汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)第1頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)的任務(wù)與系統(tǒng)組成

大幅、慢變上迭加隨機(jī)、小幅、快變波動(dòng)。一次調(diào)頻對(duì)隨機(jī)、小幅、快速的外界負(fù)荷上下波動(dòng)，電網(wǎng)頻率將在額定值附近波動(dòng)，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)感受電網(wǎng)頻率(周波)變化改變有功功率輸出滿足外界負(fù)荷要求。這樣的調(diào)節(jié)過程稱為一次調(diào)頻。汽輪機(jī)功率的改變量正比于頻率差，一次調(diào)頻滿足外界負(fù)荷要求后，電網(wǎng)頻率升高，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)將減小調(diào)節(jié)汽門開度，有功功率就要減小。很明顯，一次調(diào)頻在滿足外界負(fù)荷要求時(shí)并不能保持電網(wǎng)頻率不變。二次調(diào)頻在外界負(fù)荷要求改變時(shí)，一次調(diào)頻快速響應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)結(jié)束，電網(wǎng)頻率達(dá)到額定值后，應(yīng)保持汽輪機(jī)功率輸出不變，即調(diào)門的開度保持不變。這就是二次調(diào)頻。二次調(diào)頻是在電網(wǎng)頻率不變時(shí)，通過同步器改變調(diào)節(jié)汽門的開度。功(率)頻(率)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的蒸汽是由鍋爐提供的。在鍋爐入爐燃料品質(zhì)和量波動(dòng)時(shí)，蒸汽的壓力、溫度就會(huì)變化，即使汽第2頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)的任務(wù)與系統(tǒng)組成

輪機(jī)的調(diào)門開度不變，機(jī)組出力因蒸汽參數(shù)波動(dòng)而發(fā)生變化。將這種因鍋爐運(yùn)行因素變化引起機(jī)組功率輸出改變的現(xiàn)象稱為內(nèi)擾。因此，為保證供電品質(zhì)，汽輪機(jī)不僅根據(jù)電網(wǎng)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且還應(yīng)根據(jù)功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，克服內(nèi)擾影響。這樣的調(diào)節(jié)稱為功率頻率調(diào)節(jié)，簡(jiǎn)稱功頻調(diào)節(jié)。原則性組成機(jī)組運(yùn)行中一旦從電網(wǎng)中解列、甩去全部電負(fù)荷，汽輪機(jī)巨大的驅(qū)動(dòng)力矩可使轉(zhuǎn)子快速飛升，為防止超速毀機(jī)事故發(fā)生，要求調(diào)節(jié)汽門在極短的時(shí)間內(nèi)全行程關(guān)閉。在事故工況下為有效切斷汽輪機(jī)的蒸汽供給，還必須設(shè)置主汽門，即使調(diào)門關(guān)閉不快或關(guān)閉不嚴(yán)時(shí)，也能防止機(jī)組超速。此外，對(duì)低真空、低潤(rùn)滑油壓、大脹差、高振動(dòng)等危及機(jī)組安全的惡性故障，發(fā)生時(shí)必須快速停機(jī)。因此，汽輪機(jī)除設(shè)置調(diào)節(jié)系統(tǒng)外，還設(shè)置保護(hù)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)全稱為控制系統(tǒng)。調(diào)節(jié)部分控制調(diào)節(jié)汽門，保護(hù)部分控制主汽門，但在主汽門關(guān)閉時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)信號(hào)作用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使調(diào)節(jié)汽門同時(shí)關(guān)閉。第3頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)的任務(wù)與系統(tǒng)組成第4頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)的任務(wù)與系統(tǒng)組成6.1.2中間再熱機(jī)組調(diào)節(jié)的特點(diǎn)蒸汽容積動(dòng)態(tài)特性對(duì)調(diào)節(jié)品質(zhì)和影響蒸汽室、蒸汽導(dǎo)管、再熱器傳熱管及聯(lián)箱等具有容積的空間，在機(jī)組運(yùn)行時(shí)其間充滿蒸汽，貯汽量決定于蒸汽的壓力和溫度。稱這樣的蒸汽容積為中間容積。中間容積與電路中的電容等價(jià)。當(dāng)要求機(jī)組負(fù)荷增大時(shí)，開大調(diào)門增大通流部分的進(jìn)汽量，增大的蒸汽量先充向中間容積，使之貯汽量增多來提高中間容積的壓力，隨后通流部分蒸汽量增多，機(jī)組出力增大。當(dāng)中間容積的壓力與達(dá)到新工況平衡點(diǎn)時(shí)，通流部分出力達(dá)到預(yù)定值。反之，在機(jī)組負(fù)荷下降時(shí)，關(guān)小調(diào)節(jié)汽門，機(jī)組功率并不立即減小，而是待中間容積釋放貯汽、壓力下降后逐漸減小。再熱器及冷、熱再熱管龐大的容積空間，蒸汽的吞吐量很大，對(duì)機(jī)組功率調(diào)節(jié)產(chǎn)生很大的時(shí)滯。不僅使機(jī)組一次調(diào)頻能力下降，而且對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全產(chǎn)生威脅，在機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)再熱器中間容積釋放出的蒸汽足使機(jī)組嚴(yán)重超速40％。第5頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)的任務(wù)與系統(tǒng)組成中間再熱機(jī)組調(diào)節(jié)的特點(diǎn)設(shè)置中壓調(diào)節(jié)汽門

