控制的要求，設計出一種燃氣輪機排氣溫度模糊自校正PI調(diào)節(jié)器。MATLAB仿真實驗表明，該調(diào)節(jié)器有效的改進了原排氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自適應能力和魯棒性，達到了降低排氣溫度的波動幅值的作用。最后，使用OVATION控制硬件，對排氣溫度控制器進行了實際的工