燃气轮机负荷控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种燃气轮机负荷控制装置，属于燃气轮机技术领域，所述装置包括转速控制回路、负荷控制回路、前馈控制回路、PID调节器、加法器、预混阀控制器以及预混阀；转速控制回路和负荷控制回路均连接PID调节器，前馈控制回路的输出与PID调节器的输出经加法器连接；加法器的输出连接预混阀控制器，预混阀控制器的输出连接预混阀。本实用新型专利技术在负荷控制系统中增加了前馈控制回路，将前馈控制回路的输出和PID调节器的输出经加法器进行叠加，利用PID调节器的输出结果对前馈控制回路输出的预混阀开度进行微调，可实现快速调节燃气量，且避免了对PID参数的过多调节，容易实现。容易实现。容易实现。

【技术实现步骤摘要】
燃气轮机负荷控制装置


[0001]本技术涉及燃气轮机控制
，具体涉及一种燃气轮机负荷控制装置。

技术介绍

[0002]燃气
‑
蒸汽联合循环机组的工艺流程如下：天然气通过关断阀和预混阀进入燃烧室，压气机不断地从大气中吸入空气并对其进行压缩，压缩空气进入燃烧室，与喷射的燃料混合后燃烧成高温气体，然后流入燃气轮机透平完成膨胀做功，带动透平叶轮一起旋转，直接驱动发电机发电，将做功后的高温烟气送至余热锅炉，其热量可以产生高温高压蒸汽，再驱动发电机组发电，形成高效的燃气
‑
蒸汽联合循环。
[0003]通常来说，负荷调节器的主要调节对象是负荷设定值与实际负荷之间的偏差。同时，根据功率、频率一致的原理，还可以通过转速偏差来实现负荷控制，机组对电网频率偏差响应的一次调频回路就是将频率偏差转换为负荷偏差叠加到负荷调节器的输入端，达到调频目的。由于燃气轮机的静态特性决定了功率和频率存在对应关系，转速和负荷可以通过转速不等率进行相互转换，实际上可以看作是同一个被调量。因此，在燃气轮机控制系统中，转速和负荷控制共用一个PID调节器，如图1所示。
[0004]但传统的PID调节器的输入分别是机组实际负荷与负荷设定值，机组实际负荷与负荷设定值的偏差经过PID运算后，得出燃气轮机燃料阀的开度，具有传统PID调节器控制所普遍存在的燃料调节速度慢，PID参数调节麻烦等问题。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题在于如何迅速调节燃气量。
[0006]本技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0007]提出了一种燃气轮机负荷控制装置，所述装置包括转速控制回路、负荷控制回路、前馈控制回路、PID调节器、加法器、预混阀控制器以及预混阀；
[0008]所述转速控制回路和所述负荷控制回路均连接所述PID调节器，所述前馈控制回路的输出与所述PID调节器的输出经所述加法器连接；
[0009]所述加法器的输出连接所述预混阀控制器，所述预混阀控制器的输出连接所述预混阀。
[0010]本技术对传统燃气轮机负荷PID控制系统进行了优化，在负荷控制系统中增加了前馈控制回路，将前馈控制回路的输出和PID调节器的输出经加法器进行叠加，利用PID调节器的输出结果对前馈控制回路输出的预混阀开度进行微调，可实现快速调节燃气量，且避免了对PID参数的过多调节，容易实现。
[0011]进一步地，所述前馈控制回路包括输入寄存器、支持向量机、元件映像寄存器以及输出锁存器，输入寄存器的输出连接所述支持向量机，所述支持向量机的输出连接所述元件映像寄存器，所述元件映像寄存器的输出了连接所述输出锁存器，所述输出锁存器与所述加法器连接。
[0012]进一步地，所述转速控制回路包括转速卡件和转速控制器，所述转速卡件的输入端连接测速装置，所述转速卡件的输出端连接所述转速控制器。
[0013]进一步地，所述负荷控制回路包括功率变送器和线性光电隔离电路，所述功率变送器的输入连接燃机轮机组，所述线性光电隔离电路接入所述功率变送器的信号输入端。
[0014]进一步地，所述预混阀采用液动执行机构。
[0015]进一步地，所述装置还包括：启动升速控制回路、排汽温度控制回路和输出小选功能块；
[0016]所述启动升速控制回路和所述排汽温度控制回路并行连接于所述输出小选功能块，所述转速控制回路和所述负荷控制回路经所述PID调节器连接后接入所述输出小选功能块。
