第六章 汽輪機調節(jié)系統(tǒng)

1、第六章 汽輪機調節(jié)系統(tǒng) 嶺南現(xiàn)代高級技工學校 第六章、汽輪機調節(jié)系統(tǒng) 第一節(jié)、汽輪機調節(jié)的任務 第二節(jié)、典型液壓調節(jié)系統(tǒng)簡介 調節(jié)系統(tǒng)的特性 中間再熱式汽輪機的調節(jié) 第三節(jié)、功頻電液調節(jié)系統(tǒng) 第四節(jié)、deh系統(tǒng)簡介 第五節(jié)、deh的主要部件 第六節(jié)、汽輪機的保護裝置 第七節(jié)、汽輪機的供油系統(tǒng) 第一節(jié)、汽輪機調節(jié)的任務第一節(jié)、汽輪機調節(jié)的任務 供電品質：電壓，頻率 頻率的穩(wěn)定取決于原動機出力和電網(wǎng)負載的平 衡。 維持頻率的穩(wěn)定要求：原動機出力負載 汽輪機出力在運行中必須能根據(jù)負載要求進行 調整。 一、汽輪機調節(jié)的任務一、汽輪機調節(jié)的任務 電網(wǎng)的電壓調節(jié) 發(fā)電機的勵磁系統(tǒng) 電網(wǎng)的頻率調節(jié) 汽輪機的

2、調節(jié)系統(tǒng) 汽輪機的調節(jié)系統(tǒng)以機組轉速為調節(jié)對象， 習慣上稱為：調速系統(tǒng) 旋轉 方向 汽輪機 發(fā)電機 e t t t 汽輪機蒸汽產 生的原動力矩 摩擦力矩 f t 轉子的電磁 阻力矩 力矩的變化 驅動力矩 汽輪機結構、轉速一定時，進汽量或整機理想焓降增 加，驅動力矩增大 電磁阻力矩 發(fā)電機電磁阻力矩隨定子電流增大而增大。 在勵磁電流不變時，定子電流隨外界負荷和轉子轉速 增加而增加 即：電磁阻力矩隨外界負荷和轉子轉速增加而增大 摩擦阻力矩 隨轉子轉速的增加而增大 電能不能大量儲存，火電廠發(fā)出的電力必須隨時滿足用戶要求，即 在數(shù)量、質量要求同時滿足用戶要求。 （1）數(shù)量要求：用戶對發(fā)電量的要求。這就

3、是要求電力負荷根據(jù)用戶 要求來調整發(fā)電大小，以滿足用戶要求。 （2）供電質量要求：供電質量就是指頻率和電壓。其中，電壓可以通 過變壓器解決。電網(wǎng)頻率則直接取決于汽輪機的轉速。轉速高則頻率 高，轉速低則頻率低。因此汽輪機必須具備調速系統(tǒng)，以保證汽輪發(fā) 電機組根據(jù)用戶要求，供給所需電力，并保證電網(wǎng)頻率穩(wěn)定在一定范 圍之內。 （3）火電廠自身安全的需要：汽輪發(fā)電機組工作時， 轉子、葉輪、 葉片等承受很大的離心力，而且離心力與轉速的平方成正比。轉速增 加，離心力將迅速增加。當轉速超過一定限度時就會使部件破壞，出 大事故。 汽輪機自動調節(jié)系統(tǒng)的意義 （1）及時調整汽輪機的內功率，滿足用戶足夠的電力（數(shù)量

4、、 質量）； （2）保證汽輪發(fā)電機組始終在額定轉速左右運行，不超過允許分范圍。 （3）除了調速系統(tǒng)之外，汽輪機組還必須具有保護系統(tǒng)（超 速保護、軸向 位移保護等）。 自動調節(jié)系統(tǒng)的任務 3.6 mac ti i d h p 汽輪機內效率主要取決于通流部分結構 的完善，在高負荷運行時變化不大； 定壓運行時理想焓降為常數(shù)； 定壓運行調節(jié)功率 調節(jié)蒸汽流量 滑壓運行調節(jié)功率 改變主蒸汽壓力及調節(jié)流量 二、汽輪機控制系統(tǒng)的發(fā)展二、汽輪機控制系統(tǒng)的發(fā)展 組成組成: : 離 心 飛 錘離 心 飛 錘 , , 油 動 機油 動 機 , , 錯 油 門 、錯 油 門 、 閥門等。閥門等。 缺點缺點: : 遲緩

5、大遲緩大, ,響應速度低響應速度低, ,故障幾率高。故障幾率高。 組成組成: : 模擬電路模擬電路, ,電液轉換器電液轉換器, , 油動機、閥門等。油動機、閥門等。 特點特點: : 遲緩較小遲緩較小, ,可調性較好可調性較好 組成組成: : 數(shù)字控制器數(shù)字控制器, ,電液轉換器及油動機電液轉換器及油動機, , 閥門等閥門等 特點特點: : 遲緩小遲緩小, ,控制靈活控制靈活, ,精度高精度高 第第三代 數(shù)字電液控制系統(tǒng)(deh) 國產100mw及以下機組都是采用液壓調節(jié)系統(tǒng)。 國產200mw機配備有液壓調節(jié)系統(tǒng)和功率-頻率電液調節(jié)系統(tǒng)，二者可互相 切換。 國產300mw、600mw大型汽輪機都

6、普遍采用數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)。 汽輪機數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)deh（digital electro-hydraulic control system ），包括計算機計算機系統(tǒng)和高壓抗燃油高壓抗燃油系統(tǒng)，屬于離散控制?？紤] 壓力、功率、頻率等多種信號，實現(xiàn)較強的綜合、判斷和邏輯處理，是 較為完善的調節(jié)系統(tǒng)。 采用deh控制可以提高高、中壓調門的控制精度，為實現(xiàn)ccs協(xié)調控制 及提高整個機組的控制水平提供了基本保障，更有利于汽輪機的運行。 使得汽輪機調節(jié)系統(tǒng)有關部套尺寸小、結構緊湊、調節(jié)質量大大提高。 數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng) 汽輪機 自動主汽門 調節(jié)汽門 調節(jié)系統(tǒng) 功率給定 轉速給定 汽壓給定 第二節(jié)：汽輪機液壓

