一种燃气联合循环机组全程自动启停控制分析系统论文和设计-崔景生

全文摘要

本实用新型涉及电力生产技术领域，具体的说是一种燃气联合循环机组全程自动启停控制分析系统，包括APS系统、汽机辅助系统控制模块、余热锅炉辅助系统控制模块、燃机辅助系统控制模块、燃机本体子组控制模块、燃机并网控制模块、燃机带负荷控制模块、汽机冲转控制模块和汽机并网控制模块，实现了燃气联合循环机组全程自动启停控制，减少了启动过程中的工质损失，降低了误操作的概率，减轻了运行人员的工作强度，燃机并网后，根据环境温度、汽机进气和燃机排气温度自动控制燃机负荷来保障汽机本体暖机的正常和稳定，实现了燃机负荷升速率的动态自动控制，保证了汽机在各启动阶段的稳定和安全。

主设计要求

1.一种燃气联合循环机组全程自动启停控制分析系统，包括APS系统、汽机辅助系统控制模块、余热锅炉辅助系统控制模块、燃机辅助系统控制模块、燃机本体子组控制模块、燃机并网控制模块、燃机带负荷控制模块、汽机冲转控制模块和汽机并网控制模块，其特征在于：所述APS系统通过CAN通讯总线连接到汽机辅助系统控制模块、余热锅炉辅助系统控制模块、燃机辅助系统控制模块和燃机本体子组控制模块，所述APS系统通过RS485连接到燃机并网控制模块和燃机带负荷控制模块，所述APS系统通过串口连接到汽机冲转控制模块和汽机并网控制模块。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种燃气联合循环机组全程自动启停控制分析系统，其特征在于：所述APS系统还通过并口连接有汽机润滑油系统控制模块，汽机润滑油系统控制模块包括定量控制模块，所述定量控制模块包括定量泵，所述定量泵电性连接到汽机润滑油系统控制模块。

3.根据权利要求1所述的一种燃气联合循环机组全程自动启停控制分析系统，其特征在于：还包括开式冷却水系统控制模块和闭式冷却水系统控制模块，所述开式冷却水系统控制模块和闭式冷却水系统控制模块均电性连接到APS系统。

4.根据权利要求1所述的一种燃气联合循环机组全程自动启停控制分析系统，其特征在于：所述APS系统还连接有凝结水系统控制模块、HRSG低压系统控制模块和HRSG高压系统控制模块。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电力生产技术领域，具体为一种燃气联合循环机组全程自动启停控制分析系统。

背景技术

综合国内各燃气电厂自动化控制情况可知，具备APS控制功能的电厂不多，部分电厂在启停机阶段仍处在全手动控制状态；就算具备APS控制功能的电厂，涉及的控制范围也比较窄，基本上汽机并网后APS功能控制已算结束；另外在准备汽机的冲转参数时,基本上是人工控制燃机负荷,以达到汽机冲转要求；而且在汽机的暖机阶段，燃机负荷的控制也基本都是人工控制。

发明人经研究发现，以往工程多以汽轮机并网作为APS终点，不考虑燃机汽机联合循环的升负荷控制。汽机冷态启动时，汽机并网后汽机裕度下降较快，燃机负荷控制不合理，限制机组负荷增加，不利于机组安全运行。其实在于汽机启动后，尤其是冷态启动的情况下，汽机本体的暖机，燃机负荷自动控制的实现，对APS的要求非常高，不仅在不同环境温度的情况下，对汽机的暖机以及燃机负荷自动控制，各种控制参数都是不同的，而且在启机阶段过程中会遇到各种各样的问题，APS功能对这些问题的精确处理很难实现，如何发明一种燃气联合循环机组全程自动启停控制分析系统来解决这些问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