設(shè)置中壓調(diào)節(jié)汽門，在機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)快速切斷中壓缸的進(jìn)汽。在低負(fù)荷時(shí)，改變中壓缸的進(jìn)汽量，控制再熱汽溫。為減小高負(fù)荷時(shí)中壓調(diào)門的節(jié)流損失，通常當(dāng)機(jī)組負(fù)荷大于30％后，中壓調(diào)門保護(hù)全開。高壓調(diào)門過開或過關(guān)

通過高壓調(diào)門的過開或過關(guān)，用高壓缸過增或過減出力補(bǔ)償再熱器中間容積產(chǎn)生的時(shí)滯，改善機(jī)組的一次調(diào)頻性能。設(shè)置旁路系統(tǒng)為在機(jī)組啟、停時(shí)有效控制再熱汽溫和再熱器的冷卻，設(shè)置高壓缸及中低壓缸旁路系統(tǒng)。為在機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)防止鍋爐超壓、回收工質(zhì)，設(shè)置機(jī)組大旁路系統(tǒng)。機(jī)組采用協(xié)調(diào)控制中間再熱機(jī)組為單元機(jī)組，一次調(diào)頻主要利用鍋爐金屬材料的蓄熱。但大型鍋爐特別是直流鍋爐，蓄熱量較中小型來得小。這樣，在機(jī)組參與一次調(diào)頻時(shí)，蒸汽參數(shù)波動(dòng)較大，不利于機(jī)組的運(yùn)行安全和使用壽命。為此，在機(jī)組負(fù)荷改變第6頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)的任務(wù)與系統(tǒng)組成第7頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)的任務(wù)與系統(tǒng)組成

時(shí)，不僅改變調(diào)門開度，還應(yīng)改變鍋爐的燃料量，在滿足外界負(fù)荷需求時(shí)，盡可能減小蒸汽參數(shù)波動(dòng)。現(xiàn)代控制技術(shù)可采用預(yù)測(cè)控制，根據(jù)歷史和當(dāng)時(shí)負(fù)荷波動(dòng)趨勢(shì)，預(yù)測(cè)未來負(fù)荷變化，通過提前改變?nèi)剂狭孔骱秘?fù)荷變化的準(zhǔn)備，增強(qiáng)一次調(diào)頻能力，并使蒸汽參數(shù)波動(dòng)控制在最小范圍內(nèi)，提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。6.1.3汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本組成調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本組成轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)橐淮慰刂菩盘?hào)中間放大機(jī)構(gòu)中間功率放大油動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配汽機(jī)構(gòu)油動(dòng)機(jī)行程與蒸汽流量非線性校正機(jī)構(gòu)同步器單機(jī)時(shí)改變機(jī)組轉(zhuǎn)速和并網(wǎng)時(shí)改變機(jī)組功率啟動(dòng)裝置啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)、提升轉(zhuǎn)速至同步器動(dòng)作轉(zhuǎn)速第8頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)的任務(wù)與系統(tǒng)組成第9頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)的任務(wù)與系統(tǒng)組成調(diào)節(jié)系統(tǒng)的種類機(jī)械液壓調(diào)節(jié)

