燃气—蒸汽联合循环机组控制系统的设计与实现

发布时间：2017-07-17 04:04

  本文关键词：燃气—蒸汽联合循环机组控制系统的设计与实现

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【摘要】：随着能源结构调整和环保要求提升,燃气-蒸汽联合循环机组凭借其热效率高、调峰性能好、建设周期短、投资省、污染小等优点,日益受到人们的青睐。近年来,国内引进了大量的E级、F级燃气轮机,但对于燃气轮机控制系统的核心技术尚未完全掌握。燃气-蒸汽联合循环机组控制系统主要由分散控制系统(DCS)、汽轮机数字电液控制系统(DEH)和随燃机主设备提供的燃机控制系统(TCS)组成。而对于DCS系统,由于国内技术已经相当成熟而且成本较低。因此,在工程应用中,经常出现TCS系统与DCS系统来自不同的生产厂家。因为两套控制系统来自不同的生产厂家,所以在调试、运行过程中会存在诸多问题。本文以京西电厂联合循环机组做为工程实例,采用西门子SPPA-T3000控制系统设计出一套全厂一体化控制系统。首先,对燃气-蒸汽联合循环机组的工作原理,燃气-蒸汽联合循环发电技术的发展现状进行了简单介绍,阐明了控制系统在燃气-蒸汽联合循环机组中的重要作用和意义。其次,明确控制系统的设计目标及性能指标要求。从控制器分配、IO模块分配、电源系统设计和系统可靠性等方面完成了对京西电厂联合循环机组硬件系统的设计。并详细介绍了西门子SPPA-T3000控制系统的网络结构,控制方式和主要硬件设备的详细参数。再次,对APS自动启动功能需求进行了分析,论述了APS设计目标、设计原则、设计思想。并完成APS系统功能设计。最后,详细讲述了京西电厂选择西门子全厂一体化控制系统的原因；介绍了燃气轮机保护系统及控制系统的性能测试方案和测试结果；对工程调试过程中遇到的问题进行了详细分析。
【关键词】：燃气-蒸汽联合循环 燃气轮机 SPPA-T3000控制系统 APS自动启停系统
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 本课题的背景及意义9
• 1.2 燃气-蒸汽联合循环发电的工作原理及特点9-10
• 1.2.1 工作原理9
• 1.2.2 燃气-蒸汽联合循环发电的特点9-10
• 1.3 燃气-蒸汽联合循环机组国内外发展的现状10-11
• 1.4 研究燃气-蒸汽联合循环机组控制系统的必要性11-12
• 1.5 本论文的主要研究内容12-13
• 第二章 联合循环机组控制系统硬件设计13-24
• 2.1 设计基础13
• 2.2 设计目标及性能指标13-15
• 2.2.1 设计目标13-14
• 2.2.2 性能指标要求14-15
• 2.3 控制器分配设计15-16
• 2.3.1 设计原则15
• 2.3.2 设计方案15-16
• 2.4 IO模块分配设计16-17
• 2.4.1 设计原则16
• 2.4.2 设计方案16-17
• 2.5 控制柜设计17-18
• 2.5.1 设计原则17
• 2.5.2 设计方案17-18
• 2.6 电源系统设计18-21
• 2.6.1 设计原则18
• 2.6.2 设计思路18
• 2.6.3 设计方案18-21
• 2.7 接地系统设计21
• 2.8 可靠性设计21-23
• 2.8.1 防误动设计22-23
• 2.8.2 防拒动的设计23
• 2.9 本章小结23-24
• 第三章 SPPA-T3000控制系统简介24-33
• 3.1 概述24
• 3.2 T3000控制系统的主要硬件设备24-30
• 3.2.1 控制器(CPU)24-25
• 3.2.2 FM458控制器25
• 3.2.3 过程输入/输出(I/O)模件25-27
• 3.2.4 服务器27-28
• 3.2.5 SCALANCE交换机28-29
• 3.2.6 多机组路由器29
• 3.2.7 人机接口29-30
• 3.2.8 主时钟30
• 3.3 T3000系统网络结构30-32
• 3.3.1 单元机组网络结构30-31
• 3.3.2 多机组系统网络结构31
• 3.3.3 与其它系统的通讯接口31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 联合循环机组APS系统33-39
• 4.1 设计目标33
• 4.2 设计原则33-34
• 4.3 设计思想34
• 4.4 设计流程34
• 4.5 APS系统详细设计34-36
• 4.5.1 APS总体结构34-35
• 4.5.2 划分功能组35-36
• 4.5.3 APS断点设计36
• 4.6 APS系统的实现36-37
• 4.6.1 启动允许条件36
• 4.6.2 启动步骤36-37
• 4.7 本章小结37-39
• 第五章 联合循环控制系统在电厂中的应用39-49
• 5.1 京西电厂燃气-蒸汽联合循环机组工程概况39
• 5.2 联合循环控制系统的控制方案的选取39-40
• 5.2.1 联合循环控制系统的控制范围与功能的分析39
• 5.2.2 控制系统的选取39-40
• 5.3 TCS与DCS的通讯的实现40-42
• 5.3.1 AP间通讯的实现方式41
• 5.3.2 TCS与DCS之间的硬接线信号41-42
• 5.4 多机组通讯的实现42
• 5.5 燃气轮机保护功能的实现42-46
• 5.5.1 AP控制器逻辑保护系统42-44
• 5.5.2 Schloesser硬回路保护(故障安全保护)44-46
• 5.6 控制系统性能测试46-48
• 5.6.1 控制系统可利用率试验46-47
• 5.6.2 测试结果47-48
• 5.7 本章小结48-49
• 第六章 调试过程中遇到问题及处理49-51
• 6.1 控制器间通讯故障49
• 6.2 公用系统化学水控制器通讯故障49-51
• 第七章 结论与展望51-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-55
• 在职研究生期间发表的论文55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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1 来娜;燃气—蒸汽联合循环机组动态特性仿真分析及优化[D];华北电力大学;2012年

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