汽輪機調速系統(tǒng)講義課件

1、汽輪機調速系統(tǒng)培訓教程汽輪機調速系統(tǒng)培訓教程第一章第一章 調節(jié)系統(tǒng)的特性調節(jié)系統(tǒng)的特性第二章第二章 調節(jié)系統(tǒng)各設備動作原理調節(jié)系統(tǒng)各設備動作原理第一章第一章 調節(jié)系統(tǒng)的基本概念調節(jié)系統(tǒng)的基本概念第一節(jié) 調節(jié)系統(tǒng)的任務及組成一、汽輪機調節(jié)系統(tǒng)的任務1供應用戶足夠的電力，及時調節(jié)汽輪機的功率以滿足外界的需要。2 使汽輪機的轉速始終保持在額定范圍內，從而把發(fā)電頻率維持在額定值左右。I(dw/dt） Me- Mel用電負荷減少，則反動力矩Mel相應減少，如果主動力矩Me應保持不變，則Me- Mel大于零， (dw/dt）大于零，即轉子的角加速度增加。反之則減少。由此可見，汽輪機轉速的變化取決于輸入、輸

2、出功率的平衡，就能使轉速穩(wěn)定，否則轉速就發(fā)生變化。汽輪機調節(jié)系統(tǒng)的功能就是感受轉速的這種變化，控制調節(jié)汽閥，使輸入和輸出功率重新平衡，并使轉速保持在規(guī)定范圍內。二、汽輪機調節(jié)系統(tǒng)的組成（一）直接調節(jié)（二）間接調節(jié)蒸汽流量變化負荷變化調節(jié)對象轉速變化感受機構傳動機構執(zhí)行機構第三節(jié) 汽輪機調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性 整個調節(jié)系統(tǒng)的輸入量是汽輪機的轉速n，輸出量是汽輪機的功率p，在靜態(tài)下它們之間的對應關系即為調節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性，其關系曲線稱為調節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線。 汽輪機調節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線可以近似地看做直線一、調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線地繪制調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線，不能直接求出，調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線一般是通過試

3、驗方法求得。即通過四象限圖間接求得調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線。四象限圖的繪制:npX(或p1)m二、速度變動率和遲緩率（一）速度變動率npnmax100100minmaxonnnnmin 速度變動率是衡量調節(jié)系統(tǒng)品質的一個重要指標，它反應了汽輪機由于負荷變化所引起轉速變化的大?。核俣茸儎勇试酱?，反映在靜態(tài)特性上越陡；反之靜態(tài)特性曲線越平。速度變動率：單機運行從空負荷到額定負荷，汽輪機的轉速從nmax降低至nmin ,該轉速變化值與額定轉速的之比（二）遲緩率n100100onn遲緩率：同一負荷下，可能的最大轉速變動n與額定轉速之比。 遲緩率對汽輪機的正常運行是十分不利的，因為它延長了汽輪機從負荷發(fā)生變

4、化到調節(jié)閥開始動作的時間，造成汽輪機不能及時適應外界負荷的變化。 如果遲緩率過大，在汽輪機突然甩負荷后，將使轉速上升過高以致引起超速保護裝置動作；對孤立運行的機組，將產生較大的負荷擺動，對并列運行機組，將會產生較大的負荷漂移。 由此可見遲緩率是反映調節(jié)系統(tǒng)品質的又一重要指標。三、速度變動率和遲緩率對并列運行機組的影響（一）速度變動率對并列運行機組負荷分配的影響一次調頻：當外界負荷發(fā)生變化時，將使電網頻率發(fā)生變化，從而引起電網中各機組均自動地按其靜態(tài)特性承擔一定的負荷變化，以減少電網頻率地改變。np1p2結論：結論：并列運行機組當外界負荷變化時，速度變動率越大、機組的額定功率越小，分配給該機組地

5、變化負荷量就越小；反之則越大。因此待基本負荷的機組其速度變動率應選大一些，使電網頻率變化時負荷變化較小，即減少參加一次調頻作用。而帶尖峰負荷的調頻機組，速度變動率應選小一些。（二）遲緩率對運行的影響（1）機組孤立運行時，造成機組轉速擺動，其波動范圍（相對值）即為（2）機組并列于電網運行時，由于轉速決定于電網頻率，不能任意擺動，這種單值對應關系的破壞則反映在功率上，造成功率可在一定范圍內自發(fā)變化。n0n0pppn0=（二）遲緩率對運行的影響（1）機組孤立運行時，造成機組轉速擺動，其波動范圍（相對值）即為（2）機組并列于電網運行時，由于轉速決定于電網頻率，不能任意擺動，這種單值對應關系的破壞則反映

