TS3000机组综合控制技术ppt课件

.,TS3000IntegratedTurbineCompressorControl(ITCC)TechniqueTS3000透平压缩机综合控制(ITCC)技术,.,1.1976Electro-PneumaticGovernor1976电子调速器晶体管电路。缺点：体积大，精度低，可靠性差。2.1980DigitalGovernor1980数字电子调速器集成电路。固化程序。缺点：灵活性差。3.1983UserConfigurableGovernor1983用户可编程数字电子调速器4.1983RedundantSteamTurbineControlSystem1983冗余蒸气透平控制系统5.1985ConfigurableRedundantGovernor1985可编程冗余蒸气透平控制系统6.1988UserProgrammableTMRGas/SteamTurbineControlSystem1988用户可编程三重冗余燃气/蒸气透平机械控制系统7.1993ConfigurableGasTurbineGeneratorController-ITGC1993可编程燃气透平调速控制器8.1993CompressorAnti-SurgeControlSystem-ITCC1993获得专利的电压调节（自动并网）运算法则9.1994PatentonVoltageRegulationAlgorithm1994压缩机防喘振控制系统,TRICONEXTurbineControlInnovationsTRICONEX透平机械控制的革新,.,北京康吉森06年业绩,.,北京康吉森06年业绩,.,北京康吉森06年业绩,.,北京康吉森06年业绩,.,北京康吉森06年业绩,.,北京康吉森06年业绩,.,北京康吉森06年业绩,.,北京康吉森06年业绩,.,北京康吉森06年业绩,.,北京康吉森06年业绩,.,北京康吉森06年业绩,.,北京康吉森06年业绩,.,北京康吉森06年业绩,.,TheAdvantageofTS3000IntegratedTurbineCompressorControlSystem(ITCC)TS3000综合透平压缩机组控制系统的特点-与传统控制器比较,.,TheDis-IntegratedControlSystem传统的分散控制系统,.,TRICONEXTS3000(ITCC)TRICONEXTS3000（透平压缩机综合控制系统）,.,TheadvantageofIntegratedcontrolsystem综合控制系统的优势,Lowerprocurementcosts低成本Lowerengineeringcosts低工程费用Lowerinstallationcosts低安装费用Reducedspacerequirements减少安装空间Lowerfieldinstrumentationcosts现场仪表费用低Nocontroller-to-controllercommunicationdelays没有各种单功能控制器之间通讯的时间延迟Nointerconnectionofcontrollersrequired没有各种单功能控制器之间繁琐的连接,.,TheadvantageofIntegratedcontrolsystem综合控制系统的优势,Singlehardwareplatformtraining独立的硬件平台Singleprogrammingsoftwaretraining独立的编程软件CommonplatformwithESD,BurnerManagementsystemsESD，加热炉管理系统的公共平台Nota“blackbox”不是“黑匣子”Easytoprogramandmakechanges容易编程和修改程序Seamlesscoordinationof如下控制是同等的Turbinecontrol透平控制Compressorsurgecontrol压缩机喘振控制Capacitycontrol负荷控制Steamsystemcontrol蒸汽系统控制,.,基于SIL3级可靠的硬件平台在不停车的情况下在线维护系统的扩性适应单机组或多机组控制灵活的机组控制软件包1.机组公用软件2.防喘振控制软件3.调速软件4.多机功用软件组态向用户开放,不是黑匣子调速、防喘、负荷协调控制（协调的概念和目的）良好的人机界面,TS3000控制系统在实际应用与日常维护中的优点,.,ThefunctionofTS3000systemTS3000系统的功能,1、Steamturbinespeedcontrol汽轮机调速控制2、Steamturbineoverspeedprotect汽轮机超速保护3、CompressorAnti-Surgecontrol压缩机组防喘振控制4、PerformanceControl,mainandassistmachinetechnicsparametermonitor机组性能控制、主机及辅机的工艺参数监控5、Turbineaxletreeposition,temperatureandvibrationmonitor机组轴承位移、温度、振动监控6、SequencingControl顺序控制7、Theinterlocklogiccontroloftheturbineandunit.