系統(tǒng)由純機(jī)械(如杠桿、曲柄、凸輪等)、液壓(錯(cuò)油門、油缸等)部件組成。系統(tǒng)復(fù)雜，控制精度低，維修困難，可靠性較差。模擬電液調(diào)節(jié)

轉(zhuǎn)速感受器將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電信號(hào)，中間放大及配汽特性的非線性校正采用模擬電路，控制信號(hào)與油動(dòng)機(jī)行程反饋信號(hào)差動(dòng)后經(jīng)功率伺服放大輸入到電液轉(zhuǎn)換器(或稱電液伺服閥)，控制油動(dòng)機(jī)的行程。系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化，控制精度得到提高，但模擬電路存在溫漂、時(shí)漂，復(fù)雜非線性校正和控制算法難以實(shí)現(xiàn)。數(shù)字電液調(diào)節(jié)

轉(zhuǎn)速感受器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速脈沖，經(jīng)計(jì)算機(jī)脈沖計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后轉(zhuǎn)速為數(shù)字式轉(zhuǎn)速信號(hào)，功率等信號(hào)由A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。中間放大及配汽非線性校正幾各種復(fù)雜控制算法由軟件來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)簡(jiǎn)單，控制精度高，可靠性強(qiáng)，維修方便，自動(dòng)控制水平很高。第10頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性6.2汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性6.2.1汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性的四方圖四方圖完整描述調(diào)節(jié)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速感受特性、中間放大特性、配汽特性和功率—轉(zhuǎn)速靜態(tài)特性的四象限圖。四方圖對(duì)機(jī)械液壓、模擬電液、數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)均適用，但表述方式有所不同。II象限轉(zhuǎn)速感受特性—轉(zhuǎn)速與一次控制信號(hào)關(guān)系III象限中間放大特性—一次控制信號(hào)與油動(dòng)機(jī)行程關(guān)系IV象限配汽特性—油動(dòng)機(jī)行程與機(jī)組功率關(guān)系I象限調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性—功率與轉(zhuǎn)速關(guān)系速度變動(dòng)率速度變動(dòng)率，又稱速度不等率，用來描述四方圖中I象限曲線的斜率。汽輪機(jī)空負(fù)荷時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大轉(zhuǎn)速與額定負(fù)荷下所對(duì)應(yīng)的最小轉(zhuǎn)速差，與額定轉(zhuǎn)速的比，稱為速度變動(dòng)率。即第11頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性第12頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性

