MARKV控制系统在燃气——蒸汽循环发电装置中的应用———MARKV控

摘要：燃气轮机组的全部控制、指示、保护由控制系统的轮机控制盘，发电机控制盘，发电机保护盘及马达控制中心来完成。其中，轮机控制盘又叫MARK V控制盘。

  1、控制原理:
      MARK V控制盘为三冗余微处理器式全自动控制盘。它配有一台通用数据处理机&lt;Ｃ>，三台完全相同的控制硬件和软件的控制处理机<Ｒ>，<Ｓ>和<Ｔ>。在一台控制机故障时，靠另两台仍能正常运行。MARK V有一个独立的保护模块<Ｐ>（模块内部由三个保护处理机<Ｘ>，<Ｙ>，<Ｚ>用硬接线方式实现三余度）；MARK V设有一主操作接口<Ｉ>，它是一台独立的数据处理机。

  
     MARK V软件的功能很丰富，其中<Ｒ>，<Ｓ>，<Ｔ> 是该软件的控制核心。它们完成所有关键的控制算法、顺控程序和主要的保护功能。它们收集数据和产生大多数报警。它们从各种配置的冗余传感器接收输入信号进行表决，其中，关键的输入信号，例如透平的转速，就是从三个冗余的传感器读取的。非关键的输入信号的获取是通过单个传感器同时接在三台控制器上。

  
关键的输入信号

  
非关键的输入信号
      该软件的另一个特点是采用了软件容错技术（SIFT），控制盘中的每处理机可根据自己的输入信号作出自己的控制和保护决定，各台处理机对自己的输入信号进行表决。如果两台处理机同时接收到两个不同的跳车信号，那么这两个错误的跳车信号将分别被两台处理机表决排除。
       <Ｃ>处理机是用来完成非关键的控制、保护和顺序控制功能。负责收集显示数据，提供报警信息的缓冲寄存器，产生并保持诊断数据，通过数据交换网络和<Ｒ>，<Ｓ>，<Ｔ>三台处理机进行通讯并监视其工作。<Ｃ>和<Ｉ>之间通过站通讯链进行通讯，该通讯链可容纳1台或多台<Ｉ>。
       <Ｐ>处理机可接收转速传感器，火焰检测器和电压互感器的输入信号，完成紧急电子超速保护，火焰检测和同期功能。<Ｐ>处理机的电磁阀输出信号是在与之相联的遮断卡中完成硬件表决的。遮断卡接收的遮断触点信号来之紧急超速、各控制机、手动遮断按扭和其它硬接线用户遮断。
       <Ｉ>处理机可用于对机组发出指令（例如启动、停机、停机冷却、自动升转速/负荷等等）亦可选择显示以观察机组的状态（如报警、轮间温度、振动值等等）。同时，<Ｉ>处理机还可用于现场修改程序、输入/输出端口、报警信息、常数等。常数可以在线改变，应用软件的改变则必须离线进行。这些改变通常保存在硬盘中。<Ｉ>处理机不执行机组的控制或保护功能；它只是对MARK V控制盘发出指令和监视机组运行的工具。在机组运行或停机时，主操作接口计算机的通、断重新引导以及和MARK V控制盘之间的Arcnet电缆的拆开或重接时对MARK V控制盘或机组运行都不会产生影响。

  2、运行程序:
单台燃气轮发电机组可以用就地或遥控两种方式运行。
1.<Ｉ>选择“MAIN DISPLAY”（主画面）。
2.在主画面指令区主选择栏选择“AUTO”（自动）。
3.在主画面指令区主控制栏选择“START”（起动）。
4.机组的辅机被起动，马达驱动的润滑油泵起动建立起油压。
5.如果起动离合器未合上，盘车机构将工作至离合器合上为止；润滑油压力及其它条件均被满足后，主保护逻辑（L4）也将被满足。
6.起动电机将起动，变扭器将充油。
7.机组主轴开始转动并加速。当机组达到约16r/min时，液压盘车机构停止工作。给出零转速信号“14HR”。
8.当机组达到约19%转速时，给出最小转速信号“14HM”。
9.机组进入清吹计时。
10.清吹结束，液力变扭器电磁阀20TU带电，机组转速下降至约18%转速时，“14HM”释放。
11. 液力变扭器电磁阀20TU失电，机组转速再次上升，当再次达到“14HM”的吸合值（约19%转速）时，接通点火器电源。
12.FSR将被设置在点火值（FSR-燃料冲程基准，是一个决定送入燃烧系统的燃料量的电信号），点火程序投入。
13. 建立火焰
14.1和10号燃烧室已有火焰。
FSR被设定在暖机值3.4左右，如果在60秒的点火周期内，火焰熄灭，FSR将被重新设定点火值。  （在点火周期结束时，如果火焰没有建立，机组将保持点火转速）。此时，可以试图再次点火。如果要再次点火，应在主选择栏上选择CRANK（冷拖）。清吹计时器及点火计时器再次被触发。清吹计时器开始计时。再选择AUTO（自动），就会在清吹计时器计时结束时，再次自动重复点火程序。清吹计时周期结束时，将再次点火。如果此时火焰仍然没有建立，则起动程序终止，机组停机。火焰建立以后，当暖机周期结束时，FSR将开始增加。机组转速增加，在约50%转速时，给出加速度信号“14HA”。
15.机组继续加速，当达到约60%转速时，起动设备脱扣，然后停电机。
16.当燃机达到运行转速时，给出运行转速信号“14HS”。此时，辅助润滑油泵停止，润滑油由主润滑油泵提供。
17.当机组的转速与电网频率一致并且相位关系符合时，进行并网。燃气轮机驱动的同步发电机并网时，必须要在并网的一瞬间，被并网的发电机的相角和频率与当前系统的电压的相角和频率一致的情况下实现。这就称之为同期。
18.升负荷至35--40MW。

