0  前言

    燃气轮机控制盘简称轮控盘是燃机的控制中心，燃机启动、停机、转速、温度控制及超速、超温、超振、熄火等保护均由轮控盘自动完成。MS重型燃气轮机的轮控盘是美国GE公司开发的产品MARK系列。随着电子技术的发展，从最初（1968年）采用分立元件的数字、模拟电路、继电器触点逻辑电路、操作界面采用电气开关的MARKⅠ，发展到1993年采用微处理器、操作界面采用电脑的MARKⅤ，现在GE公司已推出MARKⅥ型盘。我国在80年代中期前引进或国产MS5000系列的燃气轮机基本上均采用MARKⅠ及Ⅱ型轮控盘，由于已运行近二十年，设备老化较严重，而且已是淘汰产品，更换备件（主要是卡件）价格昂贵供货周期长，因此已有用户更换成先进的MARKⅤ型盘。但大多数用户还在继续使用Ⅰ、Ⅱ型盘。

    深圳南港动力工程有限公司承接过多台燃气轮发电机组拆迁、安装、大修、燃料系统油改气的改造、调试、运行等工程。其中长庆油田燃机发电厂二台PG5301机组是用MARKⅠ型轮控盘，四川英惠燃气发电公司三台PG5361机组是用MARKⅡ型盘，已成功完成油改气的改造，正在可靠地运行。南港公司在机组改造方面积累了许多经验，下面仅就MARKⅠ、Ⅱ型盘改造的一些体会作一介绍，以供同行商磋交流。

1  MARKⅠ、Ⅱ型轮控盘特点简介

1）所有的控制功能均由电子数字逻逻辑电路和模拟电路来实现,MARKⅠ型盘的程序控制是采用最原始的继电器触点逻辑电路,没有软件功能、CRT显示及自检诊断功能。

2）轮控盘控制面板仅配置了一些指针式仪表、数字温度表及指示灯，仅对机组起停和运行的一些主要参数值进行指示。

3）保护系统的静、动态调试是通过轮控盘卡件上的电位器来进行整定，比较麻烦。同时由于电位器调节回差，接触不良以及外界原因容易发生变化、漂移，准确精度差。而MARKⅣ、Ⅴ型盘只要按规范在键盘上调整控制常数就可完成。

4）程序发生故障时，只能通过用仪表测量逻辑电平、用硬接线强制逻辑“1”或“0”的方法,对逻辑电路进行分析才能查出其原因.而MARKⅣ、Ⅴ型盘可通过阶梯图显示逻辑电路的工作状态，用逻辑强制软件的方法很容易查出故障原因。

5）  燃料控制系统和可转导叶系统的整定，采用MARKⅣ、Ⅴ型盘可以自动标定燃料阀的  

零位及最大行程，以及可转导叶关闭与全角度。而MARKⅠ、Ⅱ盘要手动操作调整有关的电位器来标定。

6）  MARKⅠ、Ⅱ型盘所有逻辑判断、运算功能的实现，均是各种逻辑单元电路通过搭积

木的方式连接而成。因此要在进行程序改造时就不象MARKⅣ、Ⅴ型盘通过软件编程很容易实现。

2  燃油改为燃天然气时对轮控盘的改造

    本文以四川英惠燃气发电有限公司购买的原厦门燃机电厂三台PG5361燃气轮发电机组改造为例，介绍MARKⅡ轮控盘的改造，长庆油田燃气发电厂二台MARKⅠ的改造大体相仿。

1)       增加一块振荡卡SOSG。该卡产生的3KHz、7.0Vrms的正弦波电压，提供给速比阀阀位传感器LVDT的激励电源，盘上原有一块SOSG卡是提供效验箱毫伏电源用，改造后同时用来提供气体控制阀LVDT的激励电源。

2)       增加一块速比阀控制驱动卡SSVD，其作用是控制速比阀的开度使经过速比阀后天然气压力只与机组转速成正比。

3)       增加一块气体控制阀驱动卡SSVG及一块气体控制阀反馈卡SSVF。其作用是控制进入燃烧室的天然气流量与轮控盘给出的控制电压VCE成正比。

4)       程序改造不需要增加逻辑单元卡件及控制继电器。烧天然气所增添的控制程序可利用原烧油所用的逻辑单元电路及空置的逻辑单元电路和控制继电器通过组合连接来实现。下面仅介绍清吹点火程序的改造。

