汽輪機(jī)本體檢修第五講

汽輪機(jī)本體檢修課件第五講第1頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)于一對(duì)磁極的發(fā)電機(jī)，其發(fā)電頻率f為f=n/60(HZ)此式表明交流電頻率f與機(jī)組轉(zhuǎn)速n成正比變化。在額定轉(zhuǎn)速n0=3000r／min下運(yùn)行時(shí)，供電頻率f=50Hz。供電頻率過高或過低不僅影響用戶的生產(chǎn)，而且也影響電廠本身生產(chǎn)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。目前我國(guó)供電頻率要求為50±0．5Hz。對(duì)于額定轉(zhuǎn)速n。=3000r

／min的機(jī)組，轉(zhuǎn)速的允許變化范圍是3000±30r／min，顯然運(yùn)行時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速不允許有過大的變化，因此在汽輪機(jī)上均設(shè)有自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。調(diào)速系統(tǒng)的任務(wù)當(dāng)外界負(fù)荷變化時(shí)，能及時(shí)地調(diào)節(jié)機(jī)組的功率，以滿足用戶負(fù)荷變化的需要；同時(shí)保證機(jī)組的工作轉(zhuǎn)速在正常允許范圍之內(nèi)，從而使供電頻率維持在額定值左右。滿足供電數(shù)量保證供電質(zhì)量第2頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)組在運(yùn)行中，其轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)受到兩個(gè)力矩的作用蒸汽力矩電磁力矩蒸汽力矩MT是蒸汽在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的，它的大小主要與蒸汽流量有關(guān)(蒸汽參數(shù)為定值)，而方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同電磁力矩ML是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)受到的阻力矩，其大小與發(fā)電機(jī)輸出功率多少有關(guān)，而方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反。若將機(jī)組的轉(zhuǎn)子當(dāng)作剛體，則轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)方程為MT—ML=Idω/dt

I—機(jī)組轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；dω/dt

—

轉(zhuǎn)子的角加速度第3頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)功率平衡時(shí)MT—ML=0，I≠0，則dω/dt=0，因ω=常數(shù)，所以n=30ω/π=常數(shù)，此時(shí)機(jī)組作等速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速是穩(wěn)定的，稱為穩(wěn)定工況，又稱平衡狀態(tài)。當(dāng)ML突然增加MT保持不變，則MT-ML＜0，即dω/dt＜0，n將降低，電頻率隨之降低。當(dāng)ML突然減小MT保持不變，則MT-ML＞0，即dω/dt＞0，n將升高，電頻率隨之增加。第4頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理它感受功率不平衡而引起的轉(zhuǎn)速的變化，通過傳動(dòng)裝置，來控制進(jìn)汽閥的開度，改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量，重新建立平衡，恢復(fù)穩(wěn)定工況，并使轉(zhuǎn)速保持在規(guī)定范圍內(nèi)，以穩(wěn)定電網(wǎng)頻率。這種根據(jù)機(jī)組轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)又稱調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)滿足的要求當(dāng)蒸汽參數(shù)和電網(wǎng)頻率在允許范圍內(nèi)變化時(shí)，調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)能保證機(jī)組從空負(fù)荷至滿負(fù)荷范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，并保證發(fā)電機(jī)能順利地并網(wǎng)和解列。當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)能保證機(jī)組從某一穩(wěn)定工況安全地過渡到另一穩(wěn)定工況，而不會(huì)發(fā)生長(zhǎng)期的和較大的負(fù)荷擺動(dòng)。為了保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，各種原因引起的負(fù)荷擺動(dòng)均應(yīng)在允許范圍之內(nèi)。當(dāng)機(jī)組突然甩負(fù)荷時(shí)，調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)保證轉(zhuǎn)速最大升高值小于超速保護(hù)裝置動(dòng)作轉(zhuǎn)速第5頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型(一)機(jī)械液壓式調(diào)速系統(tǒng)

1784年，瓦特應(yīng)用離心式直接作用調(diào)速器（如圖所示）控制蒸汽機(jī)。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，重錘在離心力的作用下向外張開，使滑環(huán)向上移動(dòng)，通過剛性的杠桿關(guān)小調(diào)節(jié)汽閥，使轉(zhuǎn)速下降。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，動(dòng)作過程相反。在這種情況下，調(diào)節(jié)的任務(wù)就在于：隨著機(jī)組角速度的變化，來增加或減少蒸汽流量，以此來保持能量平衡。1、直接調(diào)節(jié)系統(tǒng)

第6頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月直接調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制方框圖見圖：

汽輪機(jī)的負(fù)荷都是通過轉(zhuǎn)速（電網(wǎng)頻率）的變化來調(diào)節(jié)的；調(diào)速器滑環(huán)位置與汽輪機(jī)的閥門位置是一個(gè)固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系；也就是說一定的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速與汽輪機(jī)的功率是一一對(duì)應(yīng)的；因此就產(chǎn)生了一定的不均勻度。

這表現(xiàn)為雖然采用了調(diào)速器，但只能維持轉(zhuǎn)速在一定的范圍內(nèi)，而不能保證轉(zhuǎn)速的恒定。第7頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1一調(diào)速器；2一滑環(huán)；3一錯(cuò)油門滑閥;4一油動(dòng)機(jī)活塞；5一調(diào)節(jié)閥;6一汽輪機(jī);7一發(fā)電機(jī)；8一傳動(dòng)齒輪；9一同步器；I一轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)；Ⅱ一傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)；Ⅲ一執(zhí)行機(jī)構(gòu)(a)間接調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖(b)間接調(diào)節(jié)原理方框圖2、間接調(diào)節(jié)系統(tǒng)