7、調第二節(jié)：汽輪機液壓調 節(jié)系統(tǒng)節(jié)系統(tǒng) 調速器 直接調節(jié)的原理圖 齒輪 調節(jié)汽門 滑環(huán) 泄油口 泄油口 壓力油 錯油門 油動機 調節(jié)汽門 調速器 間接調節(jié)的原理圖 機械液壓調節(jié)系統(tǒng) 負荷降低 轉速升高 油動機活塞下降 滑環(huán)向上 離心飛錘向外 油動機活塞上部進油 調節(jié)汽門關閉 錯油門活塞上升 負荷滿足需要 汽輪機調速系統(tǒng)的基本原理 一 簡單的汽輪機自動調速系統(tǒng) 1 主要部件：調速器，滑閥（錯油門），油動機，調節(jié)閥。 2 油路：高壓油，排油。 3 工作原理 當外界負荷n減少，機組轉速n升高，調速器飛錘向外擴張，滑環(huán)上移，杠 桿abc以c點為支點帶動滑閥b點上移，高壓油通過滑閥油口進入油動機上 油室，

8、油動機下油室與排油相通，活塞下移，關小調節(jié)閥，減小進汽量， 機組功率減小。 同時，杠桿以a點為支點帶動滑閥b點下移，滑閥回中，切斷窗口，高壓油 停止流動。調速系統(tǒng)達到新的平衡狀態(tài)。 當外界負荷n增加時，機組轉速n下降，調速系統(tǒng)各部套調節(jié)過程相同，而 動作方向相反。 二、液壓調節(jié)系統(tǒng)的基本結構二、液壓調節(jié)系統(tǒng)的基本結構 汽輪機的型式很多，不同型式的機組所采用的調節(jié)系統(tǒng)也各有特點， 例如具有高速彈性調速器的液壓調節(jié)系統(tǒng)、徑向泵液壓調節(jié)系統(tǒng)、 旋轉阻尼液壓調節(jié)系統(tǒng)等。 一、轉速感受機構 轉速感受機構是將速度信號轉變?yōu)橐淮慰刂菩盘柕脑?。在汽輪機調 節(jié)保護系統(tǒng)中，轉速感受機構主要有離心式和電磁式兩類。

9、在離心式 中有機械式和液壓式兩種，其中機械式有高速彈性調速器和飛錘或飛 環(huán)式超速危急保安器；液壓式中有徑向鉆孔脈沖泵和旋轉阻尼器兩種 。 二、閥位控制機構（傳動放大機構） 對不同的轉速感受機構，與之配套的中間放大器的型式是不同的，主 要有壓力控制式和流量控制式兩種。液壓調節(jié)系統(tǒng)中常用的有隨動滑 閥、碟閥和壓力變換器等中間放大元件。 系統(tǒng)組成 油動機油動機，又稱液壓伺服馬達，是汽輪機調節(jié)系統(tǒng)中驅動調節(jié)汽門的執(zhí) 行機構。它能自動、連續(xù)、精確地復現(xiàn)來自中間放大環(huán)節(jié)輸入信號的 變化規(guī)律，使調節(jié)汽門的開度達到并保持在預定的控制狀態(tài)。油動機 具有慣性小、驅動力大、動作快、能耗低的突出優(yōu)點，這是目前電磁 式

10、驅動機構不可比擬的。 油動機是一個典型的反饋控制位置隨動系統(tǒng)。 油動機原理圖 三、配汽機構 配汽機構是將油動機活塞的行程轉變?yōu)槠啓C的進汽量，起到放大 油動機的驅動力、校正行程一流量特性的作用。配汽機構是由配汽 傳動機構(或稱操縱機構)和調節(jié)汽門兩部分組成。 調節(jié)汽門的結構 1 調節(jié)汽門 調節(jié)汽門，或稱調節(jié)閥，簡 稱調門，通過改變升程調節(jié) 進入汽輪機的蒸汽量。對調 節(jié)汽門，要求有良好的空氣 動力學特性和升程一流量特 性，流動損失小，流場穩(wěn)定 ，開啟的提升力平穩(wěn)變化且 盡可能小。調節(jié)汽門有多種 型式，但球面型線應用最廣 ，它是由門芯(閥碟)、門座( 閥座)、門桿(閥桿)等組成。 2 配汽傳動機構

11、 配汽傳動機構，或稱汽門操縱機構，是將油動機活塞行程轉變 為調節(jié)汽門的升程。對噴嘴調節(jié)汽輪機，多個調節(jié)汽門按順序 依次開啟，因此配汽傳動機構還起到行程流量校正作用。 配汽傳動機構主要有提板式、凸輪式或楔形斜面式、杠桿式等 。對于小型機組，主要采用結構較為簡單的提板式。對大型機 組，特別是數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)，通常單個油動機帶動單個調節(jié) 汽門，其傳動機構采用杠桿式。 三、液壓調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性三、液壓調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性 （一）靜態(tài)特性（一）靜態(tài)特性：調節(jié)系統(tǒng)是根 據(jù)轉速偏差信號n來動作的，通 過調節(jié)系統(tǒng)的動作來改變調節(jié)氣 門的開度，功率相應改變，系統(tǒng) 穩(wěn)定在新的狀態(tài)下。也就是說， 調節(jié)結果并不使轉速恢復

