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1、 燃料系统 燃料系统的构成 （1）、由气体、液体及双燃料系统（或合成气 燃料）系统等部分组成。 它与控制、燃烧、跳闸油等系统密切关联。 （2）、燃料系统在机组中的控制逻辑关系或 相对位置，见下图所示。 1 机组控制系统图 2 3 机组控制系统图 燃料系统在机组控制逻辑中位置 4 一、概述 v燃气轮机的三种燃料系统，即： 1）气体燃料；2）液体燃料；3）双燃料 。 v不同燃料系统的区别 1、不同燃料系统的部件构成不同； 2、各系统组成部件构成其自身的特殊性； 3、燃料流量、压力、温度控制各具特点； 5 不同燃料系统的区别（续） 轻油燃料系统中，用控制燃油旁路回油量方法实 现流量控制； 燃油喷油嘴
2、加装了雾化空气系统，以满足充分、 高效、清洁燃烧的要求； 采用速度比例阀和燃料控制阀串联方式，实现对 气体燃料量的动态控制，实现稳定运行； 双燃料系统中，需要两种燃料比例分配装置； 重油或榨油燃料系统中，需加装预处理装置。 6 可见，不同的燃料系统，运行区别较大 ！ 燃料系统的运行描述 燃机从启动、暖机、加速、同期、加减负荷、 转速和温度的控制逻辑中，获得燃料信号，由 控制软件分析判断并发出控制信号，改变燃料 量，燃料量随机组工况而变化，实施控制。 如：当排气温度超过给定值，温控系统必然采 取相应减少燃料量措施，如果超温很多，温度 保护系统将切断燃料供应。相反亦然。 对上述各系统的控制，由FS
3、R信号送给燃料系统 作为基准，与燃机排气温度作比较。 7 FSR气体燃料冲程基准 二、气体燃料系统 （一）气体燃料系统的组成 气体燃料测量装置。测量气体燃料流量用的系统， 位于燃料气输送管线上，见图9-20。 测量管，孔板流量计； 孔板前压力由变送器信号96FG-1送积算仪。 P=0-28(kg/cm2)，对应输出420 mA 为保证精度设有两个压差变送器： 96FF-1(低量程），96FF-2 (高量程）； 温度传感器FT-GI-1,-2,-3参与流量积算； 积算仪安装在透平控制盘上。 一种新型的测量仪表：智能探针式流量计简介 8 智能探针式流量计简介 主要部件：探针、压差、压力变送器、温度
4、传感器、 积算仪及联接阀门等。 优点：测量精度高（1）；性能稳定； 测量范围宽（05000吨/时）； 适应性强，适合多种结构型式的管道； 可对各种气体或液体测量（如天然气、蒸汽、油 品等均可测量）。 智能程度高，可当地或远程显示； 使用寿命长、基本上不需要维护。 由于其精度高，可作为校验仪表使用等。 采用焊接或螺栓联接。 9 燃料气测量原理图 温度传感器 10 孔板流 量计测量 气 体 燃 料 的 测 量 原 理 11 孔板流 量计测 气体量 电 液 伺 服 阀 工 作 原 理 线性可变差动变压器 Linearity variety differential transformer (for
5、short, LVDT) LVDT 功能：反馈位置信号。（原理如下图） 位置反馈信号图 15 外围天然 气增压站 控制VSR 前压力 气 体 燃 料 系 统 16 失电排 放气体 气 体 燃 料 控 制 阀 17 气 体 燃 料 旁 通 阀 18 9E气体燃料系统图 19 燃料系统的组成 本系统与跳闸油、液压供给、控制系统关联； 参照系统图921，按照燃料气行踪分析： 过滤器，去除燃料气中的杂质，保护阀门； 排污阀定期排污； 气体速度比例截止阀VSR； (Gas stop ratio valve（ VSR)） 气体燃料控制阀VGC； (Gas control valve （VGC)） 气体燃料
