燃气—蒸汽联合循环电厂控制系统的研究与应用

论文摘要

本文首先对燃气-蒸汽联合循环电站产生的背景、意义以及控制系统研究和开发的必要性进行了分析,考虑到目前国内尚未掌握大型燃机的控制技术的现状,对目前国内新建联合循环机组中燃机的主力机型——GE公司的S109FA单轴联合循环机组的新一代燃机控制系统MARKⅥ的配置、三冗余结构、数据输入输出处理机制以及时间同步等问题进行了详细地分析研究;其次剖析了DCS控制系统,着重介绍了在燃机电厂具有众多应用业绩的艾默生公司OVATION DCS控制系统的网络结构、控制方式、主要硬件、软件的配置情况。提出了燃气-蒸汽联合循环电站的几种控制方案,并且通过结合一个发电厂的运用实例来描述如何采用MARKⅥ和OVATION分散控制系统,实现燃机、汽机和余热锅炉、辅助系统及整套联合循环的控制,并着重对燃机MARKⅥ、汽机MARKⅥ和OVATION之间的通讯设计,LS2100静态变频启动系统配置方案、工作原理和保护功能进行了详细分析探讨,同时对EX2100励磁系统也做了介绍。针对国内普遍存在的MARKⅥ和OVAT10N两系统间的通讯故障,结合实际,分析了通讯故障发生的诱因,并给出了现实可行的解决方案,对于国内9F燃气-蒸汽联合循环电站解决该类通讯故障具有一定的参考价值。同时对静态变频启动系统和励磁系统在调试运行中存在的问题也进行了分析探讨。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 燃气-蒸汽联合循环发电的背景及意义
• 1.2 燃气-蒸汽联合循环发电的工作原理及特点
• 1.2.1 工作原理
• 1.2.2 特点
• 1.3 燃气-蒸汽联合循环机组国内外发展的现状
• 1.4 燃气-蒸汽联合循环机组控制系统研究的必要性
• 1.5 燃气轮机控制系统的发展历程
• 1.6 本论文的主要工作
• 第二章 燃机控制系统MARK VI
• 2.1 MARK VI控制系统的配置
• 2.1.1 人机界面HMI
• 2.1.2 控制模块
• 2.1.3 数据网络
• 2.2 燃机控制系统MARK VI的三冗余（TMR）结构
• 2.2.1 三冗余系统的基本原理
• 2.2.2 三冗余系统的结构
• 2.2.3 三冗余的操作
• 2.3 燃机控制系统MARK VI的输入与输出的表决机制
• 2.3.1 输入表决
• 2.3.2 输出表决
• 2.4 MARK VI的时间同步的设置
• 2.4.1 MARK VI的时间同步的作用
• 2.4.2 MARK VI的时间同步的工作过程
• 2.4.3 NTP的工作方式
• 第三章 燃气-蒸汽联合循环机组DCS控制系统
• 3.1 DCS概述
• 3.2 燃气-蒸汽联合循环机组DCS的功能和要求
• 3.4 OVATION DCS控制系统
• 3.4.1 OVATION分散控制系统的网络构成
• 3.4.4 OVATION分散控制系统的主要的硬件设备
• 3.4.5 OVATION分散控制系统的软件配置
• 第四章 联合循环控制系统在电厂中的设计与应用
• 4.1 镇海电厂S109FA燃气-蒸汽联合循环机组工程概况
• 4.2 燃气-蒸汽联合循环控制系统的控制方案的设计
• 4.2.1 燃气-蒸汽联合循环控制系统的控制范围与功能的分析
• 4.2.2 控制方案的设计
• 4.3 镇海电厂S109FA联合循环控制系统的总体结构设计
• 4.4 镇海电厂S109FA联合循环控制系统的硬件配置
• 4.5 MARK VI与DCS的通讯设计
• 4.5.1 通讯接口的设计要求
• 4.5.2 MARK VI与DCS的通讯方式
• 4.5.3 OVATION系统与其它系统的接口
• 4.5.4 MARK VI与OVATION的通讯的具体实现
• 4.5.5 MARK VI与OVATION的通讯配置
• 4.5.6 MARK VI与OVATION DCS的通讯的特点
• 4.6 MARK VI与OVATION的硬接线信息交换方式的设计
• 4.6.1 从OVATION到MARKVI的开关量信号的设计
• 4.6.2 从MARK VI到OVATION的开关量信号的设计
• 4.6.3 从OVATION到MARK VI的模拟量信号的设计
• 4.6.4 从MARK VI到OVATION的模拟量信号的设计
• 4.7 燃机MARK VI和汽机MARK VI之间硬接线信息交换方式的设计
• 4.7.1 从燃机MARK VI到汽机MARK VI的主要信号设计
• 4.7.2 从汽机MARKVI到燃机MARKVI的主要信号设计
• 4.8 镇海电厂S109FA燃机LS2100静态变频启动系统设计
• 4.8.1 LS2100静态变频启动系统的配置方案
• 4.8.2 LS2100静态变频启动系统的工作原理
• 4.8.3 LS2100静态变频启动系统的保护功能
• 4.9 镇海电厂S109FA燃机EX2100励磁系统
• 第五章 控制系统调试运行中的一些问题探讨
• 5.1 MARK VI与OVATION的通讯故障
• 5.1.1 MARK VI与OVATION的通讯故障现象
• 5.1.2 MARK VI与OVATION的通讯故障原因分析
• 5.1.3 MARK VI与OVATION的通讯故障解决方案
• 5.2 LS2100静态变频启动系统的问题
• 5.3 EX2100励磁控制系统的问题
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 在攻读学位期间发表的论文
• 致谢