为了弥补以上不足，本实用新型的目的在于提供一种燃气联合循环机组全程自动启停控制分析系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型的技术方案是：一种燃气联合循环机组全程自动启停控制分析系统，包括APS系统、汽机辅助系统控制模块、余热锅炉辅助系统控制模块、燃机辅助系统控制模块、燃机本体子组控制模块、燃机并网控制模块、燃机带负荷控制模块、汽机冲转控制模块和汽机并网控制模块，所述APS系统通过CAN通讯总线连接到汽机辅助系统控制模块、余热锅炉辅助系统控制模块、燃机辅助系统控制模块和燃机本体子组控制模块，所述APS系统通过RS485连接到燃机并网控制模块和燃机带负荷控制模块，所述APS系统通过串口连接到汽机冲转控制模块和汽机并网控制模块。

作为本技术方案的进一步优化，所述APS系统还通过并口连接有汽机润滑油系统控制模块，汽机润滑油系统控制模块包括定量控制模块，所述定量控制模块包括定量泵，所述定量泵电性连接到汽机润滑油系统控制模块。

作为本技术方案的进一步优化，还包括开式冷却水系统控制模块和闭式冷却水系统控制模块，所述开式冷却水系统控制模块和闭式冷却水系统控制模块均电性连接到APS系统。

作为本技术方案的进一步优化，所述APS系统还连接有凝结水系统控制模块、HRSG低压系统控制模块和HRSG高压系统控制模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、实现了燃气联合循环机组全程自动启停控制，区别于以往一键启停的技术，本技术方案不仅实现了机组从循泵启动至汽机并网的全程自带控制，而且还实现了汽机并网后机组联合循环运行的负荷自动控制，即以机组自动升负荷至满负荷、满足汽机投供热条件为联合循环机组自动启动控制的终点，规范了机组启停过程中的操作，减少了启动过程中的工质损失，降低了误操作的概率，减轻了运行人员的工作强度，进一步提高了机组的自动化水平和安全性；

2、燃机并网后，根据环境温度、汽机进气和燃机排气温度自动控制燃机负荷来保障汽机本体暖机的正常和稳定，预防了机组因季节性变化燃机初始负荷不同导致汽机启动过程中可能出现的旁路超温、汽机冲转动力不足等情况；

3、本技术方案根据汽机在不同的启动阶段调整燃机负荷升速率，实现了燃机负荷升速率的动态自动控制，保证了汽机在各启动阶段的稳定和安全，此方案的实施，不仅提高了机组自动化水平，还从技术层面减轻了汽机冷态启动冲转后裕度下降快，尤其是中压转子裕度下降较快限制机组负荷增长的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的系统框图；

图2为本实用新型的燃气联合循环机组全程自动停止控制分析系统流程图之一；

图3为本实用新型的机组联合升负荷至带满负荷的流程图；

图4为本实用新型的燃气联合循环机组全程自动启动控制分析系统流程图之二。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种燃气联合循环机组全程自动启停控制分析系统，包括APS系统、汽机辅助系统控制模块、余热锅炉辅助系统控制模块、燃机辅助系统控制模块、燃机本体子组控制模块、燃机并网控制模块、燃机带负荷控制模块、汽机冲转控制模块和汽机并网控制模块，汽机辅助系统控制模块用于控制汽机辅助系统，余热锅炉辅助系统控制模块用于控制余热锅炉辅助系统，燃机辅助系统控制模块用于控制燃机辅助系统，燃机本体子组控制模块用于控制燃机本体子组，燃机并网控制模块用于控制燃机并网，燃机带负荷控制模块用于控制燃机带负荷，汽机冲转控制模块用于控制汽机冲转，汽机并网控制模块用于控制汽机并网控制，所述APS系统通过CAN通讯总线连接到汽机辅助系统控制模块、余热锅炉辅助系统控制模块、燃机辅助系统控制模块和燃机本体子组控制模块，所述APS系统通过RS485连接到燃机并网控制模块和燃机带负荷控制模块，所述APS系统通过串口连接到汽机冲转控制模块和汽机并网控制模块。

具体的，所述APS系统还通过并口连接有汽机润滑油系统控制模块，汽机润滑油系统控制模块用于控制汽机润滑油系统，汽机润滑油系统控制模块包括定量控制模块，所述定量控制模块包括定量泵，所述定量泵电性连接到汽机润滑油系统控制模块。