12、原穩(wěn)定 值，而存在一定的穩(wěn)態(tài)偏差，這 種調節(jié)特性叫做調節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài) 特性。 靜態(tài)特性曲線靜態(tài)特性曲線：穩(wěn)定運行狀態(tài)， 汽輪發(fā)電機組轉速與功率的關系 曲線稱為調速系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲 線。 四方圖 調節(jié)系統(tǒng)由轉速感應機構、 傳遞放大機構、配氣機構和 調節(jié)對象組成，系統(tǒng)的靜態(tài) 特性也取決于各組成部分的 靜態(tài)特性 。 由于調節(jié)系統(tǒng)各組成部分存 在著參數(shù)對應關系的非線性 因素，因此實際系統(tǒng)的靜態(tài) 特性不是直線，而是曲線。 轉速感受機構靜態(tài)特性 傳動放大機構靜態(tài)特性 調速系統(tǒng)靜態(tài)特性 配氣機構機構靜態(tài)特性 調節(jié)系統(tǒng)的四方圖 （二）速度變動率（二）速度變動率 速度變動率速度變動率是指汽輪機空負荷時所對應的最大

13、轉速和額是指汽輪機空負荷時所對應的最大轉速和額 定負荷時所對應的最小轉速之差，與汽輪機額定轉速之定負荷時所對應的最小轉速之差，與汽輪機額定轉速之 比，即比，即 %100 0 minmax n nn =36% 1. 機組間負荷的自動分配與一次調頻 對并列運行的機組，當外界負荷變動引起電 網(wǎng)頻率變動時，電網(wǎng)中各機組的調速系統(tǒng)動 作、負荷就自動增減，以適應外界負荷變化 的需要。這種由調速系統(tǒng)自動控制機組負荷 的增減，以減小頻率變化幅度的方式，稱為 一次調頻一次調頻。 2、速度變動率與機組運行特性的關系（見 教材） 3、靜態(tài)特性曲線的要求 n=f(p)單調遞減函數(shù) 空負荷附近陡一些，便于轉速 與電網(wǎng)同

14、步，順利并網(wǎng)，并網(wǎng) 后轉速波動負荷沖擊小，熱應 力小 滿負荷防止過載，靜態(tài)特性曲 線也較陡 帶基本負荷的機組，在額定負 荷下陡一些，調峰機組特性曲 線較平 p n2 n1 （三）遲緩率（三）遲緩率 在調速系統(tǒng)調節(jié)過程中在調速系統(tǒng)調節(jié)過程中, ,存在著遲緩現(xiàn)象存在著遲緩現(xiàn)象, ,使得調速系統(tǒng)的靜態(tài)特使得調速系統(tǒng)的靜態(tài)特 性線不再是一根性線不再是一根, ,而是一條帶狀區(qū)域。通常用遲緩率而是一條帶狀區(qū)域。通常用遲緩率來表示遲緩來表示遲緩 程度的大?。撼潭鹊拇笮。?12 0 100% nn n 液壓調節(jié)系統(tǒng) 0.30.5% 電液調節(jié)系統(tǒng) 0.1% （四）靜態(tài)特性曲線的平移-同步器 同步器是調速系統(tǒng)的部

15、件之一。操作同步器，可使汽 輪機在同一轉速下有不同的功率，或者是在同一功率 下有不同的轉速。 同步器作用： 1、汽輪機單機運行時，保證機組在任何負荷下轉速不 變； 2、汽輪機并列運行時，通過同步器可以進行負荷在各 機組間的重新分配，此時機組 轉速保持不變。 二次調頻 在機組并網(wǎng)運行時，通過同步器或改變功率在機組并網(wǎng)運行時，通過同步器或改變功率 給定值，實現(xiàn)電網(wǎng)負荷的重新分配，將電網(wǎng)給定值，實現(xiàn)電網(wǎng)負荷的重新分配，將電網(wǎng) 頻率調回到預定的質量范圍內的調頻過程頻率調回到預定的質量范圍內的調頻過程 二次調頻。二次調頻。 四、液壓調節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性四、液壓調節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性 動態(tài)特性：是研究調速系統(tǒng)從一個

16、穩(wěn)定工況過渡到 另一個穩(wěn)定工況的過渡過程。動態(tài)特性是指過渡過 程中，機組的功率、轉速、調節(jié)閥開度等參數(shù)隨時 間的變化規(guī)律。 甩負荷后轉速過渡過程 0 n n 1 穩(wěn)定性 運行機組受到干擾后離開平衡位置，經調節(jié)系統(tǒng)作用后，能過渡到新的 平衡狀態(tài)；或者在擾動撤消后，能恢復到原來平衡位置，這樣的系統(tǒng)就 是穩(wěn)定系統(tǒng)。 2 精確性 超調量：在過渡過程中，轉速超過最后穩(wěn)定值的最大轉速偏差量稱為超 調量，即 一般要求汽輪機甩負荷后的轉速升高不超過危急保安器動作轉速，而且 有一定余量（3%左右）；危急保安器動作轉速為(1.101.12)n0，因此 ，最高轉速不超過(1.071.09)n0。一般，n 14%d

17、14%d0 0 措施措施: :設旁路系統(tǒng)，設旁路系統(tǒng)， 30% d30% d0 0前旁路閥開前旁路閥開 （2 2）機爐動態(tài)響應速度不同）機爐動態(tài)響應速度不同 措施措施: :采用協(xié)調控制系統(tǒng)采用協(xié)調控制系統(tǒng) 采用單元制的影響 名詞解釋：名詞解釋： 液壓調節(jié)系統(tǒng)液壓調節(jié)系統(tǒng) 電液調節(jié)系統(tǒng)電液調節(jié)系統(tǒng) 調節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性調節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性 轉速變動率轉速變動率 遲緩率遲緩率 調節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性調節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性 超調量超調量 過渡過程時間過渡過程時間 一次調頻一次調頻 二次調頻二次調頻 第二節(jié)重點概念（作業(yè)） 第三節(jié)：汽輪機功頻電第三節(jié)：汽輪機功頻電 液調節(jié)系統(tǒng)液調節(jié)系統(tǒng) 功頻電液控制系統(tǒng)的特點：功

