GE燃机及辅机系统控制设计与原理和监测系统分析

1、GE燃机及辅机系统控制设计与原理和监测系统分析 此控制原理是9E燃机的控制系统的和监视系统的总体和详细的解释和说明. 1 此规范详细说明了单循环电厂9E燃机及其辅机的控制原理；其控制监测均由名为“SPEEDTRONIC MARK V ”控制盘来实现。2 说明燃机及其辅机系统的控制被设计成集中于能实现电厂通用程序的DCS之中；为实现整个电厂的监测，操作员控制的多个数据处理装置，引许建成拥有电厂全部可编程逻辑控制器，并且可接收诸如报警.状态变化.模拟和逻辑参数的反馈信息；DCS与燃机控制系统之间的数据交换由MODBUS串行口链接；电厂的安全性参数由硬线链接；这些参数将在操作员消除故障后要求对电厂进

2、行恢复时被优先处理。3.主要结构3.1摘要 参考图号00R17000-DM001 控制及测量系统/模块图 燃机及辅助系统控制原理3.2说明燃机控制系统燃机及其辅机是由GE公司制造的“SPEEDTRONIC MARK V”可编程逻辑控制器实现控制功能；该设备是专门设计用于进行透平控制的微处理器，由于使用了三冗余控制处理器，从而提高了系统的安全性；此控制系统主要实现燃机在启动.升速.升速率及带负荷程序中的燃料流量调节；主要实现以下功能：n 燃机的起动n 温度 .转速 .升速率及负荷控制n 燃机冷却n 燃机及辅机的保护n 辅机程控n 燃机发电机同期及电压对比振动测量该盘可在就地及远控方式下操作：l

3、就地：在前盘有一个带有键盘的LCD盘的后备接口，用于提供给操作员实时的燃机运行状态；或提供一台带键盘的CRT的主操作员接口；l 远控：从一台PC利用ARCNET串行口或从DCS利用MODBUS串行口链接； 输入及输出特性：l 逻辑输入 ：无电位差触点由MARK V盘125 V DC提供耗损：12 Mal 逻辑输出 ：无电位差触点额定电源 ：125 V DC： 0。2 A电感负荷/0。5 A电阻负荷 120 Vac：2A电感负荷/3A电阻负荷 *模拟输入 ：4-20mA（24Vdc提供给双线传感器） 0-10 Vdc RTD铂（100欧姆） 热电偶E.J.K.或T*模拟输出 ：4-20 mA （

4、24 Vdc提供给双线传感器） 0-10 Vdc 最大阻抗：500欧姆燃机发电机控制系统该控制系统是由安装在透平控制间的名为“发电机及其保护柜”的主控制盘实现；包括：n 一个操作员接口n 一个数字化电压调节系统n 一个具有输出继电器的发电机保护中央系统n 必要的发电机于高压电网同期设备（同期表.频率表.电压差表）n 就地控制设备（信号灯.按钮.测量装置）该盘实现以下功能： 获取.处理.显示来自于发电机相关的传感器的逻辑 保护.模拟信号发电机的就地控制（运行方式及命令选择）及断路器的手动同期（自动同期由MARK V实现）发电机异常运行状态的监测及报警跳闸命令的处理发电机的保护是由保护继电器LGP

5、G111实现该功能基于数字化的技术：使用ADC转换回路，将模拟信号转换成数字信号，这些参数由一个16比特的微处理器进行处理，该处器能实现数字信号的处理及不同功能的算法，该继电器为使用者提供了可变图型逻辑，并提供了一个远控串行口 发电机励磁设备包括自动手动通道的数字电压调节器 柄输入/输出特性： *逻辑输入 ：无电位差触点（额定电压125Vdc） *逻辑输出 ：无电位差触点 *模拟输入 ：4-20 mA（24Vdc由双线传感器提供） 电流传感器1A或5A 电压传感器100Vac *模拟输出 ：4-20A（由双线传感器提供24Vdc）0- 10Vdc马达控制中心 MCC用于实现电动机等电动驱动元件