机组和装置的联锁逻辑控制,.,TS3000triple-modularredundantfault-tolerantcontrolsystemTS3000三重冗余容错控制系统,.,Communicationwithothersystem与其它系统通讯功能,.,SpeedcontrolStrategy速度控制策略,Accuratespeedmeasure-within0.01%精确的速度测量测量精度0.01%CriticalSpeedavoidance临界速度控制Multiplewarm-upholdpoints多段暖机设定点MagneticSpeedPickupSelectionBlock电磁速度探头的选择EachPImodulecanconnect8speedsignal每块PI卡可以接8路速度信号Mid-selectfor3ormorespeedsignals3个速度探头则采用中值High-selectfor2speedsignals2个速度探头则高选,.,SpeedMeasurement转速测量,.,SpeedSelectBlock转速选择模块,.,Speedcontrollogicwhenreadytostart起机时机组转速控制的逻辑,.,Typicalturbinestartupcurve典型的机组起机曲线,.,Sequencemode方式设定Description描述0Shutdown停机1ReadytoStart(Standby)准备启动2Warmup暖机3Acceleration升速4Run(Noloadratedspeedtomaximumcontrolspeed)正常操作5OverspeedTripTest超速试验,Steamturbinestart-upsequencedescription蒸汽轮机起机顺序,.,Steamturbinestart-upsequencedescription蒸汽轮机起机顺序,.,TurbineAuxiliariesControl汽轮机辅助控制,CondenserLevelControl冷凝器夜位控制Oilsystemmonitoring油系统监视Reservoirlevel油箱液位Oilfilterdifferentialpressure过滤器差压Oilheaderpressuremonitoring机头油压监视Spareoilpumpstart/stop辅油泵启/停Oilpressurealarmandtrip油压报警和跳车,.,TurbineAuxiliariesControl汽轮机辅助控制,Vibrationmonitoring振动监视Thrustmonitoring位移监视Steamheaderpressurecontrol(PRV)机头压力控制Bearingtemperaturemonitoring轴承温度监视Steamsealingsystemcontrol蒸汽密封系统控制,.,Anti-SurgeControl防喘振控制,.,Compressorbriefnesssketchmap压缩机简单示意图,.,Anti-SurgeControl防喘振控制,UniversalSurgeLine通用的喘振曲线Anti-SurgeControlcharacteristic防喘振控制特性Automationincreasesafetymargin自动增加安全域度Setpointtrackfunction设定点跟踪功能Speedilyopenandslowlyclosethecircumfluencevalve回流阀快开-慢关控制功能SpecialSurgeOverrideFunction独立的比例控制功能Speedcouplingcontrol速度耦合控制,.,Compressorcharacteristic压缩机特性,典型的压缩机曲线,.,CurrentSurgecurve通用的喘振曲线,.,Typicalcompressorefficiencycurve典型的压缩机效率曲线,.,Compressorcapabilitycurve压缩机工作性能图,.,Compressorcapabilitycurvecalculate压缩机性能曲线的计算,Neededparameter:需要的参数Theoriginalitydatawhenthecompressormanufacture压缩机制造原始数据Workcurve工作曲线Surgetestdate喘振测试数据,.,PerformanceCurveDevelopment性能曲线开发,Selectpointsalongsurgecurve沿喘振线选择设定点,.,CalculatePerformanceData性能计算数据,.,Twocompressorsparallelrun两台压缩机并行运行,.,Anti-Surgecontrollogic防喘振控制逻辑,.,Setpointtrack设定点跟踪技术,.,SurgeOverrideFunction比例功能,.,Compressorefficiencymonitor压缩机效率监测,Usingcapabilitycurve利用性能曲线Realtimeefficiencytrack实时效率跟踪Monitortimealternationoptimize监测时间间隔优化Turbine/compressorforepartfaultalarm透平/压缩机早期故障报警,.,实例结合程序讲述调节过程,一调速程序简介请参考升速曲线启动顺序由一系列方式和状态来组成，系统中的顺序逻辑指定在任何当前方式下程序将会进入某种方式。