動力機械:燃氣輪機控制系統

燃氣輪機的控制系統包括調節系統操縱系統和保全系統。控制系統的功能是把機器的工況控制在安全允許的範圍內﹐以滿足負荷方面的要求和機器本身經濟性和使用壽命方面的要求。


調節系統 它控制正常運行工況﹐主要滿足負荷方面的要求﹐在有些情況下還能滿足經濟性方面的要求。這些要求是靠調節器自動改變燃料消耗率Gf (千克/秒)﹐有時還轉動壓氣機或透平的可調靜葉﹐以控制轉速n﹑燃氣初溫t3等﹐使其按預定的調節規律變化來達到的。
根據實測轉速n與其給定值n*之間的差值來改變Gf﹐以保證符合n=n*這一調節規律的轉速調節器﹐在燃氣輪機中得到廣泛的套用。如果最終Gf的改變數正比於這一差值﹐便不能達到n精確地等於N*﹐這種調節稱為有差調節。如要只要存在差值就不斷改變Gf﹐則有可能最終消除這個差值﹐使n精確地等於n*﹐這種調節稱為無差調節。
帶動同步發電機的燃氣輪機的基本調節規律是輸出軸轉速n=n*的有差調節。其穩態轉速隨功率下降而增高(見汽輪機控制系統)。若使正比於轉速的信號加上正比於功率的信號等於某一給定值作為調節規律(稱為功頻調節)﹐也可得到與轉速有差調節同樣的穩態結果。單軸燃氣輪機-發電機(圖1a 燃氣輪機-負荷 )使用圖2a﹑b中的調節系統﹔分軸燃氣輪機-發電機(圖1b 燃氣輪機-負荷)使用圖2c 調節系統框圖 ﹑d 調節系統框圖﹑e 調節系統框圖﹑f 調節系統框圖的調節系統。這些調節系統都有如下功能﹕ 單獨發電情況下﹐負荷變化時能保持輸出軸轉速在給定值附近﹐並可通過改變給定值來改變轉速﹔ 併網發電情況下﹐負荷變化時能保持電網頻率在額定值附近﹐並自動按各併網機器的調節系統特性來分配負荷變化的份額。當改變某機的給定值時﹐就能改變該機在電網中分坦負荷的份額﹐並調整電網頻率。 單軸燃氣輪機-電傳動機車(圖1c 燃氣輪機-負荷 )的調節規律是
n=n(ψ )

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