18、頻電液控制系統(tǒng)的特點： （1）可以補償由于中間再熱容積引起的汽輪機 輸出功率滯后。引進功率信號，實現(xiàn)動態(tài)過調， 以消除功率滯后，使轉速和功率呈線性關系。 （2）可以消除內擾（蒸汽參數(shù)變化）的影響。 即可以消除主蒸汽壓力變化對汽輪機輸出功率的 影響。 功頻電液調節(jié)系統(tǒng)的三種基本回路：功頻電液調節(jié)系統(tǒng)的三種基本回路： （1）轉速調節(jié)回路。 轉速調節(jié)回路應用于單機運行情況，在機組啟動時升 速、并網(wǎng)和在停機（包括甩負荷）過程中控制轉速。 （2）功率調節(jié)回路。 在電網(wǎng)頻率不變或機組不參加調頻，頻差放大器無輸 出信號，機組僅由功率調節(jié)回路進行控制。 由于技術原因功率信號采用發(fā)電機功率代替汽輪機功 率。 機

19、組運行中，如果出現(xiàn)內擾（蒸汽參數(shù)變化），則會 出現(xiàn)功率偏差，功率調節(jié)回路有良好的抗內擾性能，能 自動保持汽輪發(fā)電機組的功率為給定值。 功頻電液調節(jié)系統(tǒng)的三種基本回路：功頻電液調節(jié)系統(tǒng)的三種基本回路： （3）功頻調節(jié)回路 當機組參加調頻運行時，轉速調節(jié)回路和功率調節(jié)回路均參與 工作，是一種功率跟隨頻率的綜合調節(jié)系統(tǒng)。 由于功率信號和pid的調節(jié)作用，大大改善了再熱機組的負荷適 應性和參加調頻的能力。 （3）反調現(xiàn)象）反調現(xiàn)象 1、主要原因、主要原因- 由于技術原因功率信號采用發(fā)電機功率代替汽輪由于技術原因功率信號采用發(fā)電機功率代替汽輪 機功率。當外界負荷突變時，轉速信號落后于功率變化信號。機功率

20、。當外界負荷突變時，轉速信號落后于功率變化信號。 2、反調現(xiàn)象、反調現(xiàn)象-采用發(fā)電機功率作為反饋信號的功頻電液控制系采用發(fā)電機功率作為反饋信號的功頻電液控制系 統(tǒng)在機組甩負荷時，在過渡過程的初始階段，調節(jié)器統(tǒng)在機組甩負荷時，在過渡過程的初始階段，調節(jié)器 輸出的控制指令不是關小汽輪機調節(jié)閥門，而是輸出的控制指令不是關小汽輪機調節(jié)閥門，而是開大開大 調節(jié)閥門，造成轉子轉速上升，調節(jié)閥門，造成轉子轉速上升，只有在轉速升高到一只有在轉速升高到一 定數(shù)值后才能克服發(fā)電機功率反饋信號的影響。定數(shù)值后才能克服發(fā)電機功率反饋信號的影響。 3、預防反調現(xiàn)象發(fā)生，設置動態(tài)校正元件。、預防反調現(xiàn)象發(fā)生，設置動態(tài)校正

21、元件。 轉速一次微分器 帶慣性延遲的測功器 功率負微分器 總結：總結： 功頻電液調節(jié)系統(tǒng)將轉速和功率信號，作為輸入信號，既抗內 擾，又抗外擾，但因技術限制，用發(fā)電機功率信號代替汽輪機 功率信號致使其產生反調現(xiàn)象。 第四節(jié)：第四節(jié)：deh 一、deh的組成 1 1、計算機控制系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng) 主要包括數(shù)字計算機、混合數(shù)主要包括數(shù)字計算機、混合數(shù) 模插件，接口和電源設備等，均集中模插件，接口和電源設備等，均集中 布置在布置在6 6個控制柜內。主要用于給定、個控制柜內。主要用于給定、 接受反饋信號、邏輯運算和發(fā)出指令接受反饋信號、邏輯運算和發(fā)出指令 進行控制等。進行控制等。 2 2、操作員站、操

22、作員站 主要設置有操作盤、圖像站的顯示器主要設置有操作盤、圖像站的顯示器 和打印機等，為運行人員提供運行信息、監(jiān)和打印機等，為運行人員提供運行信息、監(jiān) 督、人機對話和操作等服務。督、人機對話和操作等服務。 3 3、油系統(tǒng)、油系統(tǒng) 系統(tǒng)的高壓控制油一般與潤滑油分開。系統(tǒng)的高壓控制油一般與潤滑油分開。 高壓油高壓油(eh(eh系統(tǒng)系統(tǒng)) )采用三芳基磷酸脂抗燃油，采用三芳基磷酸脂抗燃油， 為調節(jié)系統(tǒng)提供控制與動力用油。潤滑油泵為調節(jié)系統(tǒng)提供控制與動力用油。潤滑油泵 由主機拖動，為潤滑系統(tǒng)提供透平油。由主機拖動，為潤滑系統(tǒng)提供透平油。 4 4、執(zhí)行機構、執(zhí)行機構 主要由伺服放大器、電液轉換器和具有快

23、關、主要由伺服放大器、電液轉換器和具有快關、 隔離和逆止裝置的單側油動機組成，負責帶動高隔離和逆止裝置的單側油動機組成，負責帶動高 壓主汽閥、高壓調節(jié)汽閥和中壓主汽閥、中壓調壓主汽閥、高壓調節(jié)汽閥和中壓主汽閥、中壓調 節(jié)汽閥。節(jié)汽閥。 5 5、保護機構、保護機構 設有設有6 6個電磁閥，其中個電磁閥，其中2 2個個(opc)(opc)用于超速時用于超速時 關閉高、中壓調節(jié)汽閥，其余關閉高、中壓調節(jié)汽閥，其余4 4個個(ast)(ast)用于嚴重用于嚴重 超速超速(110(110no)no)、軸承油壓低、軸承油壓低、eheh油壓低、推力油壓低、推力 軸承磨損過大、凝汽器真空過低等情況下危急遮軸承