第8頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)作過程當(dāng)外界負(fù)荷減少時(shí)：機(jī)組轉(zhuǎn)速升高，調(diào)速器重錘的離心力增加，克服彈簧作用力使滑環(huán)上移，杠桿ABC暫時(shí)以C點(diǎn)為支點(diǎn)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使錯(cuò)油門活塞隨之上移，油動(dòng)機(jī)活塞上部接通壓力油而下部通排油，油動(dòng)機(jī)活塞在上下油壓差作用下下移，關(guān)小調(diào)節(jié)閥。在油動(dòng)機(jī)活塞下移的同時(shí)，杠桿ABC暫時(shí)以A點(diǎn)為支點(diǎn)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)使B點(diǎn)下移，帶動(dòng)錯(cuò)油門活塞下移，當(dāng)錯(cuò)油門活塞回復(fù)至中間位置時(shí)，堵塞油動(dòng)機(jī)的上下油口，油動(dòng)機(jī)活塞停止移動(dòng)，在新的功率下調(diào)節(jié)系統(tǒng)處于新的平衡狀態(tài)。當(dāng)外界負(fù)荷增加時(shí)：機(jī)組轉(zhuǎn)速下降，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)作與上述相反。在該系統(tǒng)中，由于滑閥動(dòng)作，使油動(dòng)機(jī)活塞產(chǎn)生位移，而油動(dòng)機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)又反過來帶動(dòng)滑閥使其復(fù)位，這種作用稱為反饋。完成反饋?zhàn)饔玫难b置(如杠桿)叫反饋機(jī)構(gòu)。如圖中，調(diào)速器滑環(huán)的作用和油動(dòng)機(jī)活塞的作用是使滑閥的移動(dòng)方向相反，所以是負(fù)反饋。顯然，反饋是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，采用負(fù)反饋能使調(diào)節(jié)系統(tǒng)很快地穩(wěn)定下來。如圖中無杠桿BC，則該系統(tǒng)無法穩(wěn)定地工作。反饋第9頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有差調(diào)節(jié)的概念穩(wěn)定工況時(shí)錯(cuò)油門活塞必須居于中間位置，亦即杠桿中間支點(diǎn)B位置不變。但在新的穩(wěn)定工況下調(diào)節(jié)閥的開度必須發(fā)生變化，油動(dòng)機(jī)活塞應(yīng)有相應(yīng)的不同位置，根據(jù)杠桿原理，調(diào)速器滑環(huán)也一定處于另一新的位置與油動(dòng)機(jī)活塞相對(duì)應(yīng)，這說明不同的調(diào)節(jié)閥開度對(duì)應(yīng)不同的滑環(huán)位置，即不同功率對(duì)應(yīng)著不同的轉(zhuǎn)速。顯然，這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)不能保持汽輪機(jī)原來的轉(zhuǎn)速完全不變，而是與額定轉(zhuǎn)速有一個(gè)小偏差，這種在穩(wěn)態(tài)時(shí)，不同負(fù)荷下對(duì)應(yīng)不同轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)稱為有差調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)(又稱調(diào)速器)傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)(如錯(cuò)油門、油動(dòng)機(jī)、反饋裝置)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(調(diào)節(jié)汽閥)第10頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、具有旋轉(zhuǎn)阻尼調(diào)速器的液壓調(diào)速系統(tǒng)1一旋轉(zhuǎn)阻尼；2一波紋管；3一碟閥;4一繼動(dòng)器;5一油動(dòng)機(jī)滑閥；6一油動(dòng)機(jī)；7一調(diào)速汽門其轉(zhuǎn)速感受元件是旋轉(zhuǎn)阻尼。外界負(fù)荷減少時(shí)，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速瞬時(shí)升高，旋轉(zhuǎn)阻尼的泄油量減少，所對(duì)應(yīng)的一次油壓p1升高，波紋管縮短，碟閥上移、碟閥泄油間隙減小，所控制的二次油壓p2升高，使繼動(dòng)器活塞上部油壓增高，該活塞下移，油動(dòng)機(jī)滑閥上部蝶閥泄油間隙減小，由其控制的三次脈動(dòng)油壓p3升高，于是油動(dòng)機(jī)滑閥向下移動(dòng)，將壓力油p0與油動(dòng)機(jī)活塞下腔接通，活塞上腔與泄油接通。在上下油壓差作用下，油動(dòng)機(jī)活塞上移，通過杠桿機(jī)構(gòu)關(guān)小調(diào)速汽門，使汽輪機(jī)功率減小，與外界負(fù)荷相適應(yīng)。在油動(dòng)機(jī)活塞上移的同時(shí)，杠桿機(jī)構(gòu)使繼動(dòng)器活塞上部的靜反饋彈簧被拉伸，壓力下降，繼動(dòng)器活塞上移，油動(dòng)機(jī)滑閥上部蝶閥泄油間隙增大，三次脈動(dòng)油壓p3下降，在下部彈簧力的作用下，油動(dòng)機(jī)滑閥回到中間位置，調(diào)速系統(tǒng)處于新的穩(wěn)定狀態(tài)。(二)全液壓式調(diào)速系統(tǒng)

第11頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、具有徑向泵液動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)1一徑向泵；2一壓力變換器；3一滑閥；4一油動(dòng)機(jī)；5一調(diào)節(jié)閥；6一反饋油口當(dāng)負(fù)荷減小，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，徑向泵出口油壓升高，壓力變換器活塞上的力平衡被破壞，活塞上移，使其控制油的泄油口an變小，控制油壓px升高，滑閥3上的向上作用力大于向下作用力，滑閥上移，打開通向油動(dòng)機(jī)的油路a和b，壓力油進(jìn)入油動(dòng)機(jī)活塞下部，油動(dòng)機(jī)活塞上腔室通回油，油動(dòng)機(jī)活塞上移，關(guān)小調(diào)節(jié)閥，減少進(jìn)汽量，汽輪機(jī)發(fā)出的功率變小，新的功率和外界負(fù)荷相適應(yīng)。當(dāng)油動(dòng)機(jī)活塞上移時(shí)，帶動(dòng)活塞下部套筒上移，開大了這個(gè)套筒所控制的控制油泄油口am，使控制油壓降低，當(dāng)控制油壓px恢復(fù)到原來數(shù)值時(shí)，滑閥又回到中間位置，重新關(guān)閉去油動(dòng)機(jī)的油口，油動(dòng)機(jī)停止移動(dòng)，調(diào)節(jié)過程結(jié)束。第12頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、哈汽廠生產(chǎn)的液壓調(diào)速系統(tǒng)