6、分配母管； 十个燃烧室喷嘴； 21 部件之间的控制逻辑关系 伺服阀90SR控制速比阀(VSR)，气体燃料切断阀 VH5，油动机和速比阀的位置反馈用的线性可变 差动变压器(LVDT)及96SR-1,-2调控； (Stop ratio valve-control servovalve 96SR- 1,-2) 伺服阀65GC控制燃料控制阀(VGC)，油动机和燃 料控制阀位置反馈用的线性可变差动变压器 (LVDT)及96GC-1,-2调控； (Gas control valve LVDTs 96GC-1,-2) 两个伺服阀非常娇贵，在其液压油进油管上装有油 滤FH7,油滤前后有差压指示器； 22 部件
7、之间的控制逻辑关系（续1） 速比阀前的压力表和压力开关63FG-3, 当p17.23.35(kg/cm2) , 压力开关触点断开，经通讯器C,CRT上报警 ； VSR和VGC之间有一个压力表和三只压力变换器 96FG-2A,2B,-2C, 它们将021 (kg/cm2)压力信号转换成05V电 压，送给R、S、T,当这个信号所表 示的压力：Pp*（ p*临界压比，亚临界流动），过 阀（此处控制阀）的气体质量流量:Q=f(F,P1,P2,t)， 式中：t 为燃料气的温度。 l：当 p2/p1p* 时（取超临界流动） 则，过阀门气体质量流量: Q=f(F,P1,t) 燃料控制选取超临界流动设计，因此
8、，有：QF,P1,t 25 燃料气控制机理分析 q 如果燃料供给过程中，仅控制阀门开度（F）， 是不能够精确的控制气体燃料质量流量，因为当 阀门前燃料温度、压力等变化时，气体燃料质量 流量则不同。流量的改变将影响机组负荷波动。 q 因此还要对气体燃料P1、t 加以控制，由于t变化 很小，所以通过控制压力p1来实现对流量的准确 控制，因此，本系统在控制阀的上游加装了速比 阀VSR。利用它实现对控制阀前压力p1的控制。 26 27 （三）气体燃料控制阀的控制 伺服阀有电流时，自动调整气体燃料控制阀开度 ；伺服阀无电流时，调整过程结束，控制阀开度 不变（图925）； 进入伺服阀的线圈电流由伺服放大器
9、产生并输出 ，放大器输入节点有两个信号： （1） FSROUT,由启动、加速、同期等几个系统 所要求的FSR信号中选出最小的(FSR)，经处理后 形成的气体燃料冲程基准信号。它代表着控制系 统中起主要控制的参量所要求的控制阀开度。 28 （三）气体燃料控制阀控制（续 ） 控制阀的位置反馈信号，是由两个位置反馈信 号96GC-1、-2，经高选电路得到的最大信号。如它 们在伺服放大器的输入节点上相加不为零，就有电 流通过伺服阀，不停的调整控制阀的开度； 上述调节，逐步完成控制系统所要求的FSR和控 制阀开度（F）之间的对应关系。此后，还要调整 FSR与供入机组的气体质量之间的关系。这必须通过 调整
10、燃料控制阀前的压力p1 来实现。 29 （三）气体燃料控制阀控制（续1） 首先，FSR信号只有在主保护继电器L4带电 ，跳闸油系统中气体燃料支路的两位两通电磁阀 20FG-1带电下，才能够打开系统，VSR信号使 燃料进入到VGC阀前。这一过程可从系统图中看 到。 30 气体燃料控 制阀的控制 简图（调控 P1压力值） 31 32 P1 （四）速度比例截止阀的控制 速度比例截止阀的两个功能。 在停机指令下作为截止阀用 在跳闸油作用下，切换继动阀VH5，接通或 断开油动机的液压油路，起到切断油路保护 机组作用； 运行时作为压力调节阀用 前面讨论了气体燃料控制阀按照控制系统要 求的FSR，建立FSR