24、磨損過大、凝汽器真空過低等情況下危急遮 斷和手動停機之用。斷和手動停機之用。 1 1、汽輪機自動程序控制、汽輪機自動程序控制atcatc 2 2、汽輪機的負荷自動調節(jié)功能、汽輪機的負荷自動調節(jié)功能 具有多種控制方式：二級手動、一級手動、操作員自具有多種控制方式：二級手動、一級手動、操作員自 動方式動方式 當負荷大于當負荷大于10%10%以后，運行人員可選擇是否投入調節(jié)級以后，運行人員可選擇是否投入調節(jié)級 壓力回路、功率回路。壓力回路、功率回路。 可采用定壓或滑壓運行可采用定壓或滑壓運行 閥門管理（高壓調閥）閥門管理（高壓調閥）高、中壓主汽調節(jié)閥活動試驗高、中壓主汽調節(jié)閥活動試驗 可調頻或帶基本

25、負荷可調頻或帶基本負荷 tpc主汽壓力低保護功能、主汽壓力低保護功能、rb保護。運行控制十分靈保護。運行控制十分靈 活?；?。 3 3、保護、保護-緊急停機緊急停機(ets)(ets)超速保護超速保護(opc(opc） 還有機械超速保護和手動脫扣還有機械超速保護和手動脫扣 4 4、監(jiān)視、監(jiān)視 二、deh主要功能 手動備用操作（硬手操）手動備用操作（硬手操）是一種應急是一種應急 處理方式，用作一級手動和二級手動的備用。處理方式，用作一級手動和二級手動的備用。 這種操作方式是在電位器的兩端加上的電壓，這種操作方式是在電位器的兩端加上的電壓， 通過調整操作盤上的通過調整操作盤上的“手動備用手動備用”電

26、位器獲電位器獲 得控制信號得控制信號,使被調閥門按預定的要求開啟或使被調閥門按預定的要求開啟或 關閉關閉 二級手動二級手動運行方式是跟蹤系統(tǒng)中最低運行方式是跟蹤系統(tǒng)中最低 級的運行方式級的運行方式 一級手動一級手動是一種開環(huán)運行方式，運行是一種開環(huán)運行方式，運行 人員在操作盤上按鍵就可以控制各閥門的開人員在操作盤上按鍵就可以控制各閥門的開 度度 三、三、deh的運行方式的運行方式 操作員自動（操作員自動（oaoa） 操作員自動方式是操作員自動方式是deh控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)最基最基 本本的運行方式。在該方式下，系統(tǒng)接受的運行方式。在該方式下，系統(tǒng)接受 操作員輸入的目標負荷及其速率，并進操作員輸入的

27、目標負荷及其速率，并進 行控制。行控制。 汽輪機程序自動（汽輪機程序自動（atcatc） 轉速和負荷及升速率和升負荷速率均由轉速和負荷及升速率和升負荷速率均由 計算機程序或外部設備進行控制。計算機程序或外部設備進行控制。 主汽閥自動主汽閥自動 主汽閥手動主汽閥手動 調節(jié)汽閥自動方式調節(jié)汽閥自動方式 調節(jié)汽閥手動調節(jié)汽閥手動 四、四、deh的各種控制模式的各種控制模式 調節(jié)汽閥自動方式（計算機參與控制）調節(jié)汽閥自動方式（計算機參與控制） （1 1）oaoa （2 2）remoteremote （3 3）電廠計算機控制（）電廠計算機控制（pcpc） 在該方式下，系統(tǒng)接受廠級計算機輸入在該方式下，系

28、統(tǒng)接受廠級計算機輸入 的目標負荷及其速率，并進行控制。的目標負荷及其速率，并進行控制。 （4 4）自動控制汽輪機（）自動控制汽輪機（atcatc） 這是一種聯(lián)合控制方式，其組合形這是一種聯(lián)合控制方式，其組合形 式有式有oa-atc、ccs-atc、ads-atc 和和remote-atc等幾種。此時，由前等幾種。此時，由前 者給定目標負荷和速率，者給定目標負荷和速率，atc負責監(jiān)控，負責監(jiān)控， 并從下面的速率中選取一個最小的速率并從下面的速率中選取一個最小的速率 作為當前執(zhí)行速率：作為當前執(zhí)行速率： 1）由）由atc軟件計算轉子應力所確定的負荷速軟件計算轉子應力所確定的負荷速 率；率； 2）發(fā)

29、電機限制的負荷速率；）發(fā)電機限制的負荷速率； 3）外部輸入負荷速率，包括）外部輸入負荷速率，包括oa、remote 和和plant comp等；等； 4）電廠內部允許的負荷速率，如）電廠內部允許的負荷速率，如tpc和和 runback限制等。限制等。 （5 5）電廠限制控制方式）電廠限制控制方式 采用此方式時，采用此方式時，deh系統(tǒng)受電廠內系統(tǒng)受電廠內 部運行條件所制約，其具體形式有：部運行條件所制約，其具體形式有： 1）主汽壓力控制方式（）主汽壓力控制方式（tpc） 主要是限制高壓調節(jié)門前的主蒸主要是限制高壓調節(jié)門前的主蒸 汽壓力不低于一個要求的限制值，當汽壓力不低于一個要求的限制值，當

30、主汽壓力值小于限制值時，主汽壓力值小于限制值時，tpctpc動作動作 開始減負荷，負荷一旦減至開始減負荷，負荷一旦減至20%20%閥位閥位 或主汽壓力再次大于限制值后停止減或主汽壓力再次大于限制值后停止減 負荷負荷. . 2）外部負荷返回控制方式(快卸負荷) （runback）。該方式主要是考該方式主要是考 慮輔機故障，例如，在給水泵和風慮輔機故障，例如，在給水泵和風 機等跳閘的情況下，系統(tǒng)將以一定機等跳閘的情況下，系統(tǒng)將以一定 的速率去關小調節(jié)汽閥，直到故障的速率去關小調節(jié)汽閥，直到故障 消除為止。消除為止。 五、五、dehdeh的基本控制原理的基本控制原理 1、相比液壓調節(jié)系統(tǒng)，功頻電液調