第13頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)如上圖所示，由高速?gòu)椥哉{(diào)速器1、隨動(dòng)滑閥2、分配滑閥3、油動(dòng)機(jī)滑閥4、反饋滑閥5、油動(dòng)機(jī)6、同步器7等組成。其特點(diǎn)是采用由汽輪機(jī)主軸直接帶動(dòng)的無鉸鏈的調(diào)速器，將轉(zhuǎn)速的變化轉(zhuǎn)換為擋油板的位移，取消了原來離心式調(diào)速器的摩擦和鉸鏈機(jī)構(gòu)，減小了摩擦和卡澀，具有較高靈敏度。為進(jìn)一步提高靈敏度，減少主油泵出口壓力波動(dòng)的影響，一般取脈動(dòng)油壓力為主油壓力的1/2。但是由于高速?gòu)椥哉{(diào)速器剛性連接在主油泵的軸上，當(dāng)汽輪機(jī)的主軸有軸向竄動(dòng)時(shí)，可能引起轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的波動(dòng)。第14頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、上汽廠生產(chǎn)的液壓調(diào)速系統(tǒng)

第15頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)如上圖所示，由主油泵1、旋轉(zhuǎn)阻尼2、轉(zhuǎn)速變換器3、錯(cuò)油門4、繼動(dòng)器5、油動(dòng)機(jī)6等組成。

其特點(diǎn)是采用了旋轉(zhuǎn)阻尼和碟閥式放大器。旋轉(zhuǎn)阻尼的出口油壓可近似看作與轉(zhuǎn)速的平方成正比，其轉(zhuǎn)速的測(cè)量無機(jī)械移動(dòng)部件，可靠性較高。碟閥式放大器比滑閥式放大器更不易卡澀。第16頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、東汽廠生產(chǎn)的液壓調(diào)速系統(tǒng)

東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖所示，由信號(hào)油泵1、濾網(wǎng)2、壓力變換器3、油動(dòng)機(jī)滑閥4、反饋滑閥5、油動(dòng)機(jī)6、同步器7等組成。第17頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在全液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，一次脈沖油壓力與二次油壓或汽輪機(jī)的閥門位置仍然是一個(gè)固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。也就是說一定的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速與汽輪機(jī)的功率是一一對(duì)應(yīng)的，因此也存在不等率。機(jī)械液壓調(diào)速系統(tǒng)或全液壓調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)：本質(zhì)上是一個(gè)比例調(diào)節(jié)器，因而是有差調(diào)節(jié)系統(tǒng)；轉(zhuǎn)速與負(fù)荷之間的靜態(tài)關(guān)系是由其固有結(jié)構(gòu)決定的，因此一次調(diào)頻的功能是無法切除的；遲緩率較大，控制精度較低，存在回差；調(diào)整困難，難以調(diào)整一次調(diào)頻特性；不等率曲線難以兼顧啟動(dòng)升速、同期、并網(wǎng)運(yùn)行。第18頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)與靜態(tài)特性曲線由圖（b）可見，在調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)作結(jié)束后，并不能保持汽輪機(jī)原來的轉(zhuǎn)速不變。這是由于調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)定時(shí)滑閥必須居于中間位置，亦即杠桿中間支點(diǎn)b的位置不變，但在新的穩(wěn)定工況下調(diào)節(jié)閥的開度必然發(fā)生變化，根據(jù)杠桿原理，調(diào)速器滑環(huán)也一定處于另一新的位置，所以與此相應(yīng)的轉(zhuǎn)速也必定不同于原來的數(shù)值。這就是說，在穩(wěn)定工況下，對(duì)應(yīng)于汽輪機(jī)的不同負(fù)荷，汽輪機(jī)將有不同的轉(zhuǎn)速。則a和c點(diǎn)必然有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，有圖可知，a與c之間對(duì)應(yīng)關(guān)系就代表滑環(huán)位移Δz與油動(dòng)機(jī)位移Δm之間的關(guān)系。第19頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