6、在功率上，造成功率可在一定范圍內自發(fā)變化。n0n0pppp（二）遲緩率對運行的影響（1）機組孤立運行時，造成機組轉速擺動，其波動范圍（相對值）即為（2）機組并列于電網運行時，由于轉速決定于電網頻率，不能任意擺動，這種單值對應關系的破壞則反映在功率上，造成功率可在一定范圍內自發(fā)變化。n0n0pppppn0p=pn第五節(jié)第五節(jié) 調節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性及對調節(jié)系統(tǒng)的要求調節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性及對調節(jié)系統(tǒng)的要求一、調節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性簡介（一）調節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性1.速度變動率理論和實踐都證明：速度變動率越大，系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性越好，反之穩(wěn)定性越差。2.遲緩率遲緩率越小，調節(jié)系統(tǒng)的反映越快，當有外界擾動后，系統(tǒng)就能很快

7、的穩(wěn)定下來，即穩(wěn)定性越好。反之穩(wěn)定性越差。3.汽輪機轉子飛升時間常數(shù)轉子飛升時間常數(shù)可以理解為當轉子上受到額定蒸汽力矩的作用，轉子從靜止升至額定轉速時所需要的時間。顯然，轉子飛升時間常數(shù)越小，越容易升速，控制就越困難。系統(tǒng)穩(wěn)定性就越差，反之則越好。4.油動機時間常數(shù)油動機時間常數(shù)的物理意義為：當滑閥油口在最大開度時，油動機從全開到全關所需要的時間。這一時間的長短決定了油動機動作的快慢。顯然，油動機時間常數(shù)越小油動機動作越迅速，調節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性也就越好，反之穩(wěn)定性越差。5.容積時間常數(shù)汽輪機中有一些有害容積的存在，使得調節(jié)氣閥開度變化后通過汽輪機的蒸汽流量不能立即改變到應由數(shù)值，這種現(xiàn)象對調節(jié)過

8、程是不利的。這種不利的程度可以用容積時間常數(shù)來反映。第二章 調節(jié)系統(tǒng)各設備動作原理 主油泵為單級雙吸式離心泵，安裝于前軸承箱內，直接與汽輪機主軸（高壓轉子延伸小軸）聯(lián)接，由汽輪機轉子直接驅動。主油泵出口壓力油送到潤滑油和調節(jié)油系統(tǒng)。 主油泵的作用錯油門、油動機錯油門、油動機當17脈沖油壓升高時，錯油門滑閥上移，12-13-16,則活塞下腔進壓力油，上腔泄油，活塞上行，關小調節(jié)氣閥。18脈沖油壓反饋油口。當脈沖油壓升高時，油動機活塞上行，導致了18泄脈沖油量增大。手輪帶動蝸桿，蝸桿帶動蝸輪，渦輪帶動同步器芯桿上下運動。這樣，壓力變換器彈簧被壓緊、放松，最終改變畫法產生位移，以調節(jié)負荷。加負荷，是

9、使同步器芯桿下移的過程。同同 步步 器器 同步器改變汽輪機轉速范圍為：-5%7% x 額定轉速 其中： -5%x 額定轉速，下限富裕行程，在電網頻率低，新汽規(guī)范高出額定值一定范圍時，使機組能減掉全負荷； 7% x 額定轉速，上限富裕行程，電網頻率高，新汽規(guī)范低時，仍能帶滿負荷壓力變換器正常運行時，脈沖油2526“連續(xù)泄油，維持脈沖油壓在一定范圍。當主油壓上升時，23油壓增大，滑閥上移，26“泄油量減小，脈沖油壓上升，導致錯油門滑閥上移，12-13-16，油動機下腔進壓力油，上腔泄油，油動機活塞上移，關調節(jié)汽門；同時，當主油壓上升時，經過經過節(jié)流孔后的脈沖油壓力也隨之上升。因此，當主油壓力上升時