    原清吹点火程序是机组起动、燃机转速达到点火转速时就立即发电火令，机组在生速过程中(850rpm升速到1300rpm)点火一分钟，一般大约在900rpm转速时点着火，如果起动第一次点火失败,又在遥控工作方式，则自动进行第二次点火程序，点火前要清吹一分钟，然后才发点火令，在点火期间机组转速一直稳定在1300rpm高速盘车状态。

    改为烧天然气后，为防止燃烧室、透平内积聚的天然气引起爆燃，确保电火平稳安全，机组起动第一次点火前就要进行清吹，而且清吹时间增加到4分钟，同时将点火时间减短为20秒。另外，为保证点火顺利，要求在点火期间机组转速能稳定在大约900rpm左右，现将清吹延长到4分钟，则点火时的转速就会高达1300rpm。为此在液力变扭器回油通路上装置了一个泄油电磁阀20TU。当20TU带电时泄油阀打开，通过调整20TU手动调节手柄改变液力变扭器泄油量来调节机组高速盘车时的转速，使点火期间机组转速稳定在900rpm左右。但是，液力变扭器又不宜在低速下运行，一般要求在低于1000rpm转速下运行不超过2分钟，因此在程序设计上将清吹分成两个阶段，在清吹开始2分钟内，20TU不带电，机组转速在约1300rpm高速盘车。清吹2分钟后，20TU带电，液力变扭器泄油，约2分钟机组转速下降到900rpm左右。正好满足了清吹4分钟、点火转速稳定在900rpm左右、液力变扭器低速运行不超过2分钟的要求。这样设计对MARKⅡ型盘来说比较容易实现。

3  气体燃料系统调试的几点体会

1)       按照PG5361燃机的要求，速比阀前的天然气压力应不低于16Kg/㎝²，当低于15.5Kg/㎝²时就要报警。但安装在四川江油价的2台机组，天然气的压力在调试、运行时小于13 Kg/㎝²，因此在整定速比阀和气体控制阀行程时，不是按规范最大值整定在38.1㎜，而是整定在阀的极限41.0㎜。这样可尽量增大天然气进燃烧室的流量，保证最大出力。实际运行时，在压力低到12.5 Kg/㎝²时机组还能进入温控运行，出力可达23MW。但此时VCE值已接近最大值20，而且速比阀和气体控制阀均已全开，天然气的波动将引起负荷的较大波动。

2)       在整定LVDT前先将振荡器SOSG卡的输出电压有效值和频率按规范整定好,由于振荡器频率为3KHz左右,所以最好选用频率响应比较高（≧15KHz）的交流电压表测其输出电压.

3)       LVDT整定是在速比阀、气体控制阀完全关闭下调节LVDT铁芯，使其输出电压有效值等于规范值。为了确保阀门完全关闭，整定前必须检查阀的升降杆与油动机活塞之间应有0.03-0.05吋的间隙。

4)       P2压力转感器（速比阀后，气体控制阀前的天然气压力称为P2）整定后必须检查压力转感器输出直流电压的极性是否正确，如果极性接反，P2压力与机组转速NHP的比较电路就会输出很大的正向饱和电压，使速比阀完全打开失去作用。

5)       速比阀驱动电路和P2压力控制电路是由SSVD卡组成，无法分开。在速比阀行程整定时，使用VCE电压来模拟P2压力控制电路输出的电压（SSVD卡45#脚TRD），因此在整定时一定要检查确保P2压力控制电路输出为0（实际输出为0.6V）。

6)       电液伺服阀应为2线圈，我们采用了3线圈伺服阀，其中一个线圈备用。接线时必须确保线圈的极性和同名端正确，实际上接线是按图纸上的色标来接的，无法判断，但会遇到伺服阀线圈引线色标错的情况。在调试时，如若给出VCE电压而阀未开启动作，可以拆掉一个线圈以排除两个线圈同名端接反力矩正好抵消。若阀门还不能动作，可将工作的这个线圈两端倒过来接，这样就可查到正确的极性。如果采用上述方法还不能打开动作，除了液压、机械故障外就是电液伺服阀有故障，需更换之。

7)       由于机组没有辅助液压油泵，在调试时需要起动机组在高速盘车状态下运行，以建立阀开起所需的液压油压力，而起动电机或柴油机连续工作不宜超过30分钟，因此在调试开机前要做好所有的准备工作，一般正常的话，10分钟可以完成。

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　2002年5月