6、及执行器。现场AC/DC分布盘和其他电气设备；下列设备安装在透平控制间：n AC/DC MCC 400 V三相50 HZn AC 115/230 V 50HZ盘柜n DC 125 V盘柜n 400/115-230 Vac低压/低压变压器n UPS 125 V DC/ 230 V AC- 蓄电池及一台充电机在MCC上每个电动执行器，操作员均可选择下列方式： 工作方式自动 /手动/ 停止； 输入/输出特性：*逻辑输入 ：适应于“SPEEDTRONIC”特性的无电位差触点（125 V DC）。*逻辑输出 ；适应于“SPEEDTRONIC”特性的无电位差触点（125 V DC）。 4 燃机辅助系统组成

7、41轻油控制系统411说明该系统提供燃机使用适当的液体燃料时正确的粘度。压力。温度；燃料系统的控制是由“SPEEDTRONIC MARK V”实现；电动机的电源由MCC提供；所有电动机均由MARK V根据标准程序进行控制；MARK V于MCC的数据交换由无电位差触点实现；对操作员有用的主要信息（报警。模拟测量参数等）由MARK V传至中央控制室；412 摘要 （此处略去，见原件）413接口清单编号数据类型用途88FD-1清油泵电机#1400 V AC电源88FD-2清油泵电机#2400 V AC电源23FD-188FD-1电机加热器230 V AC电源23FD-288FD-2电机加热器230

8、V AC电源4FD1清油泵#1启动允许数字控制4FD2清油泵#2启动允许数字控制30FD-1电气故障#1清油泵/切换数字报警30FD-2电气故障#2清油泵/切换数字报警63FD-2清油输送进口压力低数字报警63FD-1清油压力低/泵切换数字报警63FD-3清油滤出口压力高数字报警63LF-1滤网压差数字报警20FD1燃油滤/燃料截止阀数字控制20FD2燃油滤/燃料返回阀数字控制燃油滤/燃油返回温度热电阻测量77FLD燃油滤/燃油流量脉冲测量42重油控制系统421说明该系统应用于燃机在适当燃料运行时的正确粘度。压力和温度；燃料系统的控制由SPEEDTRONIC MARK V实现；电动机电源由MC

9、C提供；所有电动机均由MARK V根据标准程序进行控制；MARK V与MCC的数据交换由无电位差触点实现；对操作员有用的主要信息由MARK V传送至中央控制室；422摘要（略，见原图）423接口清单编号数据类型用途88FU-1重油输送泵电机#1400 V AC电源88FU-2重油输送泵电机#2400 V AC电源23FU-188FU-1电机加热器230 V AC电源23FU-288FU-2电机加热器230 V AC电源88DA产品卸载泵230 V AC 电源88FA-1抑钒剂加药泵#1400 V AC 电源88FA-2抑钒剂加药泵#2400 V AC电源4FU1#1重油泵启动确认数字控制4FU

10、2#2重油泵启动确认数字控制30FU-1#1重油泵电气故障/切换数字报警30FU-2#2重油泵电气故障/切换数字报警4FA1#1抑钒剂泵启动确认数字控制4FA2#2抑钒剂泵启动确认数字控制30FA-1#1抑钒剂泵电气故障数字报警30FA-2#2抑钒祭泵电气故障数字报警63FU-4重油输送进口压力低数字报警63FU-1重油压力低/泵切换数字报警20FH-3重油回油阀数字控制20FA抑钒剂阀控制数字控制63FA压力高空气测量数字报警71FA-1抑钒剂罐液位低/泵停数字报警71FA-2中间罐液位高/阀关数字报警63FU-3重油滤出口压力高数字报警63FU-2重油滤出口压力低数字报警63LF-2油滤压

