燃機作為當(dāng)今多用途的發(fā)電機組在中國已普及開來。目前正在進行調(diào)試中的湖北華電武昌熱電廠電站工程為175MW級（9E型一拖一）燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組。由MarkVI系統(tǒng)控制，并通過通訊和少量硬接線與DCS相連，構(gòu)成一個對聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組進行集中監(jiān)控的完整的控制系統(tǒng)。
　　
　　一、熱工自動控制
　　
　　對于燃機余熱鍋爐系統(tǒng)中對象調(diào)節(jié)方式，與火電機組的基本一致，且減少了很多自動控制套數(shù)，其中復(fù)雜的為汽包水位自動控制。在燃機啟動過程中，燃機的余氣控制并非穩(wěn)定，這便使余熱鍋爐的汽包工況無形中更為復(fù)雜。水位控制在緊急狀況下投人自動后，由于工況變化劇烈，有可能發(fā)散振蕩，造成機組解列。故是先手動調(diào)節(jié)，待工況稍微穩(wěn)定后再投人自動較好。
　　
　　由于武昌熱電廠燃機所采用的汽包水位調(diào)節(jié)方式并非燃機普及的擋板截流調(diào)節(jié)，而是給水泵液藕調(diào)節(jié)，所以調(diào)節(jié)品質(zhì)可以得到優(yōu)化。
　　
　　二、熱工自動保護
　　
　　燃氣輪機的保護系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是不可分割的一個整體。在燃氣輪機正常運行時，由MarkVI控制系統(tǒng)實施控制，使燃氣輪機在所要求的參數(shù)下運行。當(dāng)機組由于某些不可預(yù)測的原因而偏離正常的運行參數(shù)時，保護系統(tǒng)應(yīng)報警并指示故障的由來，以便運行人員及時分析故障的原因和排除故障。當(dāng)燃氣輪發(fā)電機組關(guān)鍵參數(shù)超過臨界值或控制設(shè)備故障危及機組安全運行時，MarkVI保護系統(tǒng)在報警的同時通過切斷燃料使機組跳閘。
　　
　　切斷燃料是同時通過兩個獨立的裝置來實現(xiàn)的：燃料截止閥、燃料泵和燃料控制閥。燃料截止閥是通過電氣和液壓兩個信號來關(guān)閉的，燃料泵和燃料控制閥只通過一個電氣信號關(guān)閉。通常，燃氣輪機系統(tǒng)設(shè)置了如下保護系統(tǒng)：超速保護、超溫保護、熄火保護、振動保護、燃燒監(jiān)測保護。此外，還有一些保護功能，如滑油壓力過低或滑油溫度過高等等，以下重點分析燃機幾項*的重要保護。
　　
　　2.1超速保護
　　
　　與火電機組一樣，每臺燃氣輪機都必須裝設(shè)超速保護裝置，這種超速保護裝置通?？煞譃闄C械式的和電子式的。當(dāng)燃氣輪機轉(zhuǎn)速超過一定限度時（一般規(guī)定為額定運行轉(zhuǎn)速的110％~112%）它就動作，并迅速切斷燃氣輪機的燃料，使其停止運轉(zhuǎn)。
　　
　　2.2超溫保護
　　
　　當(dāng)機組在某大氣溫度下運轉(zhuǎn)時，燃氣輪機溫控器投入運行后，可使透平前溫維持在額定參數(shù)，排氣溫度和壓氣機出口壓力相應(yīng)處于溫控基準(zhǔn)線上的某點。當(dāng)大氣溫度升高時，此點在溫控器的控制下沿溫控基準(zhǔn)線TTRx向左上方移；當(dāng)大氣溫度降低時，此點在溫控器的控制下沿溫控基準(zhǔn)線向右下方移動。當(dāng)溫控器發(fā)生故障時，則透平前溫T3*失控，有可能燃料流量過大而使透平前溫T3*超過額定參數(shù)，其故障輕者會使透平葉片的壽命下降，重者會致使透平葉片燒毀。為了防止此類故障造成的惡果，MarkVI保護系統(tǒng)設(shè)置了三道超溫保護。MarkVI的超溫報警和遮斷的算法見圖1。