根據(jù)穩(wěn)定離心調(diào)速器特性知道，每個(gè)滑環(huán)位置Z對(duì)應(yīng)一個(gè)轉(zhuǎn)速n；根據(jù)汽輪機(jī)特性知道，每個(gè)油動(dòng)機(jī)行程m對(duì)應(yīng)一個(gè)功率N(蒸汽參數(shù)為一定時(shí))，于是我們便可得到轉(zhuǎn)速n與功率N之間關(guān)系，如圖(a)所示。圖中所表征的功率N與轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系，便是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線，曲線上每一點(diǎn)都代表在穩(wěn)定工況下轉(zhuǎn)速n與功率N的對(duì)應(yīng)關(guān)系，特性線表明功率增加時(shí)轉(zhuǎn)速下降，否則相反。在實(shí)際使用過程中，不但要知道功率N與轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系，而且還要知道轉(zhuǎn)速n，滑環(huán)z、油動(dòng)機(jī)行程m和功率N四者之間的互相對(duì)應(yīng)關(guān)系。所以常常把四個(gè)變數(shù)同畫于一個(gè)座標(biāo)圖中，形成四條靜態(tài)特性曲線，即所謂四象限圖，如圖(b)所示。第20頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由上圖可以看出，轉(zhuǎn)速n與功率N之間關(guān)系曲線是由其他三條曲線投影而成。反過來說，其他三條曲線中任意一條變化時(shí)都會(huì)使轉(zhuǎn)速與功率曲線發(fā)生變化。由此可見，四象限圖中曲線能較全面地揭示出調(diào)節(jié)系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)互相之間的關(guān)系。在任何穩(wěn)定工況下，轉(zhuǎn)速n、滑環(huán)位移z、油動(dòng)機(jī)行程m和功率N之間有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。這表明當(dāng)外界負(fù)荷變化時(shí)只靠調(diào)節(jié)系統(tǒng)自身作用不能保持轉(zhuǎn)速恒定，而只能保證在不同的功率下對(duì)應(yīng)不同的轉(zhuǎn)速，這便是有差調(diào)節(jié)的特性。與此相反，若在不同功率下永遠(yuǎn)保持同一個(gè)轉(zhuǎn)速，稱為無差調(diào)節(jié)。生產(chǎn)實(shí)踐證明，有差調(diào)節(jié)穩(wěn)定性較好，也正是因?yàn)槠啓C(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是有差的，機(jī)組才能在同一個(gè)電網(wǎng)中并列運(yùn)行，使得電能的生產(chǎn)與供電實(shí)現(xiàn)區(qū)域化。與有差調(diào)節(jié)相反，無差調(diào)節(jié)系統(tǒng)不但不能保證機(jī)組并列運(yùn)行，就是單機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性也較差。因此，現(xiàn)在應(yīng)用的汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)幾乎都是有差的。第21頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、速度變動(dòng)率定義根據(jù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性，當(dāng)汽輪機(jī)單機(jī)運(yùn)行，汽輪機(jī)的功率從額定功率突然甩至零功率時(shí)，其穩(wěn)定轉(zhuǎn)速?gòu)膎1升至n2，轉(zhuǎn)速差（Δn=n2–n1）與汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速n0之比的百分?jǐn)?shù)，稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動(dòng)率(或稱轉(zhuǎn)速不等率)，用表達(dá)式表示為δ=（n2–n1）/n0×100%式中：n1、n2—分別代表滿負(fù)荷及空負(fù)荷時(shí)的轉(zhuǎn)速；n0—汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速。δ是調(diào)節(jié)系統(tǒng)最重要指標(biāo)，它既反映一次調(diào)頻能力的強(qiáng)弱，又表明穩(wěn)定性的好壞。如果特性線平坦，即不等率δ較小，表明當(dāng)外界負(fù)荷變化后轉(zhuǎn)速變化較小，即周波變化較小，一次調(diào)頻能力強(qiáng)。從調(diào)頻能力看似乎δ越小越好。但是，不等率δ減小到一定程度將引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定，甚至引起系統(tǒng)強(qiáng)烈振蕩。與此相反，不等率δ過大時(shí)可使系統(tǒng)穩(wěn)定，但是不能保證供電周波在規(guī)定范圍之內(nèi)。綜上所述，不等率δ的大小對(duì)供電質(zhì)量和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性都有十分重要的影響?？梢娫诖_定不等率時(shí)必須同時(shí)兼顧供電質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性兩方面的要求，同時(shí)又要考慮到汽輪機(jī)負(fù)荷性質(zhì)。一般規(guī)定，帶基本負(fù)荷機(jī)組δ=4％～6％，帶尖峰負(fù)荷機(jī)組δ=3％～5％。第22頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月速度變動(dòng)率對(duì)機(jī)組運(yùn)行的影響汽輪機(jī)并列于電網(wǎng)中運(yùn)行，其轉(zhuǎn)速取決于電網(wǎng)的頻率，因此當(dāng)負(fù)荷變化而引起電網(wǎng)頻率變化時(shí)，分配給電網(wǎng)中每臺(tái)機(jī)組的負(fù)荷變化額取決于各臺(tái)機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性。例如，上圖為兩臺(tái)汽輪機(jī)組并列運(yùn)行時(shí)的靜態(tài)特性曲線，兩臺(tái)機(jī)的額定功率分別為p1和p2，速度變動(dòng)率分別為δ1和δ2。當(dāng)外界負(fù)荷減少Δp，使電網(wǎng)頻率上升Δn時(shí)，兩臺(tái)機(jī)組的功率都因各自調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)作，而按靜特性發(fā)生變化，Ⅰ號(hào)機(jī)減少功率Δp1，Ⅱ號(hào)機(jī)減少功率Δp2，而Δp1+Δp2=Δp。