速度變化率描述了單位轉(zhuǎn)速變化所引起的汽輪機(jī)出力的增減。機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，各機(jī)組感受的電網(wǎng)頻率變化是相同的，但因調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度變動(dòng)率的不同，所產(chǎn)生的功率相對(duì)改變是不同的。利用靜態(tài)特性線斜率與速度變動(dòng)率的關(guān)系求得很明顯，在電網(wǎng)頻率變化相同情況下，速度變動(dòng)率大的機(jī)組功率相對(duì)變化就小。反之，速度變動(dòng)率小的機(jī)組功率相對(duì)變化就大。因此，增強(qiáng)機(jī)組一次調(diào)頻能力，速度變動(dòng)率應(yīng)取得小些。反之，對(duì)帶基本負(fù)荷機(jī)組，速度變動(dòng)率應(yīng)取大些。一般速度變動(dòng)率為5%。過小的速度變動(dòng)率不利于機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，因?yàn)殡娋W(wǎng)頻率稍有變化就會(huì)使汽輪機(jī)產(chǎn)生較大的功率改變。故一般速度變動(dòng)率不小于3.0%。對(duì)機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，速度變化率不宜過大，因?yàn)樵跈C(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，過大的速度變化率使調(diào)節(jié)系統(tǒng)的響應(yīng)速度減慢，有可能引起超速。此外，甩負(fù)荷后穩(wěn)定轉(zhuǎn)速過高，也不利于機(jī)組的安全，故一般不大于6%。第13頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性局部速度變動(dòng)率實(shí)際的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，因轉(zhuǎn)速感受和中間放大及配汽機(jī)構(gòu)均存在非線性，這樣，在整個(gè)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，速度變動(dòng)率并不是常數(shù)。另一方面，從實(shí)際運(yùn)行方面，也不希望速度變動(dòng)率均勻分布。按速度變動(dòng)率的定義推廣得局部速度變動(dòng)率速度變動(dòng)率的分布

低負(fù)荷(0～10%)處機(jī)組并網(wǎng)帶初負(fù)荷時(shí)，為避免負(fù)荷過大變化引起的熱沖擊，希望低負(fù)荷處速度變動(dòng)率大些。這樣，并網(wǎng)帶初負(fù)荷時(shí)，即使電網(wǎng)頻率有較大波動(dòng)，也不會(huì)引起負(fù)荷大的波動(dòng)。滿負(fù)荷(90～100%)處由于機(jī)組的過負(fù)荷能力是有限的，一般不希望機(jī)組過大超負(fù)荷，故在此區(qū)域內(nèi)速度變動(dòng)率可取得大些，但不超過整體速率變動(dòng)率的3倍。速度變動(dòng)率的合理分布兩端大、中間小且連續(xù)平滑變化。第14頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性滯緩率由于動(dòng)、靜部件間存在摩擦，傳動(dòng)機(jī)械間存在曠動(dòng)間隙，滑閥凸肩與油口間存在蓋度。這些非線性因素的存在，使得調(diào)節(jié)系統(tǒng)上、下行程特性線不重合，將此現(xiàn)象稱為滯緩。定義：調(diào)節(jié)系統(tǒng)上、下行程(即增、減負(fù)荷)特性線上，相同功率處轉(zhuǎn)速偏差與額定轉(zhuǎn)速的比，稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的滯緩率。即滯緩率對(duì)機(jī)組調(diào)節(jié)品質(zhì)和運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響。滯緩是響應(yīng)的死區(qū)，單機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)速漂移，并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生負(fù)荷波動(dòng)，波動(dòng)在大小不僅與滯緩率有關(guān)，而且反比于速度變動(dòng)率。對(duì)機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，要求滯緩率小于0.6%；對(duì)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，要求滯緩率不大于0.2%。但不能完全沒有滯緩，在數(shù)字電液控制系統(tǒng)中，設(shè)置一定大小的死區(qū)，避免控制系統(tǒng)過度頻繁動(dòng)作造成部件磨損。同步器與靜態(tài)特性線平移同步器的作用靜態(tài)特性線表明，機(jī)組不同功率下所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速是不等的。一次調(diào)頻在滿足外界負(fù)荷要求時(shí)，并不能滿足頻率要第15頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性