  3、机组的事故停机及故障处理
       不管是处于主显示还是报警显示，出了报警，就会在CRT上显示。在清除一条报警之前，必须查明引起报警的原因。报警信息可分为“遮断”和“报警”两类。遮断信息中含有“TRIP”（遮断）字样，而报警信息不含有“TRIP”。那些与允许起动和遮断有关的报警，会被&amp;ldquo．ｍａｓｔｅｒRESET”（主复位）功能闭锁起来，为了解除对它们闭锁和清除它们，必须从主显示上执行&ldquo．ｍａｓｔｅｒReset”。
事故停机:
1.在下列情况下，机组自动停机:
机组超速保护动作；
机组超温保护动作；
机组超振保护动作；
机组熄火保护动作；
润滑油母管温度高达80℃；
润滑油母管压力降至0.56kgf/cm2（55kPa）时；
       发电机差动保护或复合电压闭锁过流保护或发电机定子接地保护动作时，机组停机，发电机主断路器跳闸。
2. 下列情况，机组应紧急停机，此时可按轮控盘的紧急停机按钮或辅助齿轮箱处的紧急停机手把。
任一轴瓦处冒浓烟时；
机组转动部件内部有金属撞击声时；
发生故障而保护不动作时；
轮机排气冒烟，而排气热电偶温差又较大时；
发电机、励磁机冒烟时；
发电机出线电缆头，断路器或避雷器爆炸时；
发电机的电流互感器或电压互感器冒烟时；
故障处理:
1.起动电机起动不起来应检查
起动程序回路是否正常；
断路器及其操作机构工作是否正常；
电动机是否正常；
2.起动过程中，升速较慢或不升速应检查
液力变扭器油压是否正常，油温是否过高。
3.液压盘车装置失灵应检查
盘车泵工作是否正常；
限位开关（33HR）行程是否正常；
盘车机构内部声音是否正常；
4.起动离合器合不上时应检查
离合器间隙是否合适；
离合器与油动机之间的连接螺母是否紧固；
离合器电磁阀（20CS）是否带电动作；
5.燃烧室不着火应检查
燃用液体燃料：
燃料前置系统工作是否正常，供油压力是否符合要求；
燃油的品质和粘度是否符合要求；
起动雾化空气压缩机的压力是否正常；
火花塞是否带电打火；
燃油截止阀的限位开关（33FL）安装是否符合要求，燃油泵的电磁离合器是否合上；
点火流量是否太小，起动未成泄漏油阀是否有油流出；
燃油管路是否有空气；
燃用气体燃料：
燃料前置系统工作是否正常，供气压力是否符合要求；
气体燃料的品质是否符合要求；
火花塞是否带电打火；
点火流量是否太小，燃料管路中的空气是否排空；
气体燃料组合阀的LVDT线性位移传感器（96GC-1,2，96SR-1,2）安装是否符合要求；
6.点火后排气温度高，冒黑烟时应检查：
燃料系统压力是否正常；
燃液体燃料时应再检查流量分配器出口压力是否均匀，雾化空气是否正常；
7.机组振动偏大，但未达到遮断值：
检查各轴承温度回油情况，轴承母管油压；
检查振动检测器的工作是否正常；
慎重地加减负载，观察振动变化情况；
      如振动偏大现象无法消除，则应停机检查，看机组是否中心不对，轴瓦紧力如何，轴瓦（或轴颈）有无磨损，通流部分是否磨擦等等。
8.各热电偶温差大或燃烧室突然熄火时应检查：
火焰检测器工作是否正常；
燃料系统及雾化空气的工作是否正；常
燃料中是否含水过多；
燃烧室单向阀是否堵塞；
燃油旁通阀及电流伺服阀工作是否正常；
气体燃料组合阀工作是否正常；
9.负荷带不足
如未进入温度控制应检查：
排气热电偶是否正常；
燃料系统工作压力是否正常；
燃料系统的各个电液伺服阀工作是否正常；
       如进入温控则核算当时的大气温度下所能达到的负荷，若在当时的大气温度下，负荷还可增加，而实际带不足，则可能是通流部分积垢需要对压气机进行清洗。