由上可見，在電網(wǎng)負(fù)荷變動(dòng)時(shí)，速度變動(dòng)率小的機(jī)組，負(fù)荷變動(dòng)百分?jǐn)?shù)大，而速度變動(dòng)率大的機(jī)組，負(fù)荷變動(dòng)百分?jǐn)?shù)小。因此，對(duì)于不同性質(zhì)的機(jī)組應(yīng)有不同的速度變動(dòng)率，承擔(dān)尖峰及變動(dòng)負(fù)荷的機(jī)組，其速度變動(dòng)率應(yīng)小些，取3%～4％；帶基本負(fù)荷的機(jī)組，速度變動(dòng)率則應(yīng)大些，取4％～6％。這樣在電網(wǎng)頻率變化時(shí)，負(fù)荷主要由承擔(dān)尖峰負(fù)荷機(jī)組承擔(dān)，而帶基本負(fù)荷的機(jī)組負(fù)荷變化較少，可保持較高的效率。不同速度變動(dòng)率機(jī)組的并列運(yùn)行第23頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、遲緩率前面分析的靜態(tài)特性曲線是在理想情況下得到的，都是一條曲線。在實(shí)際的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，由于摩擦力，鉸鏈間隙和滑閥過封等因素的影響，實(shí)際的特性線再也不是一條曲線，而是一條曲線帶，如圖所示。兩條曲線之間區(qū)域叫死區(qū)，在死區(qū)內(nèi)各種參數(shù)不再是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)應(yīng)同一個(gè)轉(zhuǎn)速n可以有不同功率N，對(duì)應(yīng)同一個(gè)滑環(huán)位置Z有不同轉(zhuǎn)速n，對(duì)應(yīng)同一個(gè)油動(dòng)機(jī)行程m有不同的滑環(huán)位置Z?；蛘哒f在死區(qū)內(nèi)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中各種元件的動(dòng)作產(chǎn)生遲緩現(xiàn)象，例如在死區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)速升高時(shí)功率并沒有立即減少，只有當(dāng)轉(zhuǎn)速有一個(gè)多余增量Δn時(shí)功率才開始減少。為了表征一個(gè)系統(tǒng)的遲緩程度，而引進(jìn)遲緩率ε，即：在同一功率下的轉(zhuǎn)速差Δn與額定轉(zhuǎn)速n0之比的百分?jǐn)?shù)稱調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率，用ε表示。ε=Δn/n0×100%調(diào)速器實(shí)際特性曲線圖遲緩率太大十分有害，甩負(fù)荷時(shí)容易超速，正常運(yùn)行時(shí)容易擺動(dòng)。因此，通常規(guī)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率ε不超過0.5％第24頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月遲緩率對(duì)機(jī)組運(yùn)行的影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)在遲緩區(qū)內(nèi)，實(shí)際上是沒有調(diào)節(jié)作用的，因此遲緩區(qū)的存在破壞了調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率與轉(zhuǎn)速的單值對(duì)應(yīng)性。遲緩對(duì)機(jī)組的影響情況與運(yùn)行方式有關(guān)。(a)對(duì)單機(jī)運(yùn)行的影響(b)對(duì)并網(wǎng)機(jī)組運(yùn)行影響機(jī)組孤立運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)使其功率與負(fù)荷始終保持平衡，遲緩的影響主要反映在轉(zhuǎn)速上。也就是說，機(jī)組轉(zhuǎn)速可在不靈敏區(qū)內(nèi)任意擺動(dòng)，其自發(fā)波動(dòng)的范圍為εn。對(duì)于并網(wǎng)運(yùn)行的機(jī)組，其轉(zhuǎn)速取決于電網(wǎng)頻率，遲緩影響主要反映在功率上。遲緩將引起機(jī)組負(fù)荷的晃動(dòng)，如圖所示。顯然，遲緩率越大，可能發(fā)生的負(fù)荷晃動(dòng)也越大，雖然遲緩率越小越好，但過高的要求往往給制造帶來困難。第25頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月減小遲緩的方法近代汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)大多使用液動(dòng)的轉(zhuǎn)速感受元件，因此調(diào)速器的遲緩率較小，但是對(duì)于一般的機(jī)械式轉(zhuǎn)速感受元件，由于存在機(jī)械摩擦阻力以及杠桿連接處存在間隙等原因，遲緩率一般較大。通常采用提高材料硬度，降低加工粗糙度，在機(jī)械連接處用刀口支承以及采用新型的調(diào)速器(例如無鉸接高速?gòu)椥哉{(diào)速器)等辦法來減小遲緩。為了避免機(jī)械傳動(dòng)部分間隙的影響，可利用彈簧或者油壓，把相互連接的元件推向一側(cè)。傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)大多是由滑閥、套筒、滑環(huán)等組成的，提高這些元件的靈敏度，十分重要。提高滑閥靈敏度的種種方法，對(duì)減小調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率都是非常有效的。另一方面也應(yīng)注意到，即使元件本身制造加工都很精細(xì)，潤(rùn)滑也很好，但在安裝時(shí)如果中心不正或運(yùn)行后熱膨脹不同等原因，也會(huì)引起元件的卡澀，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的遲緩。因此，保證安裝質(zhì)量，提高運(yùn)行水平對(duì)減小調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩也是很重要的。遲緩對(duì)機(jī)組運(yùn)行有很大的影響，因此，無論在設(shè)計(jì)、制造或調(diào)整、檢修等工作過程中都要設(shè)法把它減小到最低限度。由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩是由組成調(diào)節(jié)系統(tǒng)各元件的遲緩積累所形成的，所以要減小調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩，就應(yīng)該盡量設(shè)法提高每個(gè)元件的靈敏度。