求。為在單機(jī)運(yùn)行時(shí)既滿足負(fù)荷需求，對(duì)能使頻率達(dá)到額定值，必須平移特性線。機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，機(jī)組的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定于電網(wǎng)的頻率，在轉(zhuǎn)速一定時(shí)，要改變機(jī)組出力，必須移動(dòng)靜態(tài)特性線。同步器為用于平移靜態(tài)特性線的裝置，單機(jī)運(yùn)行時(shí)改變轉(zhuǎn)速，并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)改變功率。同步器的工作范圍上極限機(jī)組達(dá)到電網(wǎng)同步轉(zhuǎn)速后，由同步器操作由空負(fù)荷帶至滿負(fù)荷，靜態(tài)特性線向上移動(dòng)的范圍至少為d；如果考慮機(jī)組低參數(shù)時(shí)仍能達(dá)到額定出力，即油動(dòng)機(jī)及調(diào)門過開，向上的范圍則地求更大；電網(wǎng)高周波運(yùn)行時(shí)，同步器向上操作的范圍加大。因此，對(duì)速度變動(dòng)率為5%的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，上極限一般為7％。下極限機(jī)組啟動(dòng)過程中在達(dá)到同步器動(dòng)作轉(zhuǎn)速后，由操作同步器使機(jī)組達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。為便于并網(wǎng)操作，應(yīng)留有足夠的轉(zhuǎn)速空間。此外，考慮機(jī)組高參數(shù)、電網(wǎng)低周波工況，要求同步器能并網(wǎng)操作，故對(duì)速度變動(dòng)率為5％的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，下極限一般為－5％。第16頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性同步器工作范圍與速度變動(dòng)率的關(guān)系由前已知，同步器的工作范圍與速度變動(dòng)率緊密相關(guān)，上極限不得小于速度變動(dòng)率，否則機(jī)組就不能發(fā)出額定功率。下極限不能過小，否則無法并網(wǎng)操作。

例：某設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動(dòng)率為5％，同步器的工作范圍為－5％～6％?？偣こ處煂彶檎J(rèn)為，同步器的工作設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮機(jī)組低參數(shù)時(shí)油動(dòng)機(jī)行程增大20％，以及電網(wǎng)周波增大0.3Hz時(shí)機(jī)組仍能發(fā)出額定功率的要求。如果原調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速感受和中間放大環(huán)節(jié)特性不變。試問：1。低參數(shù)工況下調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動(dòng)率是多少？低參數(shù)時(shí)四方圖怎樣變化？2?？紤]低參數(shù)、高周波兩種工況，同步器的工作范圍和上、下極限應(yīng)如何設(shè)計(jì)？

解：(1)低參數(shù)工況下，在油動(dòng)機(jī)行程增大20％時(shí)方能發(fā)出額定功率。如果中間放大及轉(zhuǎn)速感受環(huán)節(jié)為線性系統(tǒng)，則工作范圍對(duì)第17頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性

應(yīng)增大20％。即低參數(shù)工況下空負(fù)荷到滿負(fù)荷對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍為(1+20%)dn0。由速度變動(dòng)率的定義可知，低參數(shù)工況下的速度變動(dòng)率為6％。（2）在電網(wǎng)周波高于額定值0.3Hz時(shí)，仍能使油動(dòng)機(jī)行程達(dá)到低參數(shù)工況額定出力位置，則要求同步器能向上平移轉(zhuǎn)速18rpm。由速度變動(dòng)率的定義折算可知，相當(dāng)于同步器行程增大0.6%。（3）綜合上述兩項(xiàng)計(jì)算，既考慮低參數(shù)工況，又考慮高周波工況，同步器的上行程至少為6.6%。下行程仍取－5.0%，能滿足機(jī)組啟動(dòng)要求。6.3汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性與靜態(tài)特性的差別運(yùn)動(dòng)部件具有慣性，油流流動(dòng)存在阻力，中間容積存在質(zhì)量吞吐，并且還存在滯緩。這些因素的存在，在輸入擾動(dòng)作用后，系統(tǒng)并不是快速地按比例動(dòng)作，而是克第18頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性