以保证确定的程序进程以及在某一特定机械设备故障情况下采取的动作。如果启动程序选择自动升速方式，透平转速将沿升速曲线自动上升。如果启动程序选择手动升速方式，可由现场就地盘升速/降速操作按钮，或操作画面升速/降速按钮来执行。程序将按事先确定的升/降速速率进行，不再考虑预定的暖机停留时间。,.,*调速程序简介调速程序主要由以下几个部分组成：1).开机顺序程序.完成模式的控制和选择。2).目标值程序.完成在相应的模式下选择对应的最大最小目标值。3).爬坡速率程序.完成在相应的模式下对应升降速速率的选择。4).实际设定值生成程序.依据在相应模式下的目标值和速率生成实际的给定值。例如:在模式由2变成3时,其最大目标速度由0变为1500RPM,速率为300RPM/M，则实际设定值由0RPM按照300RPM/M的速率升到1500RPM.当模式由3变成4时,其最大目标速度由1500RPM变为4000RPM,则实际设定值由1500RPM按照300RPM/M的速率升到4000RPM。,.,5).调速器控制输出程序主要由VPID功能快来完成,其功能与常规调节器类似.但它只采用自动方式,输出加有模式小与2,强制输出为0,转速1000RPM时输出最大为40%的限制.详细介绍见功能块说明.注意：i、机组在升速过程中，无论在手动还是自动操作模式时，通过临界区时，均强制自动操作通过，待通过临界区后恢复正常升速。ii、汽轮机单机超速试验时，注意：只有在停机时，iMODE2.按超速试验按钮，否则不可以超速试验。超速试验时，分电子超速和机械超速试验，在电子超速状态下，不能做机械超速，因为电子超速的量程范围被限制，只有在机械超速试验状态下，才可以机械超速试验（量程范围被扩大）。,.,二、机组速度控制的过程(见画面,具体见逻辑图),.,（一）、汽轮机主气门的静态测试：,汽轮机主气门的静态测试工作只有在模式小于等于1时进行，大于1和权限不够时失效且不可见，具体做法如下：1在模式小于等于1时，按气压机调速画面的静态测试按钮，弹出静态测试画面如下：,.,2做静态测试之前请详细阅读画面中的说明后，按静态测试按钮。弹出“静态测试”、“取消测试”、“取消”对话框，选择你想进行的操作。若按“静态测试”则进入静态测试阶段，可以通过游标或数字输入的方式改变去电液转换器的电流值，从而改变主气门的开度。5测试完毕请按“取消测试”后，再按画面中的推出按钮。,.,（二）TS3000系统控制的特点,TS3000系统针对汽轮机的特点采取如下控制措施；机组启动过程的速度控制TS3000系统针对汽轮机在启机过程中所处的不同状态来实现机组的速度控制，TS3000系统将机组在启动运行中定义了8种运行方式，表示各种运行状态，各方式控制程序的定义如下：（见下图）方式描述：Mode0TurbineShutdown系统停车Mode1SystemReset系统复位Mode2Ready-to-Start准备启动Mode3Warm-up1暖机1Mode4Warm-up2暖机2Mode5Accelerate升速Mode6Run运行Mode7NormalShutdown正常停车Mode8Over-speedTest超速试验,.,启动顺序由一系列方式和状态组成，TS3000中的顺序逻辑指定在任何当前方式下程序将会进入某种方式。以保证特定的程序进程以及在某一特定机械设备故障情况下采取的动作。如果启动程序选择自动升速方式，透平转速将沿升速曲线自动上升。如果启动程序选择手动升速方式，可由现场控制盘升速/降速按钮或HMI上的升速/降速软按钮来执行。系统默认为HMI若由现场控制盘升速/降速按钮进行升速和降速,则通过HMI上的就地盘/控制室选择开关来实现.,.,Mode0：系统停车或联锁动作就是方式0。Mode1：联锁信号解除，经复位后，系统进入方式1,此时速关阀启动（速速关阀）。防喘振调节阀电磁阀带电，此时可以用手动控制输出控制防喘振调节阀的开度，此步可以完成防喘振调节阀的静态测试。此步也可以完成主汽门的静态测试，按调速画面中的静态测试按钮，弹出静态测试画面，注意：此按钮只有在模式小于等于1时可见且有操作权限。静态测试完毕，请按取消测试按钮后再按推出按钮，退出静态测试画面。3.Mode2：具备启动条件后,系统进入方式2。系统动作如下：*就地允许启动灯亮。,.,.,.,Mode3:上述条件满足后，按下“启动”按钮（透平启动）后，系统进入方式3。