燃机IGV进口导叶工作原理介绍

1、IGV系统说明书n 进口可转导叶系统（IGVInlet guide vanes）n 一） 概述:n 燃气轮机进口可转导叶(I.G.V)主要有两方面的作用:1)在燃机启动,停机过程低转速过程中,起到防止压气机发生喘振的作用;2)当燃机用于联合循环部分负荷运行时,通过关小IGV的角度,减小进气流量,使燃机的排烟温度保持在较高水平,以提高联合循环装置的总体热效率.n 根据压气机进口可转导叶的上述两个作用,可转导叶的控制一般有两种不同的方式:n (1) 对于简单循环燃气轮机发电机组来说,可转导叶被控制在两个固定位置上,称为双位置控制方式.在启动和停机过程中,IGV处在关小的位置(34度),目的是避免压

2、气机出现旋转失速现象,从而防止压气机在低转速下发生喘振.当机组达到运行转速时,进口导叶被调整到全开角度的位置(84度或86度),加大了通过压气机的空气流量,改善燃气轮机的热效率.该种控制方式的燃气轮机IGV的角度检测一般使用了个位置开关,一个用于指示关位置,一个用于指示开位置;该方式控制的燃机在联合循环时,降负荷运行能力较差,部分负荷时整体热效率下降较多,油耗率上升较大;不具备IGV温控功能.n (2) 第二种控制方式我们称作可调式压气机进口导叶控制方式.在该种方式下,在起动和停机过程种,按修正转速TNHCOR以一定的速率来开大或关小IGV的角度,从而达到防止压气机发生喘振的目的.在带负荷时,

3、对于联合循环中的燃气轮机,则根据负荷的大小(或透平排烟温度)来调整进口导叶的位置,以维持在该负荷下有较高透平排烟温度,使总体热效率得到改善.该种控制方式的燃气轮机IGV的角度位置是作为修正转速得函数或根据透平排烟温度来进行调整,为此,该系统需配置电液转换器(伺服阀90TV)及配套的位置反馈装置 (LVDT线性可变差动变压器96TV-1,-2);该方式控制的燃机在联合循环时,降负荷运行能力较强,部分负荷时整体热效率下降较少,油耗率上升不大,具备IGV温控功能.n 二）系统的组成及保护动作描述:n IGV系统的工作油源取自两路:一路为来自液压油母管(103BARG),主要作为电液伺服阀90TV-1

4、的控制油及IGV动作油缸的工作压力油;另一路是来自跳闸油系统的入口(6.5BARG,54)经20TV-1电磁阀控制,作为IGV跳闸放油切换阀VH3-1的工作压力油.n 1) IGV控制电磁阀20TV-1:常开电磁阀; 燃机在零转速以上(14HR失电)时,该电磁阀上电,切断泄油通路,IGV处可调状态;燃机在零转速后(14HR上电),该电磁阀失电,接通泄油回路,IGV处不可调状态,直接在液压油的作用下关小至物理最小角度(31.6度);n 2) IGV伺服液压控制油供油油滤FH6-1 : 带压差指示器(弹出式红点)金属滤,孔径40,红点弹出后需更换,不可在线更换;n 3) IGV跳闸放泄切换阀VH3

5、 : (7 WAY 2 POSITION )当20TV-1不带电时,它在来自液压油系统的液压油的作用让液下,油压不经过伺服阀90TV而直接进入油动机去关小IGV至机械最小位置.当20TV-1带电时,它接通伺服阀90TV与油动机之间的液压油路,使IGV处于可以被调整的状态,在这种状态下,液压油只能经过伺服阀90TV进入油动机,开大或关小IGV.n 4) IGV控制电液伺服阀90TV-1 : 伺服阀（电液转换器）n 5) 线性可变差动变压器96TV-1,-2: 检测IGV的角度,作为控制系统对IGV角度的反馈信号,取二者中间的高值. n 6) IGV叶片助动及旋转系统HM3-1: 角度设定范围:

6、34-2TO 86+2 7）液压缸前节流孔板：防止IGV位置变换过快 三）IGV控制过程简述： 当机组启动后，高压液压油经过40微米过滤器FH6-1后流向90TV-1伺服阀和VH31进口可转导叶遮断器；由于20TV-1在燃机零转速继电器14HR带电前时失电状态，因此图中OLT-1油处于回油状态，所以遮断器VH3-1的油缸在弹簧力的作用下处于左边的工作状态。液压油经VH3-1后通过2mm的限流孔板进到HM3-1的油缸活塞下部腔室，活塞上部腔室经过VH3-1接通回油管路，在此情况下，HM3-1关闭到最小位置，即34度开度。可转导叶IGV处于初始状态；当机组在启动电机带动下使14HR动作时，20TV

7、-1带电，从跳闸油系统来的OLT-1油压建立，推动VH3-1阀向左移动，使该阀处于右边位置，这时将液压油OH-4接通伺服阀90TV-1和HM3-1的油缸的液压油路，使可转导叶IGV处于可调节状态。当我们所要求的可转导叶角度位置信号和可转导叶的位置反馈信号（来自96TV-1,2）相加结果不为零时，90TV-1伺服阀将接受来自控制系统（R）(S)(T)这三个控制器的经过运算放大的直流电流，90TV-1线圈中有电流流过，扭力器在磁场力的作用下发生偏转，偏转角度的大小与通过电流的大小成比例，偏转方向则取决于线圈中电流的方向。扭力器的射流管随着随着扭力器一起偏转。液压油从射流管高速喷出。射流管正对面有两

8、个对称布置的扩压通道，如果扭力器不发生偏转（即线圈中无电流通过），射流管处于中间位置，则左右两个扩压通道中相同。二级滑阀两端油压相等，从而处于中间位置，它的凸肩盖住两个经VH3-1通向HM3-1油缸的油口（1与2），这时没有液压油进入油缸，可转导叶静止不动。当线圈中有电流流过时，使射流管偏离中间位置，则在两个扩压通道中形成不同的油压，从使二级滑阀两端受力不同，二级滑阀就会离开自己的中间位置，使液压油经油口1（或2），再经过VH3进入HM3-1的油缸的左侧（或右），而油缸的右侧（或左）的液压油经油口则经VH3-1，再经过油口2（或1）与回油接通，这样就可以使可转导叶关小或开大。射流管与二级滑阀之

9、间有一根反馈弹簧，它的作用是增加调节过程的稳定性：一是保证调节过程中二级滑阀不至于移动过快；二是保证调节结束时二级滑阀能够回到中间位置。90TV-1伺服阀示意图如下：n 四） IGV部分报警控制描述:n 1) 燃机启动前需对IGV的反馈角度CSGV检查,若CSGV31度或CSGV35度,则燃机不容许启动,并在MARK-V上会发出“INLET GUIDE VANE POSITION SERVO TROUBLE”报警;控制逻辑图如下：n 2) 若IGV反馈角度CSGV与IGV控制角度参考值(要求值)CSRGV的差值7.5度,持续5秒后,MARK-V上会发出“INLET GUIDE VANE CON

10、TROL TROUBLE ALARM”报警;n 3) 若燃机转速在运行转速以上(14HS上电)时, IGV反馈角度CSGV 50度或燃机转速在运行转速以下(14HS失电)时, IGV反馈角度CSGV超过设定角度CSRGV达7.5度以上,持续5秒,MARK-V上会发出“INLET GUIDE VANE CONTROL TROUBLE TRIP”报警,燃机跳闸.n 上述第1)项说明IGV位置反馈部分有故障,第2),3)项说明IGV控制部分有故障.五IGV部分转速时的算法介绍： 上面时IGV部分转速也就是说在燃机到达空载满速前的算法控制图，通过上面的逻辑计算，我们可以简化为以下的计算公式：CSRGVPS=TNHCOR-(CSRGVPS1)*CSRGVPS2 （1） 其中：CSRGVPS 为IGV部分转速基准 TNH