服慣性遲后于輸入動(dòng)作，輸出與靜態(tài)特性發(fā)生偏離。在調(diào)節(jié)過渡過程中，在靜態(tài)平衡點(diǎn)附近因慣性出現(xiàn)過調(diào)和產(chǎn)生振蕩，有時(shí)經(jīng)多次振蕩逐漸衰減到平衡點(diǎn)，有的可能產(chǎn)生持續(xù)振蕩。對(duì)實(shí)際系統(tǒng)，響應(yīng)快往往會(huì)出現(xiàn)大的超調(diào)和長(zhǎng)時(shí)間的振蕩；不出現(xiàn)振蕩往往響應(yīng)很慢。通過合理的控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，既要響應(yīng)快，又要超調(diào)小、振蕩次數(shù)少。動(dòng)態(tài)特性描述穩(wěn)定性系統(tǒng)受擾動(dòng)后對(duì)很快穩(wěn)定到新的平衡工作點(diǎn)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。由系統(tǒng)的傳遞函數(shù)求零、極點(diǎn)計(jì)算判別系統(tǒng)是否穩(wěn)定。動(dòng)態(tài)超調(diào)量在調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)過程中，動(dòng)態(tài)最大超調(diào)量與穩(wěn)定值的差，與穩(wěn)定值的比。對(duì)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，機(jī)組甩負(fù)荷后最高飛升轉(zhuǎn)速與穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的差，和穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的比值。靜態(tài)偏差值甩負(fù)荷后的穩(wěn)定值與額定轉(zhuǎn)速的差。機(jī)組甩不同負(fù)荷時(shí)，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速是不同的。過渡過程調(diào)整時(shí)間從響應(yīng)擾動(dòng)到基本達(dá)到穩(wěn)定值所經(jīng)歷的時(shí)間第19頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性

為過渡過程調(diào)整時(shí)間。一般要求過渡過程時(shí)間盡可能短。影響甩負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性的因素轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)方程在機(jī)組甩負(fù)荷階躍擾動(dòng)下，轉(zhuǎn)速快速飛升，調(diào)節(jié)系統(tǒng)感受轉(zhuǎn)速變化關(guān)閉調(diào)節(jié)汽門，切斷汽輪機(jī)的蒸汽供給，蒸汽驅(qū)動(dòng)力矩減小，轉(zhuǎn)子飛升速率下降，在調(diào)節(jié)汽門關(guān)閉一定時(shí)間后，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到最大值，然后轉(zhuǎn)速開始下降。最高飛升轉(zhuǎn)速由下式估算：影響甩負(fù)荷最高飛升轉(zhuǎn)速的本體因素轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)轉(zhuǎn)子慣性越大，轉(zhuǎn)速飛升所需的驅(qū)動(dòng)力矩就越大，甩負(fù)荷后轉(zhuǎn)速飛升就越低。大機(jī)組的轉(zhuǎn)子慣性小于小型機(jī)組，因第20頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性

此，在甩相同百分率負(fù)荷時(shí)，大機(jī)組的飛升轉(zhuǎn)速高于小型機(jī)組。蒸汽中間容積蒸汽中間容積越大，貯存的蒸汽就越多，甩負(fù)荷后剩余蒸汽力矩就越大，轉(zhuǎn)速飛升就越高。大機(jī)組蒸汽導(dǎo)管的存在，中間容積大于小型機(jī)組，特別是中間再熱器，因此，為抑制甩負(fù)荷工況下轉(zhuǎn)速過度飛升，油動(dòng)機(jī)的關(guān)閉速度的要求就越高。影響甩負(fù)荷最高飛升轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)系統(tǒng)因素油動(dòng)機(jī)的時(shí)間常數(shù)油動(dòng)機(jī)的時(shí)間常數(shù)越大，則關(guān)閉時(shí)間就越長(zhǎng)，甩負(fù)荷后進(jìn)入汽輪機(jī)的剩余蒸汽量就越多，飛升轉(zhuǎn)速就越高。因此，對(duì)大型機(jī)組，一般要求甩負(fù)荷工況下油動(dòng)機(jī)全行程關(guān)閉時(shí)間小于0.2s。遲緩率遲緩率越大，甩負(fù)荷后調(diào)節(jié)系統(tǒng)響應(yīng)的時(shí)滯就越大，油動(dòng)機(jī)關(guān)閉滯后，引起汽輪機(jī)剩余蒸汽量增多，轉(zhuǎn)速飛升加大。因此，盡可能減小遲緩率。速度變化率速率變化率越大，甩負(fù)荷后穩(wěn)定轉(zhuǎn)速就越高，在超調(diào)量相同時(shí)，最高飛升轉(zhuǎn)速就越大。第21頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.4汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)典型分析6.4.1上汽旋轉(zhuǎn)阻尼機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)系統(tǒng)組成