系统动作如下：当选择自动升速方式时，目标设定值(第一暖机转速为:1500转/分)为暖缸转速，当前设定值按既定斜率爬坡到目标设定值。当实际转速到达1500转/分时,进行暖缸。暖缸分冷暖和热暖两种方式,冷暖时间为45分钟,热暖时间为20分钟。自动/手动方式升速速率可设置(目前为:5转/秒)。机组升速沿预定曲线上升。手动方式下选择就地盘方式，就地盘操作指示灯亮。此时就地盘按钮有效,HMI按钮失效。手动方式不考虑暖机时间。手动方式时一旦松开升速/降速按钮，目标设定值将同于当前设定值，暂时停止升速/降速。如果选择了自动方式，目标设定值为暖缸转速，转速达到暖缸转速时将启动暖机定时器。定时时间到，进入MODE4。进行二阶暖机。第二暖机转速为:4000转分,暖机时间为:20分钟。手动方式将直接进入MODE4。如升速方式是自动，在HMI上切为手动，目标设定值将同于当前设定值，暂时停止升速/降速。,.,Mode4:方式4中当自动时，暖机时间到则自动从暖机1进入暖机2状态，系统动作如下：a.升速控制器自动方式时目标设定值，当前设定值将向目标设定值爬坡。如升速方式自动，在HMI上切为手动，目标设定值将同于当前设定值，暂时停止升速/降速。操作人员可用手动按钮升速/降速来恢复升速/降速。b.如选择手动方式（可选择就地盘或HMI），并选择升速/降速按钮，当前设定值将按固定升速率靠近目标设定值。手动方式下选择就地盘方式，就地盘操作指示灯亮。手动方式不考虑暖机时间。手动方式时一旦松开升速/降按钮，目标设定值将同于当前设定值，暂时停止升速/降速。,.,Mode5:系统自动进入方式5。动作如下：a临界区设置，在该范围，控制器以较快的速率升速/降速。如在临界区由自动切手动，将被禁止，一旦走出临界区，目标设定值将同于当前设定值，暂停升速/降速b任何联锁停车将使系统回到MODE0。Mode6:系统自动进入方式6。系统动作如下：一旦进入方式6，目标设定值限制在当前方式最大/最小设定值之间。a.给定值限制在当前方式最大/最小设定值之间，超过将不接受。b.任何联锁停车将使系统回到MODE0。,.,Mode7:在方式6状态下，以管理员以上身份进入系统，按下“正常停车”按钮后自动进入方式7，系统动作如下：系统会慢慢把转速降下来，可在1500转/分停留2分钟时间，然后停车。Mode8:在方式2状态下，以管理员以上身份进入系统，按下“超速试验”按钮后自动进入方式8，系统动作如下：,.,a.此时需要在现场手动升速。b.按下“超速试验”时，转速在大于15611转/分（105%NE）时跳车。c.按下“机械试验”时，转速在大于16511转/分（110%NE）时跳车。d.若想取消超速试验，请按“超速试验”弹出对话框的“取消试验”按钮。,.,(三)压缩机防喘振控制(见画面,具体见逻辑图),.,防喘振控制在完全手动状态下gMANUAL置1，输出阀位由操作员在HMI“手动输出”上给出，当在半自动状态下，手动控制时，喘振控制优先。本程序喘振控制模式采用压比rPRATIO（Pd/Ps纵坐标）对能力rHX（h/Ps横坐标）组成的坐标曲线，具体参数如下：入口流量：FI51190-90000m3n/min;出口压力：PI51220-16MPa；入口压力：PI51210-12MPa；入口温度：TI5165_10-100C；喘振线X0.08.1610.8613.9617.4425.55Y1.01.1251.171.231.311.43控制线(+8)X8.016.1618.8621.9625.4433.55在本系统中，我们利用TRICON防喘振扩展函数功能模块SGB400来完成主风机的防喘振控制。,.,HMI画面上有喘振曲线图，其中有喘振线，和防喘振线，当喘振发生后防喘振线每次增加2%生成喘振下移线，成为新的防喘振线。当工况稳定脱离喘振区后，可按复位按钮，取消喘振下移线,恢复原防喘振线。随工况移动的工作点，指示出现在的工作点与防喘振线的距离。控制方式：有自动，半自动和手动，三种方式。自动方式下，喘振控制输出为自动控制输出。（其值为PID输出与比例输出高选值。）在手动方式下，输出阀位由操作员在HMI“手动输出”上给出。当在部分手动状态下，手动控制值，与喘振控制输出值选高值。喘振控制由喘振线和防喘振线及喘振下移线组成，当工作点越过防喘振线时，防喘振阀开始打开。控制输出具有快开、慢关功能。,.,PID控制参数:作用方式：反作用。给定值SP为由HOVER控制点设定值生成的，由于工艺车间要求取消设定点徘徊功能，振盘旋裕度kHOVER设置为55故，给定值SP一般为TOTAL_SAFETY,既5%。PV值为rMARGIN。放大倍数rSRG_G及积分时间rSRG_R，由函数Adptv_Tn1自动给出。可通过调整参数来改变比例，微分值。比例功能：系统中有一个独立的比例项，它可强制防喘振阀打开，其作用与常规PI调节器之间相互独立。当操作点工作在喘振控制线rSUCLN的左侧时，比例项在喘振控制线左侧的rMAR某一设定区域内开始打开防喘振阀。本系统设置为0.7,喘振线与防喘振线之间距离为0-100%,当工作点距离喘振线70%时防喘振阀开始打开,当工作点到喘振线时比例输出为100%。,.,喘