11、差数字报警20FU2燃油滤/返回阀数字控制燃油滤/返回温度热电阻测量燃油滤/燃油流量脉冲测量20FH-1重油加热电磁阀控制4-20 MA控制26FU-1燃油加热后温度测量热电阻测量20FT燃油输送三通阀数字控制33TU燃机在重油运行数字状态33TD燃机在轻油运行数字状态轻油管截止阀关闭数字状态双重滤网压差数字报警43燃机及发电机冷却器431说明该系统功能在于实现燃机的滑油 雾化空气 燃机系统支架及发电机冷却空气等系统的冷却；该系统包括一套三模块三风扇电机和一个水泵支架；风扇电机运行分为两组：n 每个模块中的一台组成固定组；l 每个模块中的另外两台则组成调节组；该系统的控制由MAARK V根据标

12、准程序进行控制；风扇电机及水泵电机均由MCC提供电源；432摘要（见原图，此处略）433接口清单编号数据类型用途88FC11风扇电机/空冷器11400 V AC电源88FC12风扇电机/空冷器12400V AC电源88FC13风扇电机/空冷器13400 V AC 电源23FC1188FC11电机加热器230 V AC电源23FC1288FC12电机加热器230 V AC电源23FC1388FC13电机加热器230 V AC 电源88FC21风扇电机/空冷器21400 V AC电源88FC22风扇电机/空冷器22400 V AC电源88FC23风扇电机/空冷器23400 V AC电源23FC21

13、88FC21电机加热器230 V AC电源23FC2288FC22电机加热器230 V AC电源23FC2388FC23电机加热器230 V AC电源88FC31风扇电机/空冷器31400 V AC 电源88fc32风扇电机/空冷器32400 V AC电源88fc33风扇电机/空冷器33400 V AC电源23fc3188FC31电机加热器230 V AC 电源23fc3288FC32电机加热器230 V AC 电源23fc3388FC33电机加热器230 V AC电源88wc1水泵电机#1400 V AC 电源88wc2水泵电机#2400 V AC电源23wc188WC1电机加热器230 V

14、 AC 电源23wc288WC2电机加热器230 V AC电源63wl1冷却水压力低/罐出口数字报警63wl2冷却水压力低/泵切换数字报警wtad-1水温测量4-20测量4fc11空气冷却器11启动数字控制4fc12空气冷却器12启动数字控制4fc13空气冷却器13启动数字控制4fc21空气冷却器21启动数字控制4fc22空气冷却器22启动数字控制4fc23空气冷却器23启动数字控制4fc31空气冷却器31启动数字控制4fc32空气冷却器32启动数字控制4fc33空气冷却器33启动数字控制52fc-ckt空冷器电气故障/母线数字报警4wcz1#1冷却水泵启动命令数字控制4wc2#2冷却水泵启动

15、命令数字控制30wc1#1冷却水泵电气故障数字报警30wc2#2冷却水泵电气故障数字报警44燃机及发电机的火灾保护441 说明 燃机的火灾保护和监测是由安装在透平控制间的PLC执行，该系统的状态信息通过硬线联接至SPEEDTRONIC 盘，燃机火灾保护的状态由MODBUS串行口链接至DCS； MARK V 于MCC 及火灾盘之间的数据交换由无电位差触点实现；442 摘要 （此处略去，见原图）443 接口清单编号数据类型用途控制盘电源230 V AC电源通风停止命令数字控制45FA-1A辅机间火灾探测器数字报警45FA-1B辅机间火灾探测器数字报警45FA-2A辅机间火灾探测器数字报警45FA-

16、2B辅机间火灾探测器数字报警45FT-1A透平间火灾探测器数字报警45FT-1B透平间火灾探测器数字报警45FT-2A透平间火灾探测器数字报警45FT-2B透平间火灾探测器数字报警45FT-3A透平间火灾探测器数字报警45FT-3B透平间火灾探测器数字报警45FT-8A负荷间火灾探测器数字报警45FT-8B负荷间火灾探测器数字报警45FT-9A负荷间火灾探测器数字报警45FT-9B负荷间火灾探测器数字报警45FC-20A透平控制间烟感探头数字报警45FC-20B透平控制间烟感探头数字报警GT外壳外的报警器和闪光灯数字报警GT 外壳外的报警器和闪光灯数字报警GT外壳外的报警器和闪光灯数字报警GT

