燃气-蒸汽联合循环发电机组控制系统分析与研究

摘要

钢铁厂燃用低热值煤气燃气-蒸汽联合循环发电装置（简称CCPP，为英文CombinedCycle Power Plant的缩写），是当下最先进、技术应用程度广泛的节能环保技术。迁钢公司为最大限度发挥煤气的效能，降低环境污染，实现循环经济的良性循环，引进一套三菱公司M701S(DA)型燃气轮机发电机组。随着新设备引进，对机组控制系统的研究、掌握成为保证机组长期、稳定、高效运行的重要条件。
　　本文以首钢迁钢公司CCPP机组为研究对象，对M701S(DA)型燃机控制系统进行了研究。结合机组运行特点，分析机组控制系统DIASYSNetmation的设计思路、系统构成、控制特点及主要功能。
　　结合目前发电机组控制系统的APS先进设计理念，分析APS与功能组结合起来的运行特点，详细解析迁钢CCPP机组的顺序控制策略。通过分析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、温度控制及燃机启机过程控制策略。
　　通过分析汽轮机旁路控制系统的功能、运行工况，给出适合联合循环机组汽轮机旁路系统的逻辑和动作行为，实现了机组运行不同阶段进行自动控制的模式，并给出定值形成、参数整定、保护和闭锁的逻辑设计，使运行人员更好地掌握机组运行中的旁路系统特性，并给事故分析提供重要的理论及实践依据。
　　最后研究控制系统的实现方法，对控制系统的模块算法进行解析并加以利用。结合生产现场故障实例，通过对机组在启动期间控制策略的分析，快速解决了机组大修后的启动故障，表明对机组控制策略研究在生产实际中具有的重大指导意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景

1．2 燃气轮机发电技术国内外发展的现状

1．3 CCPP简介及钢铁厂CCPP优点

1．4 CCPP经济及社会效益

1．5 本文研究的意义及主要工作

第2章 CCPP机组工艺流程及控制系统分析

2．1 CCPP系统工艺流程

2．2 CCPP主要设备构造

2．2．1 燃气轮机

2．2．2 煤气压缩机

2．2．3 蒸汽轮机与发电机

2．2．4 湿式静电除尘器与煤气冷却器

2．3 CCPP机组控制系统分析

2．3．1 DIASYS Netmation控制系统

2．3．2 DIASYS Netmation系统的构成

2．3．3 DIASYS Netmation系统的主要功能

2．4 本章小结

第3章 CCPP机组控制系统研究

3．1 CCPP机组自启停(APS)控制系统

3．1．1 APS设计原则

3．1．2 APS控制方案的实施

3．1．3 APS与功能组的结合

3．2 燃气轮机控制系统研究

3．2．1 转速控制策略

3．2．2 负荷控制策略

3．2．3 温度控制策略

3．2．4 燃料限制控制策略

3．2．5 最小选择器

3．2．6 进口可调导叶控制

3．3 汽轮机旁路控制系统研究

3．3．1 旁路系统控制逻辑

3．3．2 旁路系统控制模式

3．3．3 旁路系统的动作行为

3．4 本章小结

第4章 系统实现及运行实例分析

4．1 系统控制的实现

4．2 系统模块算法解析

4．2．1 控制器数学模型

4．2．2 DIASYS Netmation中的算法模块

4．2．3 凝结泵变频改造应用

4．3 机组启动故障处理

4．3．1 事件描述

4．3．2 故障原因分析

4．3．3 处理措施

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 研究工作总结

5．2 未来工作展望

参考文献

致谢