第26頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六、同步器作用調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性確定了汽輪機(jī)功率和轉(zhuǎn)速(電網(wǎng)頻率)單值對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因而在某一個(gè)電網(wǎng)頻率下，汽輪機(jī)只能發(fā)出一個(gè)固定的功率，不能改變，而在單機(jī)運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)功率由外負(fù)荷決定，一個(gè)功率對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的轉(zhuǎn)速，且不能改變。顯然，這是不能滿足機(jī)組運(yùn)行要求的。但是，如果將靜態(tài)特性曲線上下移動(dòng)，改變轉(zhuǎn)速與功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。就能在電網(wǎng)頻率不變的情況下，改變并網(wǎng)機(jī)組的功率，從而在功率不變情況下，改變單機(jī)運(yùn)行機(jī)組的轉(zhuǎn)速。同步器就是用來上下移動(dòng)靜態(tài)特性曲線的裝置，同步器能夠連續(xù)地平移靜態(tài)特性曲線，使其成為一簇線，或者說成為一個(gè)工作區(qū)帶。工作原理以飛錘式間接調(diào)速系統(tǒng)為例并網(wǎng)運(yùn)行單機(jī)運(yùn)行第27頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月并網(wǎng)運(yùn)行間接調(diào)節(jié)系統(tǒng)同步器調(diào)節(jié)功率過程（a）間接調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖（b）調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性1—調(diào)速器；2—油動(dòng)機(jī)；3—調(diào)節(jié)汽門；4—油動(dòng)機(jī)滑閥；5—同步器；6—滑環(huán)第28頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在一定的電網(wǎng)頻率下，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為n0，對(duì)應(yīng)的功率為P1，特性曲線Ⅰ上的A點(diǎn)是它的工作點(diǎn)，此時(shí)，調(diào)速系統(tǒng)的杠桿處在水平位置abc?，F(xiàn)欲增加汽輪機(jī)的功率，方法是旋轉(zhuǎn)同步器的手輪向下拉緊同步器5的彈簧，同步器彈簧拉力增大，破壞了飛錘離心力與彈簧力(調(diào)速器彈簧力和同步器彈簧力的合力)的平衡，于是杠桿abc以c為支點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，杠桿又帶動(dòng)油動(dòng)機(jī)滑閥4下移，使杠桿處于a/b/c狀態(tài)。由于油動(dòng)機(jī)滑閥下移，使壓力油通往油動(dòng)機(jī)活塞下腔的油口e和油動(dòng)機(jī)活塞上腔通往排油的油口d打開，油動(dòng)機(jī)活塞下腔進(jìn)壓力油，上腔排油，于是油動(dòng)機(jī)活塞向上運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)杠桿以a/為支點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直到錯(cuò)油門活塞回中遮斷油動(dòng)機(jī)進(jìn)排油油口，油動(dòng)機(jī)活塞停止運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)重新穩(wěn)定，此時(shí)杠桿位置為a/bc/。調(diào)速器滑環(huán)下移，調(diào)速器上的力平衡是靠調(diào)速器彈簧的變形量改變來達(dá)到的。油動(dòng)機(jī)活塞桿由c點(diǎn)移到c/點(diǎn)，油動(dòng)機(jī)將調(diào)節(jié)汽門開大了ΔL，使進(jìn)汽量增大，則汽輪機(jī)發(fā)出的功率由P1增大到P2。由于機(jī)組并在電網(wǎng)中，所以汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速由電網(wǎng)頻率決定，仍為n0。這樣同步器動(dòng)作后，就使工作點(diǎn)由A變到B見圖(b)，以后電網(wǎng)頻率變化時(shí)，功率就沿著靜態(tài)特性曲線Ⅱ變化。由于彈簧剛度及杠桿比都未改變，所以Ⅱ線和Ⅰ線的斜率相同，即同步器動(dòng)作僅使靜態(tài)特性曲線發(fā)生平移。實(shí)際上同步器手輪可以進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，故靜態(tài)特性曲線可以連續(xù)平移，根據(jù)需要任意調(diào)整汽輪機(jī)的功率。第29頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單機(jī)運(yùn)行單機(jī)運(yùn)行同步器調(diào)整轉(zhuǎn)速過程（a）調(diào)速系統(tǒng)杠桿位置（b）靜態(tài)特性上工況點(diǎn)變動(dòng)過程第30頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)組穩(wěn)定在B點(diǎn)運(yùn)行時(shí)見圖(b)，轉(zhuǎn)速為n1，功率為P1，調(diào)速系統(tǒng)杠桿位置為abc。現(xiàn)欲將轉(zhuǎn)速調(diào)高，旋轉(zhuǎn)同步器手輪，拉緊同步器彈簧，使調(diào)速器滑環(huán)下移，杠桿以c為支點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)油動(dòng)機(jī)滑閥下移，杠桿處于a/b/c位置。油動(dòng)機(jī)下腔進(jìn)壓力油，上腔通排油，在油壓差作用下油動(dòng)機(jī)活塞上行，開大調(diào)節(jié)汽門，增大進(jìn)汽量，使機(jī)組功率增加。當(dāng)油動(dòng)機(jī)活塞上行到c/點(diǎn)時(shí)，功率增加到P2，油動(dòng)機(jī)滑閥回到中間位置，杠桿處于a/bc/位置。此時(shí)雖然油動(dòng)機(jī)滑閥回中了，但是外負(fù)荷沒有改變，機(jī)組功率增加使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的蒸汽主力矩大于發(fā)電機(jī)的反力矩，致使機(jī)組轉(zhuǎn)速升高。于是調(diào)速器飛錘的離心力增大，克服彈簧力使滑環(huán)上移，杠桿又以c/為支點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)油動(dòng)機(jī)滑閥上行。杠桿處于ab//c/位置時(shí)，油動(dòng)機(jī)活塞上腔室進(jìn)壓力油，下腔通排油，于是油動(dòng)機(jī)活塞又下行關(guān)小調(diào)節(jié)汽門。杠桿在油動(dòng)機(jī)活塞桿的帶動(dòng)下，以a點(diǎn)為支點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，又使錯(cuò)油門活塞下行。當(dāng)杠桿恢復(fù)到abc位置時(shí)，油動(dòng)機(jī)活塞復(fù)位，汽輪機(jī)功率恢復(fù)到原來數(shù)值，又與外負(fù)荷平衡，同時(shí)錯(cuò)油門活塞回中，系統(tǒng)重新穩(wěn)定。此時(shí)，飛錘的離心力是在克服同步器彈簧拉緊后增加的彈簧力的情況下，使滑環(huán)恢復(fù)到原來位置的，所以重新穩(wěn)定后，轉(zhuǎn)速提高了。從圖(b)靜態(tài)特性圖上看，當(dāng)杠桿在a/b/c位置油動(dòng)機(jī)活塞開始上行增加功率時(shí)，工況點(diǎn)由B向著增加功率方向移動(dòng)(假定增加得很小，轉(zhuǎn)速還未來得及變化，則在n一P坐標(biāo)系中工況沿平行P軸移動(dòng))。當(dāng)油動(dòng)機(jī)活塞桿由c點(diǎn)移到c/點(diǎn)時(shí)，工況點(diǎn)到達(dá)A點(diǎn)。此時(shí)，由于汽機(jī)功率大于負(fù)荷，轉(zhuǎn)速升高，當(dāng)杠桿在a/bc/位置，轉(zhuǎn)速開始升高，滑環(huán)上移時(shí)，功率也在減小，工況點(diǎn)由A沿著靜特性Ⅱ向著轉(zhuǎn)速升高和功率減小方向移動(dòng)，直到功率恢復(fù)到P1時(shí)穩(wěn)定，工況點(diǎn)就到了E點(diǎn)。此時(shí)的轉(zhuǎn)速為n2，顯然，n2>n1。上面的動(dòng)作過程可分成兩部分：一部分是增加功率過程，這是人為操縱同步器產(chǎn)生的；另一部分為力矩失去平衡，轉(zhuǎn)速增加而減少功率的過程，這是自動(dòng)調(diào)節(jié)過程，這個(gè)過程是沿著平移后的靜態(tài)特性曲線Ⅱ進(jìn)行的。應(yīng)該注意的是調(diào)節(jié)過程為一連續(xù)過程，上面討論中把動(dòng)作過程分解成幾步，完全是為了分析問題方便。