17、 外壳内的闪光灯数字报警GT 外壳内的闪光灯数字报警击破玻璃系统-GT外壳外数字控制击破玻璃系统-GT外壳外数字控制击破玻璃系统-GT外壳外数字控制击破玻璃系统-GT外壳外数字控制CO2释放/ 区域1数字报警区域1/CO2禁止/补充排放数字状态区域1/CO2禁止/首次排放数字状态CO2首次排放区域1数字控制CO2补充排放区域1数字控制CO2释放/区域2数字报警区域2：CO2禁止/补充排放数字状态区域2：CO2禁止/首次排放数字状态CO2首次排放区域2数字控制CO2补充排放区域2数字控制30CC系统故障数字报警45FP-1火灾预报警在区域1数字报警45FTX-1火灾报警在区域1数字报警45FP-

18、2火灾预报警在区域2数字报警45FTX-2火灾报警在区域2数字报警45FC透平控制间烟感监测报警数字报警33CL1CO2机械闭锁解除在区域1数字报警33CL2CO2机械闭锁解除在区域2数字报警45燃机空气滤网451说明燃机空气过滤系统是由安装在空气过滤器框架处的一个PLC（可编程逻辑控制器）进行控制；该系统的状态信息及跳闸命令通过硬线联接至SPEEDTRONIC盘，燃机空气滤网的状态也通过MODBUS串行口传输至中央控制室；452 摘要（此处略去，见原图）453接口清单编号数据类型用途控制盘/电源400 V AC 电源控制盘/电源230 V AC 电源96TF进气管空气滤网差压420测量30T

19、F空气滤网故障数字报警63TF-1压降大报警数字报警63TF-2A压降大-正常停机数字报警63TF-2B压降大- 正常停机数字报警63CA仪表测量空气压缩机压力低数字报警46 通风及加热系统461说明当燃机运行时，在辅机间及燃机间内的空气进行循环以避免温度升高；相反，当燃机不运行或温度太低时，间内的加热器自动启动；燃气间通常进行通风；通风控制由MARK V根据标准程序进行；燃机间及辅即间的加热由就地自持；燃机控制系统无接口显示；风扇电机及加热器由MCC供电；MARK V于MCC之间的数据交换由无电位差触点实现；462摘要（此处略去，见原件）463接口清单编号数据类型用途288BT-1透平间冷却

20、风扇#1400V AC 电源23BT-188BT-1电机加热器230 V AC电源88VL1燃气间通风风扇电机#1400 V AC电源88VL2燃气间通风风扇电机#2400 V AC 电源23HA辅机间加热器400 V AC 电源23HT燃机间加热器400 V AC 电源AT-TC-1透平间温度热电阻测量33VL1燃气通风活门#1关闭数字报警33VL2燃气通风活门#2关闭数字报警26BT-1透平间温度高/报警数字报警4BTZ1透平间冷却风扇#1启动命令数字控制51BT-1透平间冷却风扇#1故障数字报警30BT-1透平间冷却风扇#1电气故障数字报警52BT-1透平间冷却风扇#1运行数字状态4VL

21、Z1通风风扇#1启动命令数字控制4VL2通风风扇#2启动命令数字控制30VL-1通风风扇#1电气故障/切换数字报警30VL-2通风风扇#2电气故障/切换数字报警51VL-1#1风扇故障数字报警51VL-2#2风扇故障数字报警47油气分离器系统471说明该系统用于将燃机油箱内抽出的油气中的空气和滑油进行分离；其控制和监测由MARK V盘实现；抽油烟机电源由MCC提供；MARK V 于MCC之间的数据交换由无电位差触点实现。472摘要（此处略去，见原图）473 接口清单编号数据类型用途88QV-1滑油分离器电机#1400 V AC 电源23QV-188QV-1电机加热器230 V AC电源63QV

