考虑环境温度和功率的燃气轮机进口可转导叶控制策略优化

上海交通大学学报（自然版） ›› 2016, Vol. 50 ›› Issue (04): 540-544.

考虑环境温度和功率的燃气轮机进口可转导叶控制策略优化

陈金伟，陈梅珊，梅姣姣，张会生

（上海交通大学燃气轮机研究院，上海 200240）

收稿日期:2015-03-05 出版日期:2016-04-28 发布日期:2016-04-28
基金资助:
上海市科委重大研究计划项目(09DZ1200702)资助

Optimization of IGV Temperature Control Strategy for Gas Turbine Considering Ambient Temperature and Load

CHEN Jinwei，CHEN Meishan，MEI Jiaojiao，ZHANG Huisheng

(Gas Turbine Research Institute， Shanghai Jiaotong University， Shanghai 200240， China)

Received:2015-03-05 Online:2016-04-28 Published:2016-04-28

摘要/Abstract

摘要： 摘要：针对联合循环中燃气轮机变工况运行时排气温度控制这一重要环节，以某型联合循环燃气轮机为研究对象，介绍了燃气轮机进口可转导叶（IGV）温度控制的作用和原理.在变负荷和环境温度扰动2种变工况的情况下，对比分析了纯反馈、单前馈反馈和双前馈反馈3种不同IGV温度控制策略的燃气轮机性能参数动态响应过程.结果表明：相比于其他控制策略，采用负荷和环境温度的双变量前馈反馈控制策略在变负荷和环境温度扰动时具有更好的控制效果.

关键词: 燃气轮机, 进口可转导叶, 温度控制, 前馈控制, 反馈控制

Abstract: Abstract： In view of the importance of exhaust temperature of gas turbine to the operation of a power unit under offdesign condition, the function and principles of temperature control of inlet guide vane (IGV) were introduced by taking the gas turbine of a combine cycle as a study object. With the conditions of load and ambient temperature changed, the dynamic response process of thermodynamic parameters of gas turbine was compared and analyzed under three different control strategies, ie., pure feedback control, feedforwardfeedback control and double feedforwardfeedback control. The results show that the control characteristic of double feedforwardfeedback control strategy is better than that of other control strategies.

Key words: Key words： gas turbine, inlet guide vane(IGV)； temperature control, feedforward control, feedback control

中图分类号:

TK 47

陈金伟，陈梅珊，梅姣姣，张会生. 考虑环境温度和功率的燃气轮机进口可转导叶控制策略优化[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2016, 50(04): 540-544.

CHEN Jinwei，CHEN Meishan，MEI Jiaojiao，ZHANG Huisheng. Optimization of IGV Temperature Control Strategy for Gas Turbine Considering Ambient Temperature and Load[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2016, 50(04): 540-544.

