GE燃机及辅机系统控制方案设计书与原理和监测系统分析.docx
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GE燃机及辅机系统控制方案设计书与原理和监测系统分析
封面
作者:
PanHongliang
仅供个人学习
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“SPEEDTRONICMARKV”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
3.2.1燃机控制系统
燃机及其辅机是由GE公司制造的“SPEEDTRONICMARKV”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:
⏹燃机的起动
⏹温度.转速.升速率及负荷控制
⏹燃机冷却
⏹燃机及辅机的保护
⏹辅机程控
⏹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:
●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;
●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:
●逻辑输入:
无电位差触点
由MARKV盘125VDC提供
耗损:
12Ma
●逻辑输出:
无电位差触点
额定电源:
125VDC:
0。
2A电感负荷/0。
5A电阻负荷
120Vac:
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)
0-10Vdc
RTD铂(100欧姆)
热电偶E.J.K.或T
*模拟输出:
4-20mA(24Vdc提供给双线传感器)
0-10Vdc
最大阻抗:
500欧姆
3.2.2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:
⏹一个操作员接口
⏹一个数字化电压调节系统
⏹一个具有输出继电器的发电机保护中央系统
⏹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)
⏹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MARKV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LGPG111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:
4-20mA(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)
1-10Vdc
3.2.3马达控制中心
MCC用于实现电动机等电动驱动元件及执行器。
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:
⏹AC/DCMCC400V三相50HZ
⏹AC115/230V50HZ盘柜
⏹DC125V盘柜
⏹400/115-230Vac低压/低压变压器
⏹UPS125VDC/230VAC
-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(125VDC)。
*逻辑输出;适应于“SPEEDTRONIC”特性的无电位差触点(125VDC)。
4.燃机辅助系统组成
4.1轻油控制系统
4.1.1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“SPEEDTRONICMARKV”实现;
电动机的电源由MCC提供;
所有电动机均由MARKV根据标准程序进行控制;
MARKV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MARKV传
至中央控制室;
4.1.2摘要(此处略去,见原件)
4.1.3接口清单
编号
数据
类型
用途
88FD-1
清油泵电机#1
400VAC
电源
88FD-2
清油泵电机#2
400VAC
电源
23FD-1
88FD-1电机加热器
230VAC
电源
23FD-2
88FD-2电机加热器
230VAC
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
4.2重油控制系统
4.2.1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SPEEDTRONICMARKV实现;
电动机电源由MCC提供;
所有电动机均由MARKV根据标准程序进行控制;
MARKV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MARKV传送至中央控制室;
4.2.2摘要
(略,见原图)
4.2.3接口清单
编号
数据
类型
用途
88FU-1
重油输送泵电机#1
400VAC
电源
88FU-2
重油输送泵电机#2
400VAC
电源
23FU-1
88FU-1电机加热器
230VAC
电源
23FU-2
88FU-2电机加热器
230VAC
电源
88DA
产品卸载泵
230VAC
电源
88FA-1
抑钒剂加药泵#1
400VAC
电源
88FA-2
抑钒剂加药泵#2
400VAC
电源
4FU1
#1重油泵启动确认
数字
控制
4FU2
#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
4-20MA
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
4.3燃机及发电机冷却器
4.3.1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:
⏹每个模块中的一台组成固定组;
●每个模块中的另外两台则组成调节组;该系统的控制由MAARKV根据标准程序进行控制;风扇电机及水泵电机均由MCC提供电源;
4.3.2摘要
(见原图,此处略)
4.3.3接口清单
编号
数据
类型
用途
88FC11
风扇电机/空冷器11
400VAC
电源
88FC12
风扇电机/空冷器12
400VAC
电源
88FC13
风扇电机/空冷器13
400VAC
电源
23FC11
88FC11电机加热器
230VAC
电源
23FC12
88FC12电机加热器
230VAC
电源
23FC13
88FC13电机加热器
230VAC
电源
88FC21
风扇电机/空冷器21
400VAC
电源
88FC22
风扇电机/空冷器22
400VAC
电源
88FC23
风扇电机/空冷器23
400VAC
电源
23FC21
88FC21电机加热器
230VAC
电源
23FC22
88FC22电机加热器
230VAC
电源
23FC23
88FC23电机加热器
230VAC
电源
88FC31
风扇电机/空冷器31
400VAC
电源
88fc32
风扇电机/空冷器32
400VAC
电源
88fc33
风扇电机/空冷器33
400VAC
电源
23fc31
88FC31电机加热器
230VAC
电源
23fc32
88FC32电机加热器
230VAC
电源
23fc33
88FC33电机加热器
230VAC
电源
88wc1
水泵电机#1
400VAC
电源
88wc2
水泵电机#2
400VAC
电源
23wc1
88WC1电机加热器
230VAC
电源
23wc2
88WC2电机加热器
230VAC
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
4.4燃机及发电机的火灾保护
4.4.1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;
MARKV于MCC及火灾盘之间的数据交换由无电位差触点实现;
4.4.2摘要
(此处略去,见原图)
4.4.3接口清单
编号
数据
类型
用途
控制盘电源
230VAC
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-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-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
33CL1
CO2机械闭锁解除在区域1
数字
报警
33CL2
CO2机械闭锁解除在区域2
数字
报警
4.5燃机空气滤网
4.5.1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;
4.5.2摘要
(此处略去,见原图)
4.5.3接口清单
编号
数据
类型
用途
控制盘/电源
400VAC
电源
控制盘/电源
230VAC
电源
96TF
进气管空气滤网差压
4——20
测量
30TF
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
4.6通风及加热系统
4.6.1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MARKV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;
MARKV于MCC之间的数据交换由无电位差触点实现;
4.6.2摘要
(此处略去,见原件)
4.6.3接口清单
编号
数据
类型
用途2
88BT-1
透平间冷却风扇#1
400VAC
电源
23BT-1
88BT-1电机加热器
230VAC
电源
88VL1
燃气间通风风扇电机#1
400VAC
电源
88VL2
燃气间通风风扇电机#2
400VAC
电源
23HA
辅机间加热器
400VAC
电源
23HT
燃机间加热器
400VAC
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
4VLZ1
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
4.7油气分离器系统
4.7.1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MARKV盘实现;
抽油烟机电源由MCC提供;
MARKV于MCC之间的数据交换由无电位差触点实现。
4.7.2摘要
(此处略去,见原图)
4.7.3接口清单
编号
数据
类型
用途
88QV-1
滑油分离器电机#1
400VAC
电源
23QV-1
88QV-1电机加热器
230VAC
电源
63QV-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
4.8压气机及透平水洗系统(在线/离线)
4.8.1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;
MARKV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MARKV盘启动;
4.8.2摘要
(次出略去,见原图)
4.8.3接口清单
编号
数据
类型
用途
控制盘电源
400VAC
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
4.9燃气监测
4.9.1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MARKV盘由逻辑程序(3选2)进行GT系统的监测;
MARKV盘与控制机柜之间的数据交换由无电位差触点实现;
4.9.2摘要
(此处略去,见原图)
4.9.3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
OTH
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
4.10.转子轴系位移及振动系统
4.10.1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:
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