10、，對脈沖油的壓力提升是雙效的。注意：壓力變換器和調壓器是并列關系，；兩種只能投運一種。四 通 閥主油泵未正常運行時，汽輪油泵提供壓力油： 此時，24-2122主油泵正常運行時： 此時，23-212224軸向位移遮斷器原理：油室I中的油的壓力與噴嘴和推力盤間隙有關，間隙越大，油壓越小。正常運行時， 1-23經油室I進入滑閥中心孔，由噴 嘴噴出去危急遮斷油門，進而去主汽門軸向位移超限時，油室I中壓力油壓力下降，滑閥下移，2-4相通，壓力油串入脈沖油，使脈沖油壓力急劇上升，導致調節(jié)氣門關閉；同時， 3-G相通， 泄掉主汽門下的壓力油，使主汽門在彈簧彈力和活塞重力下快速落座。缺點：下次開機時，必須把聶

11、壽推進去鎖死，保證滑閥不被彈簧推出來，等油室I中油壓正常后才能去鎖，不然無法開機。正常時，噴嘴擋板間隙為0.5mm油壓為0.413MPa異常動作壓力為0.245MPa危急遮斷油門 正常運行時，5-6，壓力油經過危急遮斷油門，磁力斷路油門進入主汽門油動機。 打閘（超速）時，5-7相通，壓力油串入脈沖油，使脈沖油壓力急劇上升，導致調節(jié)氣門關閉；同時，6-C相通，泄掉主汽門下的壓力油，使主汽門在彈簧彈力和活塞重力下快速落座。飛錘式危急保安器n飛錘式危急保安器的結構和動作過程:n飛錘式的危急保安器裝在主軸前端縱向孔內，由飛錘、外殼、彈簧和調整螺母等組成。飛錘的重心和旋轉中心偏離6.5mm，所以又稱偏心

12、飛錘。飛錘被彈簧壓住，在轉速低于動作轉速時，彈簧力大于離心力，飛錘不動。當轉速高于飛出轉速時，飛錘離心力大于彈簧力，飛錘向外飛出。飛錘一旦動作，偏心距將隨之增大，離心力隨之增加，所以飛錘必然加速走完全部行程。飛錘的行程由限位襯套的凸肩限制，正常情況下，全行程為6mm。飛錘飛出后打擊脫扣杠桿，使危急遮斷油門動作，關閉主汽門和調節(jié)汽門，切斷汽輪機進汽，使汽輪機迅速停機。在汽輪機轉速降至某一轉速時，飛錘離心力小于彈簧力，飛錘在彈簧力的作用下，回到原來位置，這個轉速稱為復位轉速，一般復位轉速在3050rmin左右。飛錘的動作轉速，可通過改變彈簧的初緊力加以調整，轉動調整螺母使導向襯套移動，就能改變彈簧

13、的初緊力。磁力斷路油門正常運行時，8-10相通，給主汽門共壓力油。異常時，如：超速、潤滑油壓低、背壓低至極限、發(fā)電機跳閘等，電磁回路接通，就動作停機。異常時，電磁鐵將滑閥吸至上方，此時：8-9相通，壓力油串入脈沖油，使脈沖油壓力急劇上升，導致調節(jié)氣門關閉；同時， 10-11相通， 泄掉主汽門下的壓力油，使主汽門在彈簧彈力和活塞重力下快速落座。主汽門在掛閘后，壓力油通過A油孔進入油動機活塞下腔，此時，手動可以緩慢開啟主汽門。注意，主汽門一旦開快了，主汽門油動機活塞下油壓會快速下降，主汽門會立馬落座。打閘（異常）后，主汽門下的壓力油會快速被泄掉，主汽門在彈簧彈力和活塞重力下快速落座。此時，油動機活

14、塞下腔中的油因活塞快速落座會形成阻礙活塞落座的力，此時，這部分油會通過B油孔泄掉。C油孔泄掉溢出的部分油。調 壓 器 投調壓器時，需要同步器在空負荷位置，壓力變換器在空負荷位置。 若背壓下降，則19油孔開打，脈沖油泄油量增多，脈沖油壓下降，則錯油門滑閥下降，12-14-15,13-16-泄油孔，油動機活塞上腔進壓力油，下腔泄油，活塞下行，開打調節(jié)氣門，增加進汽量，使背壓壓力上升。汽輪油泵自啟動裝置汽輪油泵自啟動裝置活塞下部連接著壓力油，當壓力油壓力下降時，打開新蒸汽去汽輪油泵的閥門，使汽輪油泵工作起來，進而使壓力油壓力上升至所需值。三，注油器三，注油器 注油器結構如圖所示，它是由噴嘴1。吸油室2，混合室3和擴壓管4組成。壓力油以很高的速度自噴嘴1噴出，將吸油室中的油帶入混合室3，然后進入擴壓管4，在擴壓管中油流速度降低，其速度能轉變?yōu)閴毫δ?。由此可見，注?/p>