具体的，还包括开式冷却水系统控制模块和闭式冷却水系统控制模块，开式冷却水系统控制模块和闭式冷却水系统控制模块分别用于控制开式冷却水系统和闭式冷却水系统，所述开式冷却水系统控制模块和闭式冷却水系统控制模块均电性连接到APS系统。

具体的，所述APS系统还连接有凝结水系统控制模块、HRSG低压系统控制模块和HRSG高压系统控制模块，凝结水系统控制模块、HRSG低压系统控制模块和HRSG高压系统控制模块分别用于控制凝结水系统、HRSG低压系统和HRSG高压系统。

具体的，APS系统从循环水启动开始，分别自动投入汽机侧、锅炉侧和燃机侧辅助系统，自动控制汽包液位处于启动液位，为启机做好准备；燃机点火后，旁路自动投入运行；燃机并网后负荷控制自动投入，其中，燃机负荷控制是根据环境温度、燃机排气温度和汽机最佳蒸汽参数这三个主要参数相互配合得出燃机负荷，其主要目的是为了实现自动调整汽机运行时需要的蒸汽参数，以匹配汽机启动各阶段所需要的蒸汽工况。汽机最佳蒸汽参数就是汽机运行各阶段所需要的最佳蒸汽参数，为了保障汽机各阶段安全稳定运行，就需要合理控制燃机负荷匹配汽机最佳蒸汽参数，所以我们通过汽机运行最佳蒸汽参数反推燃机排气温度最终得出燃机最佳负荷，实现燃机并网后负荷的自动控制，此外，环境温度的变化又直接影响燃机的排气温度，因此我们以环境温度作为一个变量用来修正环境温度对燃机基本负荷的影响。

汽机冷态启动过程中，汽机并网后燃机负荷升速率受到高压汽包壁温、主蒸汽压力升速率和汽机裕度的影响，即汽机裕度快速下降限制燃机负荷增长，为缓解此现象，在此逻辑基础上优化燃机负荷升速率，在汽机并网后15min内限制燃机负荷升速率使其燃机负荷缓慢增长，实现汽机带负荷暖机，通过汽机裕度、高压汽包壁温、主汽压力升速率和汽机冷态启机提前预判量，来限制燃机升负荷速率，自动动态的控制燃机负荷升速率来保证汽机在冷态启动各阶段中安全稳定的运行。

待汽机并网后，投入联合循环机组的协调控制，使燃机、汽机相互配合实现联合循环机组的自动升负荷直至机组升至额定负荷满足汽机供热的投用条件。

实现了燃气联合循环机组全程自动启停控制，区别于以往一键启停的技术，本技术方案不仅实现了机组从循泵启动至汽机并网的全程自带控制，而且还实现了汽机并网后机组联合循环运行的负荷自动控制，即以机组自动升负荷至满负荷、满足汽机投供热条件为联合循环机组自动启动控制的终点，规范了机组启停过程中的操作，减少了启动过程中的工质损失，降低了误操作的概率，减轻了运行人员的工作强度，进一步提高了机组的自动化水平和安全性；

燃机并网后，根据环境温度、汽机进气和燃机排气温度自动控制燃机负荷来保障汽机本体暖机的正常和稳定，预防了机组因季节性变化燃机初始负荷不同导致汽机启动过程中可能出现的旁路超温、汽机冲转动力不足等情况；

本技术方案根据汽机在不同的启动阶段调整燃机负荷升速率，实现了燃机负荷升速率的动态自动控制，保证了汽机在各启动阶段的稳定和安全，此方案的实施，不仅提高了机组自动化水平，还从技术层面减轻了汽机冷态启动冲转后裕度下降快，尤其是中压转子裕度下降较快限制机组负荷增长的问题。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

设计图

一种燃气联合循环机组全程自动启停控制分析系统论文和设计

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主设计要求

设计方案

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