汽輪機調(diào)速系統(tǒng)講義課件

汽輪機調(diào)速系統(tǒng)培訓教程第一章調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特性第二章調(diào)節(jié)系統(tǒng)各設備動作原理汽輪機調(diào)速系統(tǒng)培訓教程第一章調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特性第二章調(diào)節(jié)1第一章調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本概念第一節(jié)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務及組成一、汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務供應用戶足夠的電力，及時調(diào)節(jié)汽輪機的功率以滿足外界的需要。2使汽輪機的轉(zhuǎn)速始終保持在額定范圍內(nèi)，從而把發(fā)電頻率維持在額定值左右。第一章調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本概念第一節(jié)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務及組成2I(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(zhuǎn)子的角加速度增加。反之則減少。由此可見，汽輪機轉(zhuǎn)速的變化取決于輸入、輸出功率的平衡，就能使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，否則轉(zhuǎn)速就發(fā)生變化。汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能就是感受轉(zhuǎn)速的這種變化，控制調(diào)節(jié)汽閥，使輸入和輸出功率重新平衡，并使轉(zhuǎn)速保持在規(guī)定范圍內(nèi)。I(dw/dt）＝Me-Mel3二、汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成（一）直接調(diào)節(jié)（二）間接調(diào)節(jié)蒸汽流量變化負荷變化調(diào)節(jié)對象轉(zhuǎn)速變化感受機構(gòu)傳動機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)二、汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成蒸汽流量變化負荷變化調(diào)節(jié)對象轉(zhuǎn)速變化4第三節(jié)汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性