旋轉(zhuǎn)阻尼為轉(zhuǎn)速感受件，波形筒—杠桿—碟閥為一次放大，繼動(dòng)器—碟閥作二次放大，錯(cuò)油門—油動(dòng)機(jī)—反饋杠桿組成伺服位置執(zhí)行機(jī)構(gòu)。工作原理轉(zhuǎn)速上升時(shí)，旋轉(zhuǎn)阻尼輸出油壓增大，作用在波形筒底部，使杠桿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致碟閥間隙加大、二次油路的泄油面積增大，引起二次油壓減??；二次油壓下降，作用在繼動(dòng)器活塞上向下作用力減小，繼動(dòng)器活塞在彈簧力作用下上移，引起三次油路的碟閥間隙增大，三次油壓下降，錯(cuò)油門滑閥在底部彈簧作用下上移，開啟油動(dòng)機(jī)活塞上腔室進(jìn)油油口和下腔室的排油通道，油動(dòng)機(jī)活塞在上、下油壓差的作用下下移，減小調(diào)節(jié)汽門開度，機(jī)組功率輸出減小，電網(wǎng)頻率下降。油動(dòng)機(jī)下移時(shí)，彈簧力減小，繼動(dòng)器活塞在二次油壓作用下下移，繼動(dòng)器碟閥間隙減小，三次油壓上升，錯(cuò)油門滑閥下移，油動(dòng)機(jī)活塞上、下腔室油口開度減小，運(yùn)動(dòng)速度降低，直到錯(cuò)油門滑閥重新回到平衡位置，調(diào)節(jié)過程結(jié)束。在繼動(dòng)器活塞上移時(shí)，壓縮彈簧的向第22頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.4汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)典型分析第23頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.4汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)典型分析第24頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.4汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)典型分析

下作用力增大，繼動(dòng)器活塞向上運(yùn)動(dòng)受阻，從而避免活塞向上過調(diào)，起著反饋的作用。彈簧僅當(dāng)繼動(dòng)器活塞偏離居中位置，即繼動(dòng)器活塞處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)才起作用，故稱之為動(dòng)反饋彈簧。相反地，彈簧在油動(dòng)機(jī)不同位置時(shí)，作用在繼動(dòng)器活塞上的作用力是不同的，它與二次油壓相平衡，故稱之為靜反饋彈簧。彈簧和分別為主、輔同步器彈簧。改變主、輔同步器彈簧力，可以改變彈簧力與一、二次油壓的平衡，進(jìn)而改變杠桿的平衡位置，即改變碟閥泄油間隙的大小，在一次油壓不變時(shí)，就可改變二次油壓和油動(dòng)機(jī)的行程。靜態(tài)特性四方圖轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)速變換為一次油壓，杠桿—碟閥、繼動(dòng)器、錯(cuò)油門—油動(dòng)機(jī)為中間放大環(huán)節(jié)，將一次油壓轉(zhuǎn)變?yōu)橛蛣?dòng)機(jī)行程。要改變調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性只能改變轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)和中間放大機(jī)構(gòu)特性。轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)特性一次油壓正比于轉(zhuǎn)速的平方(p1=kn2)，在汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速附近，級(jí)數(shù)展開后成線性關(guān)系。旋轉(zhuǎn)阻尼管長(zhǎng)度不第25頁(yè)，課件共34頁(yè)