汽輪機(jī)原理 調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng).pptVIP

第六章汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng) 1 調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)的任務(wù)2 調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)的組成3 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性4 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性5 汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng) 2 1 調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)的任務(wù) 調(diào)節(jié)系統(tǒng)任務(wù)1 汽輪機(jī)未并網(wǎng)時的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)2 汽輪機(jī)并網(wǎng)后的功率調(diào)節(jié)3 汽輪機(jī)并網(wǎng)后的頻率調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)任務(wù)1 汽輪機(jī)超速2 軸承潤滑油壓低3 凝汽器真空惡化4 轉(zhuǎn)子軸向位移增大 3 4 調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)類型 機(jī)械液壓 MechanicalHydraulicControlSystem 由純機(jī)械 如杠桿 曲柄 凸輪等 液壓 錯油門 油缸等 部件組成 系統(tǒng)復(fù)雜 驅(qū)動力大 控制精度低 維修困難 可靠性較差 數(shù)字電液 DigitalElectricHydraulicControlSystem 模擬測量 數(shù)字控制 液壓伺服執(zhí)行 系統(tǒng)簡單 驅(qū)動力大 控制精度高 響應(yīng)速度快 可靠性強(qiáng) 維修方便 自動控制水平高 5 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)對象 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方程式中 J 汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角速度Mt 汽輪機(jī)蒸汽轉(zhuǎn)矩Mg 發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩Mf 各種阻力矩 6 XHDEHIII轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)原理 7 中間再熱汽輪機(jī)的調(diào)節(jié) 8 再熱器儲存大量蒸汽 在機(jī)組甩負(fù)荷時 即使高壓調(diào)門關(guān)閉 再熱器蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)仍有可能產(chǎn)生嚴(yán)重超速 為此設(shè)置中壓調(diào)節(jié)汽門 為減小中壓調(diào)門節(jié)流損失 通常在機(jī)組負(fù)荷30 以上時中壓調(diào)門全開 再熱器儲汽量變化產(chǎn)生的動態(tài)滯后 限制了機(jī)組響應(yīng)外界負(fù)荷變化要求的速度 要求高壓調(diào)門過開或過關(guān) 由高壓缸增發(fā)或少發(fā)補(bǔ)償再熱器動態(tài)滯后 提高負(fù)荷響應(yīng)速度 采用旁路系統(tǒng)及機(jī)爐協(xié)調(diào)控制CCS 中間再熱汽輪機(jī)的調(diào)節(jié) 9 汽輪機(jī)的功率調(diào)節(jié) 10 影響汽機(jī)功率的因素 高中壓調(diào)門開度 初終參數(shù) 中間再熱容積的參數(shù) 采用功率反饋回路 動態(tài)修正調(diào)門開度 能有效提高功率控制速度和精度 消除 內(nèi)擾 影響 然而 在發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷時將 瞬間反調(diào) 引起汽機(jī)超速 可投入OPC保護(hù) 采用功率反饋回路 可降低閥門管理中對開度 流量線性度的要求 降低順序閥的重疊度 采用調(diào)節(jié)級壓力反饋可快速消除主汽壓力波動影響 但實際應(yīng)用時影響功率控制精度 汽輪機(jī)的功率調(diào)節(jié) 11 2 調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)的組成 轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐淮慰刂菩盘栔虚g放大機(jī)構(gòu)對一次控制信號放大 作控制運(yùn)算 輸出油動機(jī)控制信號油動機(jī)油動機(jī)接受控制信號 活塞行走到指定位置配汽機(jī)構(gòu)將油動機(jī)位移轉(zhuǎn)變?yōu)槠啓C(jī)調(diào)門開度 12 調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)組成 13 機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)示例一 14 機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)示例二 15 油動機(jī) 16 調(diào)節(jié)汽門 17 調(diào)節(jié)汽門 18 轉(zhuǎn)速傳感器 19 3 調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性 四方圖額定參數(shù)工況下 汽輪機(jī)功率 轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系 稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性 將轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu) 中間放大機(jī)構(gòu) 配汽機(jī)構(gòu)的靜態(tài)輸入 輸出畫在一個直角坐標(biāo)系中 可得調(diào)節(jié)系統(tǒng)四方圖 轉(zhuǎn)速升高時 應(yīng)關(guān)小調(diào)門 故靜態(tài)特性曲線的方向是轉(zhuǎn)速升高而負(fù)荷減小 20 圖示機(jī)械調(diào)速系統(tǒng) 當(dāng)轉(zhuǎn)速n 滑環(huán)位移z 油動機(jī)活塞位移m 閥門開度 進(jìn)汽量 汽機(jī)功率P 抑制n 轉(zhuǎn)速 功率關(guān)系表現(xiàn)為n P 21 速度變動率定義 轉(zhuǎn)速變化與功率變化的關(guān)系 局部速度變動率 速度變動率 22 速度變動率 速度變動率 通常取0 03 0 06 較大時 相同的轉(zhuǎn)速偏差引起的閥門動作較小 一次調(diào)頻能力小 較大時 電網(wǎng)頻率波動對功率影響較小 適應(yīng)低負(fù)荷暖機(jī)和高負(fù)荷防過載 較大時 比例調(diào)節(jié)穩(wěn)定性好 適應(yīng)并網(wǎng)前的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 速度變動率 較小時 效果相反 23 速度變動率 圖示機(jī)械調(diào)速系統(tǒng)速度變動率 24 轉(zhuǎn)速感受 中間放大 配汽機(jī)構(gòu)各環(huán)節(jié)產(chǎn)生動作遲緩 并逐漸疊加 摩擦 間隙 蓋度 定義為相同功率處轉(zhuǎn)速的相對偏差 遲緩率的危害 功率或頻率晃動調(diào)節(jié)系統(tǒng)對遲緩率的最低要求 機(jī)械液壓系統(tǒng) 0 4 數(shù)字電液系統(tǒng) 0 06 遲緩率 25 負(fù)荷的頻率特性與負(fù)荷的組成情況有關(guān) 1 電阻設(shè)備的功率與頻率無關(guān)2 感應(yīng)電動機(jī)功率與頻率近似成正比3 有的負(fù)載其轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方 三次方成正比4 該曲線在小范圍內(nèi)可用直線近似 負(fù)荷靜態(tài)頻率特性 26 系統(tǒng)的運(yùn)行頻率位于負(fù)荷靜態(tài)頻率特性曲線和發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷特性曲線的交點(diǎn) 如果交點(diǎn)恰好在額定頻率點(diǎn) 這時電力系統(tǒng)的有功功率平衡 一次調(diào)頻 用電負(fù)荷從P0增加到P1 頻率從f0降低到f1 二次調(diào)頻 命令汽輪機(jī)負(fù)荷增加相同幅度 一次調(diào)頻 二次調(diào)頻 27 例1 某電網(wǎng)由3臺300MW機(jī)組組成 3臺汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動率分別為3 4 和5 當(dāng)電網(wǎng)頻率為50Hz時3臺機(jī)組發(fā)出額定功率 現(xiàn)因外界負(fù)荷減小使電網(wǎng)頻率升高0 1Hz 試問 此時電網(wǎng)的總負(fù)荷為多少 各臺機(jī)組的負(fù)荷分配又是怎樣 例2 考慮實際一次調(diào)頻框圖 課堂練習(xí) 28 4 調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性 動態(tài)特性指標(biāo)1 穩(wěn)定性2 動態(tài)超調(diào)量3 靜態(tài)偏差4 過渡過程時間 29 甩負(fù)荷動態(tài)特性的影響因素 汽輪機(jī)甩負(fù)荷最大飛升轉(zhuǎn)速和過渡過程時間 取決于以下因素 1 轉(zhuǎn)子時間常數(shù)2 蒸汽中間容積時間常數(shù)3 速度變動率4 油動機(jī)時間常數(shù)5 調(diào)節(jié)系統(tǒng)遲緩率 30 5 汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng) DEH系統(tǒng)設(shè)備由兩部分組成1 電子部分2 液壓部分 31 32 33 操作畫面 34 油動機(jī)系統(tǒng) 35 電液伺服閥 Electro hydraulicServo valves 36 電液伺服閥 線圈通入直流電 控制電流在銜鐵上產(chǎn)生磁通 銜鐵旋轉(zhuǎn) 例如順時針 擋板在銜鐵帶動下向左移動 使左側(cè)噴油口通流面積減小 引起滑閥左側(cè)油壓增大 滑閥右移 高壓油進(jìn)入油動機(jī)活塞下腔室 活塞上移 調(diào)門開啟 滑閥右移時 彈簧管受逆時針反饋力矩 彎曲變形 與銜鐵所受的主動力矩相互抵消 平衡時滑閥位移保持不變 油口開度不變 控制電流 主動力矩 反饋力矩 油口開度 油流量 油動機(jī)活塞移動速度 近似線性關(guān)系 37 38 39 40 危急遮斷系統(tǒng) 41 本章思考題 1 什么是一次調(diào)頻 什么是二次調(diào)頻 2 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)為什么要采用功 頻調(diào)節(jié) 3 中間再熱汽輪機(jī)為什么會存在功率滯后現(xiàn)象 4 旁路系統(tǒng)有什么作用 5 如何預(yù)防汽輪機(jī)超速 6 調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性四方圖各象限代表什么意義 7 什么是調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性的速度變化率 其大小對機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性和一次調(diào)頻能力有何影響 8 遲緩率是什么 對機(jī)組運(yùn)