[0017]进一步地，所述启动升速控制回路包括燃气轮机启动器和升程限制器，所述燃气轮机启动器和所述升程限制器连接。
[0018]进一步地，所述排汽温度控制回路中设置有装配式K型热电偶，所述装配式K型热电偶接入排汽温度测点。
[0019]本技术的优点在于：
[0020](1)本技术对传统燃气轮机负荷PID控制系统进行了优化，在负荷控制系统中增加了前馈控制回路，将前馈控制回路的输出和PID调节器的输出经加法器进行叠加，利用PID调节器的输出结果对前馈控制回路输出的预混阀开度进行微调，可实现快速调节燃气量，且避免了对PID参数的过多调节，容易实现。
[0021](2)预混阀采用液动执行机构，靠圆形阀芯上下移动以控制阀门开关，具有较好的抗偏离能力，可以提供高推力，保证运行平稳，响应速度快，充分提高燃气轮机的可靠性和可用性，最大限度地延长其使用寿命，降低运行维护成本。
[0022](3)通过设置启动升速控制回路和排汽温度控制回路，对闭环控制系统的升速上限进行控制，以及通过排汽温度设定值来避免燃气轮机出现燃烧超温的难题。
[0023]本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0024]图1是
技术介绍
部分提及的传统燃气轮机控制系统的结构示意图；
[0025]图2是本技术一实施例中燃气轮机负荷控制装置的结构示意图；
[0026]图3是本技术一实施例中前馈控制回路的结构示意图；
[0027]图4是本技术一实施例中燃气轮机负荷控制装置的整体结构示意图。
具体实施方式
[0028]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0029]如图2所示，本技术实施例提出了一种燃气轮机负荷控制装置，所述装置包括转速控制回路1、负荷控制回路2、前馈控制回路4、PID调节器3、加法器5、预混阀7控制器6以及预混阀7；
[0030]所述转速控制回路1和所述负荷控制回路2均连接所述PID调节器3，所述前馈控制回路4的输出与所述PID调节器3的输出经所述加法器5连接；
[0031]所述加法器5的输出连接所述预混阀7控制器6，所述预混阀7控制器6的输出连接所述预混阀7。
[0032]本实施例在传统的燃气轮机负荷控制系统中增加了前馈控制回路4和加法器5，将PID调节器3的输出结果和前馈控制回路4的输出结果经加法器5叠加后用于驱动预混阀7动作，利用PID调节器3的输出结果对前馈控制回路4输出的预混阀7开度进行微调，可实现快速调节燃气量，且避免了对PID参数的过多调节，容易实现。
[0033]在一实施例中，如图3所示，所述前馈控制回路4包括输入寄存器、支持向量机、元件映像寄存器以及输出锁存器，输入寄存器的输出连接所述支持向量机，所述支持向量机的输出连接所述元件映像寄存器，所述元件映像寄存器的输出了连接所述输出锁存器，所述输出锁存器与所述加法器5连接。
[0034]具体地，输入寄存器用于不断刷新所采集的4～20mA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机负荷控制装置，其特征在于，所述装置包括：转速控制回路、负荷控制回路、前馈控制回路、PID调节器、加法器、预混阀控制器以及预混阀；所述转速控制回路和所述负荷控制回路均连接所述PID调节器，所述前馈控制回路的输出与所述PID调节器的输出经所述加法器连接；所述加法器的输出连接所述预混阀控制器，所述预混阀控制器的输出连接所述预混阀。2.如权利要求1所述的燃气轮机负荷控制装置，其特征在于，所述前馈控制回路包括输入寄存器、支持向量机、元件映像寄存器以及输出锁存器，输入寄存器的输出连接所述支持向量机，所述支持向量机的输出连接所述元件映像寄存器，所述元件映像寄存器的输出了连接所述输出锁存器，所述输出锁存器与所述加法器连接。3.如权利要求1所述的燃气轮机负荷控制装置，其特征在于，所述转速控制回路包括转速卡件和转速控制器，所述转速卡件的输入端连接测速装置，所述转速卡件的输出端连接所述转速控制器。4.如权利要求1所述的燃气轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：李达，张兴，张剑，庄义飞，章佳威，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华东电力试验研究院，
类型：新型
国别省市：