31、節(jié)系統(tǒng) 增加了功率反饋回路。 功率反饋回路調節(jié)的特點： 機組運行中，如果出現(xiàn)內擾（蒸汽參數(shù) 變化），則會出現(xiàn)功率偏差，功率調節(jié) 回路有良好的抗內擾性能，能自動保持 汽輪發(fā)電機組的功率為給定值。 在功率反饋未投入時，不能精確的控制 機組的功率與設定值相同。 對于集控運行來說，投運該回路對鍋爐的影響。 2、相比功頻電液調節(jié)系統(tǒng)，deh增加了 調節(jié)級壓力校正回路。 調節(jié)級壓力控制回路的特點： 調節(jié)級壓力回路抗干擾能力強、響應速率 快，有利于克服再熱環(huán)節(jié)的功率滯后現(xiàn)象 和提高機組的負荷適應性。 但它對系統(tǒng)最后處于新的穩(wěn)定狀態(tài)僅起到 粗調作用。 此外在此種控制方式下，要求鍋爐燃燒 必須跟上。 2、deh

32、的閉環(huán)主回路： 外環(huán)：與轉速輸入信號對應的轉速校正 回路 中環(huán)：與功率輸入信號對應的功率校正 回路 內環(huán)：與調節(jié)級壓力輸入信號對應的調 節(jié)級壓力回路 六、六、dehdeh的基本控制原理的應用的基本控制原理的應用 基本控制功能兩個： 一是單機運行時的轉速控制 二是并列運行時的功率控制 無論是轉速控制還是功率控制，主要是 通過改變調節(jié)汽閥的開度來調節(jié)進汽量， 從而達到調節(jié)的目的。 1、汽輪機的基本啟動過程 啟動升速過程：見教材 2、轉速控制 1、自動下的轉速控制 2、手動下的轉速控制 3、同期并網(wǎng)過程：在發(fā)電機并網(wǎng)前， 自動同步控制回路通過對電網(wǎng)頻率和發(fā) 電機頻率的偏差比較，自動校正汽輪機 轉速設

33、定值，使發(fā)電機頻率始終隨電網(wǎng) 頻率變化且保持大于電網(wǎng)頻率0.05hz， 直至并網(wǎng)完成。一旦機組并網(wǎng)，帶5%的 額定負荷。 3、功率控制 中環(huán)功率反饋回路 內環(huán)調節(jié)級壓力反饋回路 外環(huán)轉速一次調頻回路 4、汽輪機自動程序控制atc 大容量機組系統(tǒng)復雜，監(jiān)控內容和操 作項目繁多，特別是在啟動過程中，溫 差、膨脹、位移、應力和振動等因素對 機組的安全有重大的影響。 應力是影響汽輪機壽命的關鍵因素。 工程上用應力循環(huán)次數(shù)來代表設備壽命， 而循環(huán)次數(shù)與應力大小關系很大。 七、數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)的特性七、數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)的特性 見教材。 下節(jié)課請帶好輔助教材下節(jié)課請帶好輔助教材 第三節(jié)重點概念（復習） 1、

34、功率調節(jié)回路調節(jié)的特點？ 2、什么是反調現(xiàn)象？ 第四節(jié)重點概念（復習） 1、你對deh的了解：deh系統(tǒng)的被控對象？deh的組 成？deh的功能？deh的運行方式？ 2、什么運行方式是汽輪機deh的最基本的運行方式？ 什么功能是deh的最基本功能？ 3、什么是操作員自動運行方式？ 4、deh的功率調節(jié)分別有哪些回路？各自調節(jié)的特 點？特別是調節(jié)級壓力回路調節(jié)的特點？ 5、投退deh各個回路對集控運行的影響？（集控專 業(yè)思考題） 6、思考液壓調節(jié)系統(tǒng)、功頻電液調節(jié)系統(tǒng)、數(shù)字電 液調節(jié)（deh）的區(qū)別與聯(lián)系。（思考題） 輔助教材第四節(jié) deh液壓伺服系統(tǒng) 調節(jié)閥工作原理圖 調節(jié)閥工作過程 a、當給

35、定或外界負荷變化時，計算機當給定或外界負荷變化時，計算機 輸出開大或關小汽閥的輸出開大或關小汽閥的電壓信號電壓信號，經伺服放，經伺服放 大器轉換成大器轉換成電流信號電流信號并進行功率放大，電液并進行功率放大，電液 伺服閥將電信號轉換成彈簧片的位移信號，伺服閥將電信號轉換成彈簧片的位移信號， 經噴嘴控制使經噴嘴控制使伺服閥活塞產生位移伺服閥活塞產生位移，輸出高，輸出高 壓油對油動機進行控制。壓油對油動機進行控制。增加負荷時，高壓增加負荷時，高壓 油使油動機活塞向上運動，通過連桿帶動，油使油動機活塞向上運動，通過連桿帶動， 使汽閥開啟；當負荷降低時，彈簧力的作用使汽閥開啟；當負荷降低時，彈簧力的作

36、用 使壓力油自油動機活塞的下腔泄出，油動機使壓力油自油動機活塞的下腔泄出，油動機 活塞向下運動而關小汽閥?；钊蛳逻\動而關小汽閥。 調節(jié)閥工作過程 b、當油動機活塞移動時，用于反饋的線性位、當油動機活塞移動時，用于反饋的線性位 移變送器（移變送器（lvdt），將油動機活塞的機械位），將油動機活塞的機械位 移轉換成電信號，該信號經解調器與計算機移轉換成電信號，該信號經解調器與計算機 輸入的信號比較，伺服放大器的輸入偏差為輸入的信號比較，伺服放大器的輸入偏差為 零時，電液伺服閥的活塞回到中間位置，從零時，電液伺服閥的活塞回到中間位置，從 而切斷油動機的進油通道，油動機停止運動而切斷油動機的進油通道