22、-1油雾分离器#1滤网压差高数字报警51QV1油雾分离器风扇故障数字报警4QVZ-1风扇电机启动许可数字控制49X -CKT电机电气故障数字报警48 压气机及透平水洗系统（在线/离线）481说明该系统用于GT运行期间（在线）或停运其间（离线）对GT的压气机和透平进行水洗；这两种情况下，水洗只能在操作员要求下启动；-离线水洗： 离线水洗在SPEEDTRONIC允许下，在安装于水洗站的控制盘上启动； 就地控制盘由MCC供电； MARK V于就地控制盘之间的数据交换由无电位差触电实现；-在线水洗： 在线水洗由MARK V盘启动；482摘要（次出略去，见原图）483接口清单编号数据类型用途控制盘电源4

23、00 V AC 电源43TW1PB离线水洗就地启动/停止命令数字控制4BW-1X允许进行离线水洗数字控制30BW水洗站故障数字报警52BW水洗站离线水洗泵运行数字状态20TW-3压气机在线水洗注入阀数字控制20TW-1压气机离线水洗注入阀数字控制4BW-3允许进行压气机离线水洗数字控制4BW-1离线水洗控制阀打开命令数字控制20TW-2透平离线水洗注入阀数字控制4BW-2透平离线水洗控制阀/打开命令数字控制4BW2X允许启动离线水洗数字控制49燃气监测491 说明燃气监测系统是为了防止燃气在不同的隔间或箱体内的聚集而引起爆炸；报警将会防止操作员提前跳闸燃机系统；每个隔间或箱体都安装有三个燃气监

24、测器；透平控制间内的辅机盘的一个燃气控制机柜对该系统实现优先控制；该控制机柜有不同的卡件从而实现报警和监测功能；所有报警值被送到MARK V 盘由逻辑程序（3选2）进行GT系统的监测；MARK V盘与控制机柜之间的数据交换由无电位差触点实现；492摘要（此处略去，见原图）493接口清单编号数据类型用途45HA1燃气监测器/辅机间OTH测量45HA2燃气监测器/辅机间OTH测量45HA3燃气监测器/辅机间OTH测量45HA4燃气监测器/辅机间OTH测量45HA5燃气监测器/辅机间OTH测量45HA6燃气监测器/辅机间OTH测量45HT1燃气监测器/透平间OTH测量45HT2燃气监测器/透平间OT

25、H测量45HT3燃气监测器/透平间OTH测量45HT4燃气监测器/燃机通风管OTH测量45HT5燃气监测器/燃机通风管OTH测量45HT6燃气监测器/燃机通风管OTH测量燃气监测器极高值数字报警燃气监测器极高值数字报警燃气监测器极高值数字报警燃气间/燃气监测器/高值数字报警燃气间/燃气监测器故障数字报警燃气监测器极高值数字报警燃气监测器极高值数字报警燃气监测器极高值数字报警燃气间/燃气监测器高值数字报警燃气间/燃气监测器故障数字报警燃气监测器极高值数字报警燃气监测器极高值数字报警燃气监测器高值数字报警透平间/燃气监测器高值数字报警透平间/燃气监测器故障数字报警燃气监测器极高值数字报警燃气监测器

26、极高值数字报警燃气监测器极高值数字报警燃机通风管/燃气监测齐高值数字报警燃机通风管/监测器故障数字报警410转子轴系位移及振动系统4101说明该系统用于监测燃机及发电机轴系上的任何位移及振动；报警将会防止操作员提前跳闸燃机；轴系振动测量： 该系统由MARK V进行控制，每一个振动测量装置均会产生一个报警值和跳闸值；4102摘要（此处略去，见原件）4103接口清单编号数据类型用途39V-1A透平振动传感器OTH测量39V-1B透平振动传感器OTH测量39V-3A透平振动传感器OTH测量39V-3B透平振动传感器OTH测量39V-4A发电机振动传感器OTH测量39V-4B发电机振动传感器OTH测量39V-5A发电机振动传感器OTH测量5 主要执行机构控制原理来自（SPEEDTRONIC MARK V ）操作员为了控制燃机及其辅机的电动机型执行器，必须同时处理其两种运行方式和两种操作方式；运行方式： 手动方式 自动方式 这两种方式可在GT低压开关