第31頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七、功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率一頻率電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)是指系統(tǒng)中采用轉(zhuǎn)速和功率兩個(gè)控制信號(hào)，測(cè)量和運(yùn)算采用電子元件，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)仍用油動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱“功頻電調(diào)”定義功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的形成在純速度調(diào)節(jié)的系統(tǒng)中，是根據(jù)轉(zhuǎn)速變化，調(diào)整調(diào)節(jié)汽門開度，達(dá)到改變汽輪機(jī)功率的目的。這對(duì)具有龐大中間容積的中間再熱機(jī)組來說，必然使動(dòng)態(tài)過程中轉(zhuǎn)速和功率之間的變化關(guān)系與靜態(tài)特性差異很大。在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中引進(jìn)功率信號(hào)，能更好地實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)過調(diào)，消除功率滯后，使轉(zhuǎn)速和功率呈線性關(guān)系。對(duì)并在大電網(wǎng)中運(yùn)行的機(jī)組，若蒸汽參數(shù)變化(稱為“內(nèi)擾”)引起機(jī)組功率變化，由于電網(wǎng)周波不變，純速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)此無法進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。有了測(cè)功信號(hào)，將測(cè)得的功率信號(hào)與功率給定值比較，以此對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，就能消除“內(nèi)擾”影響。電子元件測(cè)量方便，運(yùn)算、比較、綜合能力強(qiáng)，并且改變放大倍數(shù)、時(shí)間常數(shù)等容易，從而比較方便地改變調(diào)節(jié)特性，滿足機(jī)組適應(yīng)不同運(yùn)行特性的要求。所以功頻電調(diào)中都采用電子元件作為測(cè)量、運(yùn)算部件。由于油動(dòng)機(jī)尺寸小而力量大、速度快是現(xiàn)在電氣設(shè)備無法取代的，故最后的執(zhí)行機(jī)構(gòu)仍用滑閥及油動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)。為使前面的電氣部分和最后的液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)系起來，采用電液轉(zhuǎn)換器，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成液壓信號(hào)。第32頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本工作原理電液轉(zhuǎn)換器相連系統(tǒng)包括電調(diào)液動(dòng)放大測(cè)功單元測(cè)頻單元校正單元滑閥油動(dòng)機(jī)第33頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理方框圖第34頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月各單元的功用其功用相當(dāng)于原來調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的調(diào)速器，調(diào)速器在感受了轉(zhuǎn)速變化后輸出一滑環(huán)位移，而測(cè)頻單元在感受了轉(zhuǎn)速變化后輸出一相當(dāng)電壓信號(hào)。測(cè)頻單元是功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的特有環(huán)節(jié)，它的功用是測(cè)取汽輪發(fā)電機(jī)的有功功率，并成比例地輸出直流電壓信號(hào)，作為整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)反饋信號(hào)，以保持轉(zhuǎn)速偏差與功率變化之間的固定比例關(guān)系。測(cè)功單元是一個(gè)具有比例、積分和微分作用的無差調(diào)節(jié)器，記作PID。它的功用是將測(cè)頻、測(cè)功及給定輸入信號(hào)進(jìn)行比較，并進(jìn)行微分和積分運(yùn)算同時(shí)加以放大，其輸出信號(hào)便去推動(dòng)電液轉(zhuǎn)換器。校正單元顧名思義，是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成液壓控制信號(hào)的裝置。它是電調(diào)部分和液控部分的聯(lián)絡(luò)部件。電液轉(zhuǎn)換器相當(dāng)于原來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的同步器由它給出電壓信號(hào)去操縱調(diào)節(jié)系統(tǒng)給定裝置第35頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程當(dāng)外界負(fù)荷增加時(shí)：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速下降，測(cè)頻單元感受了轉(zhuǎn)速偏差，產(chǎn)生一電壓信號(hào)，經(jīng)過整流，濾波之后輸出一個(gè)與轉(zhuǎn)速偏差成比例的直流電壓信號(hào)Δuf，輸入PID校正器，經(jīng)過處理后輸入電液轉(zhuǎn)換器的感應(yīng)線圈，當(dāng)線圈的電磁力克服了彈簧支持力后，使其滑閥下行，關(guān)小油口A，脈動(dòng)油壓升高，油動(dòng)機(jī)上行開大了閥門增加功率，與外界負(fù)荷變化相適應(yīng)。汽輪發(fā)電機(jī)功率增加后，測(cè)功單元感受了這一變化后，輸出一負(fù)的直流電壓信號(hào)，也輸入PID。如果測(cè)功單元輸出值變化ΔUN等于測(cè)頻單元輸出值變化Δuf，由于兩者極性相反，其代數(shù)和等于零。此時(shí)PID的輸出值保持不變，因此調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)作結(jié)束了。當(dāng)外界負(fù)荷減小時(shí)其調(diào)節(jié)過程與上述相反。