　　
　　TTKOT3報警線是超溫保護的*道防線，是在溫控基準(zhǔn)線TTRX的基礎(chǔ)上向上平移一個由TT-KOT3常數(shù)（典型值為13.9℃／25℉）所確定的溫度差值。當(dāng)燃氣輪機在溫控器投人后，機組在等透平前溫情況下工作時，透平排氣溫度TTXM應(yīng)小于溫控基準(zhǔn)TTRX加上超溫報警常數(shù)所確定的給定值。比較器1的輸入A<B，比較器輸出為“0”表示正常。當(dāng)溫控器故障造成T4*溫度TTXM大于溫控基準(zhǔn)TTRX加上超溫報警常數(shù)TTKOT3之和時，比較器1的輸人A>B，發(fā)出超溫報警的邏輯信號L3OTXA而報警和顯示“排氣溫度高”。當(dāng)排氣溫度恢復(fù)到正常值，即A2.3燃燒監(jiān)測保護
　　
　　運行中，燃氣輪機在高溫下連續(xù)運轉(zhuǎn)，難以直接對這些高溫部件進行監(jiān)測以及時發(fā)現(xiàn)故障。當(dāng)燃料流量分配器故障引起各燃燒室的燃燒溫度不均勻、燃燒室破裂、燃燒不正?；虍?dāng)過渡段破裂引起透平進口溫度場不均勻時都會引起透平的進口流場和排氣溫度流場的嚴(yán)重不均勻。因此只需測量排氣溫度場是否均勻，即可間接預(yù)報燃燒是否正常。
　　
　　為了準(zhǔn)確地測量透平排氣溫度場是否均勻，應(yīng)在透平排氣通道中盡可能多地布置測溫?zé)犭娕?。確定機組在正常情況下允許各熱電偶測量結(jié)果有多大的溫度差，或者稱允許的分散度Sallow。一旦超出這個規(guī)定值，則認為機組或測溫儀器不正常。
　　
　　2.3.1排氣溫度的允許分散度
　　
　　正常允許分散度是靜態(tài)分散度極限。其變化典型值在30-125℉之間，取透平排氣溫度和壓氣機排氣溫度平均值的函數(shù)。Mark-VI保護系統(tǒng)用壓氣機的出口溫度來表征機組工況變化時的排氣溫度的變化，因而使用壓氣機出口溫度來作為計算排氣溫度允許分散度的主要依據(jù)。
　　
　　2.3.2燃燒監(jiān)測退出
　　
　　當(dāng)燃氣輪機處于啟動和正常停機、加減機組負荷等不穩(wěn)定的工況期間，應(yīng)將燃燒監(jiān)測系統(tǒng)切除以避免引起報警和遮斷。當(dāng)機組處于穩(wěn)定工況正常運轉(zhuǎn)時，才能將其投入監(jiān)測。
　　
　　燃燒監(jiān)測退出控制軟件是在正常允許分散度上增加偏置值，它顧及在過渡過程實際分散度瞬時的增大。偏置是一個溫度值，其變化范圍典型值在0℃與111℃（200℉）之間。在穩(wěn)態(tài)工作時偏置值為0℃，在出現(xiàn)過渡過程時，如負荷快速變化，偏置可陡升到min℃，通常維持該值2min之后過渡過程條件結(jié)束，然后它的數(shù)值成指數(shù)狀以2min的時間常數(shù)衰減至0℉。
　　
　　2.4燃氣輪機的熄火保護
　　
　　在啟動過程中，在點火期間監(jiān)視燃燒室是否點燃是非常重要的，當(dāng)機組點火程序觸發(fā)后，一旦有兩個火焰探測器見火，就算機組點火成功，允許啟動程序繼續(xù)進行，則火焰探測器發(fā)出信號使FSR從點火值減少至暖機值，并使程序向前繼續(xù)；若點火1min后，在燃燒室中還沒有建立火焰，則發(fā)出信號切斷燃料，啟動程序中止，以免燃料積聚在燃燒室或透平內(nèi)引起爆燃。MarkVI處理火焰探測器信號的方法是統(tǒng)計在一個0.06255時間間隔內(nèi)的脈沖數(shù)目，并將其與一個門檻值比較，以指示在燃燒室中是否有火焰。當(dāng)出現(xiàn)的頻率高于由I/O配置上的設(shè)定值時便確認火焰已存在。頻率為火焰強度的尺度，要注意的是傳感器的短路或開路將導(dǎo)致沒有火焰信號。