11、与控制阀开度对应关系， 还需要控制阀前压力P1。 33 速度比例截止阀的调节运行 假定机组并网运行 设：负荷与P1一定，机组和控制系统处于平 衡工况。若增加负荷，控制系统给出新FSR，控制 阀门开大，增加流量，使P1下降。如把P1提到原值 ，则实现了FSR、控制阀、燃料量三者对应关系， 完成调节。 在调节过程中，加大速比阀开度，使P1恢复 到原有压力水平，这是根据机组转速TNH与P1两个 信号实现调节的。 34 速度比例截止阀控制回路 控制速比阀的两个回路： 压力控制回路； 位置控制回路。 关于对VSR的位置控制回路前面已述。机组控制 系统对VSR的压力控制采用对转速TNH和P1两个 信号进行
12、调控计算。 运算后的结果作为速比阀的基准信号送到位置控 制回路放大器(10)输入点，作加法运算。 如果两个信号有偏差，位置回路放大器有输出， 对伺服阀调节。否则, 不需要调节，过程结束。 35 速比阀的基准信号产生 在压力回路的调节中，建立转速信号TNH与P1 函数关系，横坐标为转速TNH ，纵坐标为压 力P1 。如机组满足该关系，则压力回路放大器 输出（即速比阀基准信号）没有改变。 否则，将会有输出，基准信号改变，执行调节 动作。参看下面压力标定图说明。 36 速 比 阀 压 力 标 定 图 37 速 比 阀阀 控 制 简简 图图 38 本图类似 燃料控制 阀控制图 39 速 比 阀 控 制
13、 简 图 本图类似 燃料控制 阀控制图 速比阀的基准信号产生（续） 分析： 由于假定机组处于平衡状态，即上图中的A点 。在并网运行中，转速不变，打开VGC，以增负 荷， 会使P1下降。工况点变到B点。不满足设定 关系。 因此位置回路控制阀动作打开速比阀VSR，当 VSR开到一定程度时， P1恢复到原值，满足给定 的转速与压力函数关系。机组与控制系统达到运 行平衡工况。完成并结束这一轮调节过程。 40 假定机组单机运行 假定由于燃料气源压力变化，使P1增加，燃料 量增加，在功率不变下，转速增加。见图927 中D工况点，这时将导致控制系统减小FSR，关 小控制阀，燃料减少，使转速下降A点。 压力控
14、制回路的放大器输出变化，通过位置控 制回路将速比阀关小，降低了P1压力，使其满 足给定的函数（转速与压力）平衡关系。 41 （五）有关的报警信息 速度比例阀的三种故障： 接到控制允许命令前，速比阀已打开； 失去了速比阀位置反馈； 没有速比阀伺服阀线圈的电流信号； 控制阀也有类似以上三种故障： P1压力故障： 速比阀与控制阀之间的P1压力为0，可能是压 力传感器出问题。 42 气体燃料系统要点提示 1、气体燃料系统有那些特点？ 2、气体燃料系统的组成器件有哪些？它们各自用途？ 3、讲述气体燃料控制阀和速比阀之间的控制逻辑关系 ？ 4、当负荷、转速变化时，气体燃料系统如何实现燃料 量控制的，要举例
15、说明？ 5、本系统主要的报警信号有哪些？ 43 液体燃料系统 44 液体燃料系统组成 部件的组成及功能 (1)低压油滤（SF1） 可滤掉105微米颗粒杂质，首次运行600小时 后，应清洗一次； (2)压力开关（63FL-2） 监测进口油压，当压力低时， （63FL-2）发 信号遮断机组，防燃油泵气蚀； 45 部件的组成与功能（续1） (3)燃油关断阀（VS1） 在点火转速n点（1522）%n0 ，跳闸油 驱动油缸将VS1打开，燃油进入燃油泵。 VS1打开时，与它联动的位置开关（33FL- 1）接点闭合，电磁阀（20CF）带电，辅助 齿轮箱与燃油泵间的离合器联结，燃油泵工 作。 有停机信号，关断阀（VS1） 0.5秒内关 断，压力开关（63FL-2）节点打开，（20CF ）失电，离合器脱开； 46 部件的组成与功能（续2） 燃油泵（PF1） 定排量螺杆泵，转速越高排油量越大。因此，控制 燃油量算法中包含转速参数。（燃油泵磨损后会 减小排油量）； 旁路阀组件（VC3） 包括：旁路阀(2)、驱动油缸(8)、调压阀VR4。在 伺服阀