37、，油動機停止運動 ，系統(tǒng)在新的工作位置上達到平衡。，系統(tǒng)在新的工作位置上達到平衡。 c、主汽閥和調節(jié)汽閥的油動機旁，各設有一個、主汽閥和調節(jié)汽閥的油動機旁，各設有一個 快速卸載閥，用于汽輪機故障需要停機時，通過快速卸載閥，用于汽輪機故障需要停機時，通過 安全油系統(tǒng)使遮斷油總管失壓，快速泄去油動機安全油系統(tǒng)使遮斷油總管失壓，快速泄去油動機 下腔的高壓油，依靠彈簧力的作用，使汽閥迅速下腔的高壓油，依靠彈簧力的作用，使汽閥迅速 關閉，以實現(xiàn)對機組的保護。在快速卸載閥動作關閉，以實現(xiàn)對機組的保護。在快速卸載閥動作 的同時，工作油還可排入油動機的上腔室，從而的同時，工作油還可排入油動機的上腔室，從而 避

38、免回油旁路的過載。避免回油旁路的過載。 關于關于電液轉換器電液轉換器 電液轉換器也是一種控制元件。用它將電子控制電液轉換器也是一種控制元件。用它將電子控制 部分和液動控制部分聯(lián)系起來，同時又把微弱的部分和液動控制部分聯(lián)系起來，同時又把微弱的 電信號放大為液壓信號，由液壓動力去控制油動電信號放大為液壓信號，由液壓動力去控制油動 機。機。 電液轉換器 線性位移傳感器是由芯桿、線圈、外殼 等所組成。當鐵芯與線圈間有相對移動時， 例如鐵芯上移，次級線圈感應出電動勢經 過整流濾波后，便變?yōu)楸硎捐F芯與線圈間 相對位移的電氣信號輸出，作為負反饋。 在具體設備中，外殼是固定不動，鐵芯通 過杠桿與油動機活塞桿相

39、連，輸出的電氣 信號便可模擬油動機的位移，也就是汽閥 的開度，為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，每 個執(zhí)行機構中安裝二個位移傳感器。 線性位移傳感器(lvdt) 安裝在油動機液壓塊上， 它主要作用是當機組發(fā)生 故障必須緊急停機時或在 危急脫扣裝置等動作使危 急遮斷油泄油失壓后，可 使油動機活塞下腔的壓力 油經快速卸荷閥快速釋放， 這時不論伺服放大器輸出 的信號大小，在閥門彈簧 力作用下，均使閥門關閉。 快速卸荷閥 油動機又稱液壓伺服馬達，是一個典型 的反饋控制位置隨動系統(tǒng)，主要由油動機活 塞(或稱油缸)及反饋機構等組成，是汽輪機 調節(jié)系統(tǒng)中驅動調節(jié)汽門的執(zhí)行機構。它能 自動、連續(xù)、精確地復現(xiàn)來自中間放

40、大環(huán)節(jié) 輸入信號的變化規(guī)律，使調節(jié)汽門的開度達 到并保持在預定的控制狀態(tài)。 油動機具有慣性小、驅動力大、動作快、 能耗低的突出優(yōu)點，這是目前電磁式驅動機 構不可比擬的。 油動機 1、 測頻（轉速）的設備 設齒盤齒數(shù)為設齒盤齒數(shù)為z， 汽輪機軸的轉汽輪機軸的轉 速為速為n轉轉/分，則分，則 輸出信號的頻輸出信號的頻 率為率為(東汽東汽134 齒齒) / 60 n z f 周 秒 deh的轉速測量 輔助教材第五節(jié) 汽輪機的保護系統(tǒng) 1、設置保護系統(tǒng)的原因 汽輪機出現(xiàn)危險（動、靜部分摩擦或超速） 時，需快速切斷進汽，停止汽輪機運行。 2、自動保護系統(tǒng)分為兩大類： 預防性保護系統(tǒng)（如opc） 危急遮斷

41、保護（ets） 3、1000mw汽輪機危急遮斷保護項目（見 教材） 5、ast電磁閥的連接及其工作原理 （1）串聯(lián)油路中的任何一）串聯(lián)油路中的任何一 路電磁閥（路電磁閥（20-1/ast，20- 2/ast或或20-3/ast，20- 4/ast）動作，都可以進行）動作，都可以進行 停機；而任何一個電磁閥誤停機；而任何一個電磁閥誤 動作，不會引起錯誤停機。動作，不會引起錯誤停機。 （2）并聯(lián)油路中，任何一個奇數(shù)號電磁閥（）并聯(lián)油路中，任何一個奇數(shù)號電磁閥（20- 1/ast和和20-3/ast）和任何一個偶數(shù)號電磁閥）和任何一個偶數(shù)號電磁閥 （20-2/ast和和20-4/ast）動作，系統(tǒng)都

42、可以順）動作，系統(tǒng)都可以順 序或交叉動作并停機。序或交叉動作并停機。 6、超速保護裝置危急遮斷器 當機組突然甩電負荷而調速系統(tǒng)因某種原因不能 正常停機時，轉速迅速上升，因超速而引起巨大的離 心力，使機組破壞。因此，汽輪機必需具備超速保護 裝置。當機組轉速達到(1.101.12) 時，超速保護 裝置動作，實現(xiàn)緊急停機。 0 n 機械超速危急遮斷器 (a)飛錘式；(b)飛環(huán)式 超速保護裝置通常稱為： 超速保險 危急遮斷器 危急保安器 1 結構：危急遮斷器、杠桿、油門。（危急遮斷器 由撞擊子、彈簧、調整螺母組成）。 2 工作原理：撞擊子為一偏心重塊。 機組正常運行時，彈簧力大于重塊的離心力，撞 擊子