整個調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸入量是汽輪機的轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性，其關系曲線稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線。汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線可以近似地看做直線第三節(jié)汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性汽輪機調(diào)節(jié)系5一、調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線地繪制調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線，不能直接求出，調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線一般是通過試驗方法求得。即通過四象限圖間接求得調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線。四象限圖的繪制:npX(或p1)m一、調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線地繪制npX(或p1)m6二、速度變動率和遲緩率（一）速度變動率npnmaxnmin速度變動率是衡量調(diào)節(jié)系統(tǒng)品質(zhì)的一個重要指標，它反應了汽輪機由于負荷變化所引起轉(zhuǎn)速變化的大小：速度變動率越大，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(zhuǎn)速從nmax降低至nmin,該轉(zhuǎn)速變化值與額定轉(zhuǎn)速的之比二、速度變動率和遲緩率npnmaxnmin速7（二）遲緩率△n遲緩率：同一負荷下，可能的最大轉(zhuǎn)速變動△n與額定轉(zhuǎn)速之比。（二）遲緩率△n遲緩率：同一負荷下，可能的最大轉(zhuǎn)速變動△n與8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)生變化到調(diào)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(zhuǎn)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(chǎn)生較大的負荷擺動，對并列運行機組，將會產(chǎn)生較大的負荷漂移。由此可見遲緩率是反映調(diào)節(jié)系統(tǒng)品質(zhì)的又一重要指標。遲緩率對汽輪機的正常運行是十分不利的，因為它9三、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(diào)頻：當外界負荷發(fā)生變化時，將使電網(wǎng)頻率發(fā)生變化，從而引起電網(wǎng)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(wǎng)頻率地改變?！鱪△p1△p2三、速度變動率和遲緩率對并列運行機組的影響△n△p1△p210結(jié)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，分配給該機組地變化負荷量就越??；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(wǎng)頻率變化時負荷變化較小，即減少參加一次調(diào)頻作用。而帶尖峰負荷的調(diào)頻機組，速度變動率應選小一些。結(jié)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11（二）遲緩率對運行的影響（1）機組孤立運行時，造成機組轉(zhuǎn)速擺動，其波動范圍（相對值）即為ε（2）機組并列于電網(wǎng)運行時，由于轉(zhuǎn)速決定于電網(wǎng)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(nèi)自發(fā)變化。δn0Εn0△pppΕn0=（二）遲緩率對運行的影響（1）機組孤立運行時，造成機組轉(zhuǎn)速擺動，其波動范圍（相對值）即為ε（2）機組并列于電網(wǎng)運行時，由于轉(zhuǎn)速決定于電網(wǎng)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(nèi)自發(fā)變化。δn0Εn0△ppp△p（二）遲緩率對運行的影響（1）機組孤立運行時，造成機組轉(zhuǎn)速擺動，其波動范圍（相對值）即為ε（2）機組并列于電網(wǎng)運行時，由于轉(zhuǎn)速決定于電網(wǎng)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(nèi)自發(fā)變化。δn0Εn0△pppppδn0△p=δΕpn（二）遲緩率對運行的影響δn0Εn0△pppΕn0=（二）遲12第五節(jié)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性及對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求一、調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性簡介（一）調(diào)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(diào)節(jié)系統(tǒng)的反映越快，當有外界擾動后，系統(tǒng)就能很快的穩(wěn)定下來，即穩(wěn)定性越好。反之穩(wěn)定性越差。第五節(jié)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性及對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求一、調(diào)節(jié)系統(tǒng)動133.汽輪機轉(zhuǎn)子飛升時間常數(shù)轉(zhuǎn)子飛升時間常數(shù)可以理解為當轉(zhuǎn)子上受到額定蒸汽力矩的作用，轉(zhuǎn)子從靜止升至額定轉(zhuǎn)速時所需要的時間。顯然，轉(zhuǎn)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(diào)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(diào)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(diào)節(jié)過程是不利的。這種不利的程度可以用容積時間常數(shù)來反映。3.汽輪機轉(zhuǎn)子飛升時間常數(shù)14第二章調(diào)節(jié)系統(tǒng)各設備動作原理第二章調(diào)節(jié)系統(tǒng)各設備動作原理15主油泵為單級雙吸式離心泵，安裝于前軸承箱內(nèi)，直接與汽輪機主軸（高壓轉(zhuǎn)子延伸小軸）聯(lián)接，由汽輪機轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動。主油泵出口壓力油送到潤滑油和調(diào)節(jié)油系統(tǒng)。主油泵的作用主油泵為單級雙吸式離心泵，安裝于前軸承箱內(nèi)，直接與汽輪16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(diào)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。錯油門、油動機當17脈沖油壓升高時，錯油門滑閥上移，12-117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(chǎn)生位移，以調(diào)節(jié)負荷。加負荷，是使同步器芯桿下移的過程。同步器同步器改變汽輪機轉(zhuǎn)速范圍為：-5%——7%x額定轉(zhuǎn)速其中：-5%x額定轉(zhuǎn)速，下限富裕行程，在電網(wǎng)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(zhuǎn)速，上限富裕行程，電網(wǎng)頻率高，新汽規(guī)范低時，仍能帶滿負荷手輪帶動蝸桿，蝸桿帶動蝸輪，渦輪帶動同步器芯桿上下運動。這樣18壓力變換器正常運行時，脈沖油25→26“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(diào)節(jié)汽門；同時，當主油壓上升時，經(jīng)過經(jīng)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，對脈沖油的壓力提升是雙效的。注意：壓力變換器和調(diào)壓器是并列關系，；兩種只能投運一種。壓力變換器正常運行時，脈沖油25→26“連續(xù)泄油，維持脈沖油19四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--212224四通閥主油泵未正常運行時，汽輪油泵提供壓力油：21主20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(jīng)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(diào)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21危急遮斷油門正常運行時，5-6，壓力油經(jīng)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(diào)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。危急遮斷油門正常運行時，5-6，壓力油經(jīng)過危急遮斷22飛錘式危急保安器飛錘式危急保安器的結(jié)構(gòu)和動作過程:飛錘式的危急保安器裝在主軸前端縱向孔內(nèi)，由飛錘、外殼、彈簧和調(diào)整螺母等組成。飛錘的重心和旋轉(zhuǎn)中心偏離6.5mm，所以又稱偏心飛錘。飛錘被彈簧壓住，在轉(zhuǎn)速低于動作轉(zhuǎn)速時，彈簧力大于離心力，飛錘不動。當轉(zhuǎn)速高于飛出轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)汽門，切斷汽輪機進汽，使汽輪機迅速停機。在汽輪機轉(zhuǎn)速降至某一轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速稱為復位轉(zhuǎn)速，一般復位轉(zhuǎn)速在3050r／min左右。飛錘的動作轉(zhuǎn)速，可通過改變彈簧的初緊力加以調(diào)整，轉(zhuǎn)動調(diào)整螺母使導向襯套移動，就能改變彈簧的初緊力。飛錘式危急保安器飛錘式危急保安器的結(jié)構(gòu)和動作過程:23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(diào)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。磁力斷路油門正常運行時，8-10相通，給主汽門共壓力油。如：24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。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25調(diào)壓器

投調(diào)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(diào)節(jié)氣門，增加進汽量，使背壓壓力上升。調(diào)壓器投調(diào)壓器時，需要同步器在空負荷26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。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27三，注油器注油器結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。由此可見，注油器的作用是將小流量的高壓油轉(zhuǎn)換成大流量的低壓油，對主油泵的入口或潤滑系統(tǒng)供油。注油器通常布置在油箱