参考文献

［1］朱伟，莫广明，罗国康. 进口导叶片温度控制对机组运行的影响［J］. 广东电力， 2011， 11(4): 9092. ZHU Wei，MO Guangming，LUO Guokang. Impact of temperature controlof IGV on unit operation［J］. Guangdong Electric Power， 2011， 11(4): 9092. ［2］高建强，张颖，陈鸿伟，等. 燃气轮机排气温度对联合循环热经济性的影响［J］. 动力工程学报， 2011，31(4): 263267. GAO Jianqiang，ZHANG Ying，CHEN Hongwei，et al. Influence of Exhaust Gas Temperature on thermal economy of gassteam combined cycle units［J］. Journal of Chinese Society of Power Engineering，2011，31(4): 263267. ［3］朱欲晓，赖伟彬. 燃气轮机机组空气进口导叶控制逻辑分析［J］. 广东电力， 2009， 22(4): 5963，80. ZHU Yuxiao，LAI Weibin. Analysis of control logic for inlet guide vane of gas turbounit［J］. Guangdong Electric Power， 2009， 22(4): 5963, 80. ［4］陈艳军，魏静，张冰. 动态矩阵控制及其在燃气轮机排气温度控制中的仿真应用［J］. 燃气轮机技术，2010， 23(4): 4448，53. CHEN Yanjun, WEI Jing, ZHANG Bing. Dynamic matrix control and its simulation application to the exhaust temperature control of a gas turbine［J］. Gas Turbine Technology， 2010， 23(4): 4448, 53. ［5］AFKHAMI H，ARGHA A，ROPAEE M，et al. Surveying the control loops of the governor of the V94.2 gas turbine［J］. World Applied Sciences Journal， 2011， 15(4): 14351441. ［6］付云鹏，黄宜坤，张会生，等. 一种考虑变几何特性的重型燃气轮机建模方法［J］. 动力工程学报， 2014，34(3): 200204. FU Yunpeng，HUANGE Yikun，ZHANG Huisheng，et al. A modeling method for heavy gas turbines considering variablegeometry characteristics［J］. Journal of Chinese Society of Power Engineering，2014，34(3): 200204. ［7］HASAN N，RAI J N，ARORA B B. Optimization of CCGT power plant and performance analysis using MATLAB/Simulink with actual operational data［J］. Springer Plus， 2014， 3(1): 275. ［8］NAJIMI E，RAMEZANI M H. Robust control of speed and temperature in a power plant gas turbine［J］. ISA Transactions， 2012， 51(2): 304308. ［9］GHORBANI H，GHAFFARI A，RAHNAMA M. Constrained model predictive control implementation for a heavyduty gas turbine power plant［J］. WSEAS Trans Syst Cont， 2008， 3（6）: 507516. ［10］KIM T S. Comparative analysis on the part load performance of combined cycle plants considering design performance and power control strategy［J］. Energy， 2004， 29(1): 7185. ［11］REA S， JAMES S， GOY C， et al. Online combustion monitoring on dry low NOx industrial gas turbines［J］. Measurement Science and Technology，2003，14(7): 11231130.

[1]	毛营忠, 冯智勇, 郭会茹. 考虑多性能约束的车辆主动前轮转向静态输出反馈控制[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(2): 156-164.
[2]	赵亮，雷默涵，朱星星，王帅，凌正，杨军，梅雪松. 高精度数控机床主轴系统热误差的控制方法[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(11): 1165-1171.
[3]	张小威, 李凡, 郭叶, 杨扬, 张励. 基于实测数据转换的红外场景修正方法[J]. 空天防御, 2019, 2(2): 62-67.
[4]	王广文，姚建勇. 基于指令滤波的电液伺服系统输出反馈控制[J]. 上海交通大学学报, 2019, 53(12): 1482-1487.
[5]	施新华, 周芝峰. 永磁同步电动机自适应弱磁控制策略[J]. 实验室研究与探索, 2017, 36(5): 40-43.
[6]	徐志宇, 吴志良, 余有灵. 人机可交互的水冷式温控实验系统设计[J]. 实验室研究与探索, 2017, 36(5): 53-56.
[7]	刘爱虢1，朱悦1，陈保东1，曾文1，翁一武2，刘凯1，王成军1. 某重型燃气轮机NOx排放性能反应动力学数值计算[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2017, 51(11): 1383-1390.
[8]	杨云，饶宇. 不同深度凹陷内湍流流动与传热性能的数值研究[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2017, 51(1): 18-.
[9]	邢建峰1，饶宇1，李博2，饶琨3. 具有微小V肋-凹陷复合结构表面湍流传热实验研究[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2017, 51(1): 40-.
[10]	黄宜坤，陈梅珊，张会生，翁史烈. 基于Sigma点卡尔曼滤波的燃气轮机气路故障诊断[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2016, 50(04): 534-539.
[11]	李恩道, 刘淼儿, 尹全森. FLNG驱动方式及热介质选型技术研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2015, 2(4): 225-229.
[12]	冯岩，饶宇，李博. 凹陷涡发生器形状对湍流流动与传热性能的影响[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(05): 614-619.
[13]	马超，臧述升，陈小岭，吉雍斌. V形肋通道内蒸汽冷却的传热及流动特性[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(05): 644-650.
[14]	刘爱虢1，翁一武2，曾文1，陈保东1. 基于燃气轮机的MCFC/MGT混合动力系统特性[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(04): 418-423.
[15]	刘爱虢1，翁一武2，陈雷1，马洪安1. 增压型MCFC/MGT混合动力系统中燃料电池的特性分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2014, 48(09): 1239-1245.