43、 不飛出； 當轉速升高，則重塊的離心力增大； 當n (1.11.12)n0時，重塊的離 心力大于彈簧力 ，撞擊子飛出，打擊危急保安器，通過杠桿使危 急遮斷器錯油門動作，泄掉安全油，關閉主汽閥 ，實現(xiàn)緊急停機。 7、東汽超超臨界機組低壓保安系統(tǒng) （1）、掛閘：建立高壓安全油。 （2）、遮斷：泄掉高壓安全油，快速 關閉各主汽、調節(jié)閥門，遮斷機組進 汽。 （3）、機械超速試驗 （4）、噴油試驗 輔助教材第四節(jié)復習 1、簡述控制型閥門執(zhí)行機構的工作過程？ 2、簡述執(zhí)行機構中電液伺服閥、快速卸載閥 的作用？ 輔助教材第五節(jié)復習1 1、1000mw汽輪機危急遮斷保護項目有哪些？ 2、ast電磁閥的作用是什

44、么？ast電磁閥采用串并聯(lián)的目的是 什么？ 3、eh油系統(tǒng)中ast電磁閥有幾個?其布置形式及動作原理怎 樣? (1)四個自動停機遮斷電磁閥20/ast； (2)其布置方式是串并聯(lián)布置； (3)正常運行時，自動停機遮斷電磁閥20/ast是被勵磁關 閉的，從而封閉了自動停機遮斷總管中eh遮斷油的泄油通 道，使所有蒸汽閥執(zhí)行機構活塞下部的油壓建立起來；當 電磁閥失電而被打開時，則泄去總管中eh遮斷油，所有蒸 汽閥執(zhí)行機構活塞下部的油壓將消失，使各蒸汽閥關閉而 停機。 輔助教材第五節(jié)復習2 3、簡述危急遮斷器（飛錘式）的原理？ 4、deh的掛閘功能指的是什么？遮斷呢？ 5、機械超速試驗和噴油試驗的目的

45、？ 輔助教材第六章 汽輪機供油系統(tǒng) 一. 供油系統(tǒng)的作用 供油系統(tǒng)對保證機組安全穩(wěn)定運行有著至關重要的作用: 1供給調節(jié)系統(tǒng)和保護系統(tǒng)用油； 2供給軸承潤滑用油，減少軸承的摩擦損失，并帶走 因摩擦產生的熱量和由高溫轉子傳來的熱量； 3對有些采用氫冷的發(fā)電機，向氫氣環(huán)密封瓦的氣側 提供密封油； 4供給盤車裝置和頂軸裝置用油。 第一節(jié)：潤滑油系統(tǒng)第一節(jié)：潤滑油系統(tǒng) 油系統(tǒng)對安全運行的重要性 油系統(tǒng)必須在任何情況下，即不論在機組正 常運行，還是在啟動、停機、事故甚至當電 廠交流電源斷電時，都應能確保供油。 對于高速旋轉的汽輪發(fā)電機組，哪怕是暫時（如 幾秒鐘）的供油中斷也會引起重大事故，如軸承 的熔化

46、，使機組的轉子失去支承，動靜部分發(fā)生 嚴重的磨損等 若調節(jié)系統(tǒng)斷油，整個機組將失去控制。 汽輪機油油質劣化有什么危害汽輪機油油質劣化有什么危害? 汽輪機油質量的好壞與汽輪機能否正常運行汽輪機油質量的好壞與汽輪機能否正常運行 關系密切。油質變壞使?jié)櫥偷男阅芎陀湍りP系密切。油質變壞使?jié)櫥偷男阅芎陀湍?發(fā)生變化，造成各潤滑部分不能很好潤滑，發(fā)生變化，造成各潤滑部分不能很好潤滑， 結果使軸瓦烏金熔化損壞；結果使軸瓦烏金熔化損壞； 還會使調節(jié)系統(tǒng)部件被腐蝕、生銹而卡澀還會使調節(jié)系統(tǒng)部件被腐蝕、生銹而卡澀 ，導致調節(jié)系統(tǒng)和保護裝置動作失靈的嚴重，導致調節(jié)系統(tǒng)和保護裝置動作失靈的嚴重 后果。所以必須重視

47、對汽輪機油質量的監(jiān)督后果。所以必須重視對汽輪機油質量的監(jiān)督 。 二. 典型供油系統(tǒng) 正常運行時：主油泵 止回閥分成兩路: (1)調節(jié)和保安系統(tǒng) (2)注油器。 級注油器主油泵； 級注油器止回閥 冷油器濾油器低油 壓發(fā)訊器過壓閥軸 承。 離心泵供油系統(tǒng)離心泵供油系統(tǒng) 油系統(tǒng)的主要設備 1油箱 作用：儲油，分離油中空氣 、水分和機械雜物 油箱分為污段和凈段，中間 隔著過濾網(wǎng)?；赜凸苈凡贾?在污段，油泵的吸油口布置 在凈段。為了將沉淀下來的 水分和雜物排出，油箱底部 一般做成斜坡形。 油箱布置簡圖油箱布置簡圖 安裝位置：在汽輪機高壓轉 子前端的短軸上。 離心式主油泵不能自吸，在 啟停階段要靠交流輔助油泵 供油。如果主油泵的入口進 了空氣，會造成系統(tǒng)的工作 不穩(wěn)定。主油泵的進口必須 保持一定的正壓，正常運行 時，這一正壓由注油器提供 。 2主油泵 注油器又稱射油 器，它實質上是 一個射流泵； 對于大型機組的 供油系統(tǒng)，通常 裝有兩個注油器 ，可并聯(lián)或串聯(lián) 。 注油器工作原理圖注油器工作原理圖 l l噴嘴；噴嘴；2 2混合室；混合室；3 3擴壓管擴壓管 3注油器 潤滑油系統(tǒng)復習 1、潤滑油系統(tǒng)給哪些裝置供油了？東汽 1000mw機組潤滑油系統(tǒng)講了