當(dāng)外界負(fù)荷變化而新汽壓力降低時(shí)調(diào)節(jié)過程如下：由于新蒸汽壓力降低，在同樣閥門開度條件下汽輪發(fā)電機(jī)功率減少，這時(shí)測(cè)功單元輸出電壓信號(hào)減小，因此在PID入口仍有正電壓信號(hào)存在，使PID輸出繼續(xù)增加，經(jīng)過一系列的作用又開大調(diào)節(jié)閥，直到測(cè)功單元輸出電壓與給定的電壓完全抵銷時(shí)，即使PID入口信號(hào)代數(shù)和為零時(shí)才停止動(dòng)作，由此可見，采用了測(cè)功單元后可以消除新汽壓力變化對(duì)功率的影響，從而保證了頻率偏差與功率變化之間的比例關(guān)系，即保證了不等率一定，也就是保證一次調(diào)頻能力不變。顯然，采用原來的調(diào)節(jié)系統(tǒng)是無法滿足這個(gè)要求的。第36頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月利用測(cè)功單元和PID調(diào)節(jié)器的特性也可補(bǔ)償功率滯后：當(dāng)外界負(fù)荷增加時(shí)使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速下降，測(cè)頻單元輸出正電壓信號(hào)作用于PID調(diào)節(jié)器，經(jīng)過一系列的作用開大高壓調(diào)節(jié)髑，首先使高壓缸功率增加，此時(shí)測(cè)功單元輸出的信號(hào)很小，不足以抵銷測(cè)頻單元輸出的正電壓信號(hào)，因此，高壓調(diào)節(jié)閥繼續(xù)開大，即產(chǎn)生過開。高壓缸因過開而產(chǎn)生的過剩功率剛好抵銷了中低壓缸功率的滯后。當(dāng)中低壓缸功率滯后逐漸消失時(shí)，由于測(cè)功單元的作用又使高壓調(diào)節(jié)閥關(guān)小；當(dāng)中低壓缸功率滯后完全消失后，高壓調(diào)節(jié)閥開度又回到穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)值，此時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)作結(jié)束了。根據(jù)以上的敘述可知，無論是新汽壓力發(fā)生波動(dòng)或者功率產(chǎn)生滯后，都能保證轉(zhuǎn)速偏差與功率變化之間的固定比例關(guān)系，即保證一次調(diào)頻能力不變。這是功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的很大優(yōu)點(diǎn)。功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(1)可實(shí)現(xiàn)從盤車開始到并網(wǎng)轉(zhuǎn)速的大范圍自動(dòng)調(diào)速，調(diào)速精度≤±l～2r／min．同時(shí)可根據(jù)啟動(dòng)要求選取不同的升速率，就能達(dá)到平穩(wěn)自動(dòng)地啟動(dòng)。(2)可方便地改變運(yùn)行方式，以適應(yīng)電網(wǎng)要求。(3)具有抗內(nèi)擾能力，以提高正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷穩(wěn)定性及改善動(dòng)態(tài)品質(zhì)。(4)甩負(fù)荷時(shí)抑制機(jī)組動(dòng)態(tài)飛升轉(zhuǎn)速作用顯著。(5)調(diào)節(jié)器采用電子元件，顯著地提高了調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力和穩(wěn)定精度。(6)綜合能力強(qiáng)，便于集中控制，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)爐聯(lián)合控制，為電站自動(dòng)化及電子計(jì)算機(jī)控制創(chuàng)造了條件。第37頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月再熱汽輪機(jī)功率－頻率電液調(diào)速系統(tǒng)方框圖第38頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路：用于機(jī)組起動(dòng)時(shí)升速、并網(wǎng)和甩負(fù)荷、停機(jī)過程中控制汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)由裝于汽輪機(jī)軸端的磁阻發(fā)信器測(cè)取并轉(zhuǎn)換電壓，然后與轉(zhuǎn)速給定電壓進(jìn)行比較，經(jīng)頻差放大器放大，送往綜合放大器、PID(比例、積分和微分)調(diào)節(jié)器、功率放大器、電液轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)過繼動(dòng)器、錯(cuò)油門和油動(dòng)機(jī)后去控制調(diào)速汽閥。電液轉(zhuǎn)換器以前的電氣部分用模擬電子硬件實(shí)現(xiàn)，以后的液壓部分與前面介紹的液壓調(diào)速系統(tǒng)的相應(yīng)部分基本相同。上圖所示為再熱汽輪機(jī)功率－頻率電液調(diào)速系統(tǒng)方框圖。該系統(tǒng)以集成運(yùn)算放大器為基本元件，以連續(xù)的電量對(duì)機(jī)組進(jìn)行控制，所以又稱模擬電調(diào)系統(tǒng)。它由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路、功率調(diào)節(jié)回路和功率一頻率調(diào)節(jié)回路組成。功率調(diào)速回路：機(jī)組在電網(wǎng)中不承擔(dān)調(diào)頻任務(wù)時(shí)，頻差放大器無輸出信號(hào)，機(jī)組由功率調(diào)速回路進(jìn)行控制。由于汽輪機(jī)功率的測(cè)取比較困難，在功頻電調(diào)中一般都采用測(cè)量發(fā)電機(jī)功率的方法。該功率是由通過測(cè)量發(fā)電機(jī)電壓產(chǎn)生的控制電流和測(cè)量電流產(chǎn)生的磁通量，經(jīng)霍爾測(cè)功器輸出的霍爾電動(dòng)勢(shì)來量度的。由于該電動(dòng)勢(shì)與發(fā)電機(jī)功率成正比，所以它能準(zhǔn)確代表發(fā)電機(jī)的功率。通過霍爾測(cè)功器測(cè)出與發(fā)電機(jī)功率對(duì)應(yīng)的電壓后，再與給定電壓比較，經(jīng)功差放大器和綜合放大器放大后，輸至PID調(diào)節(jié)器，最后控制調(diào)速汽閥。該回路也是定值調(diào)速系統(tǒng)。第39頁(yè)，課件共45頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月功率一頻率調(diào)速回路：當(dāng)汽輪機(jī)參加一次調(diào)頻時(shí)，調(diào)速系統(tǒng)便由上述兩種回路共同參與工作形成功率一頻率調(diào)速回路，它是一種功率跟隨頻率的綜合調(diào)速系統(tǒng)。此時(shí)，兩個(gè)回路既有自己的動(dòng)作規(guī)律，又有協(xié)調(diào)動(dòng)作的過程。無論是功率通道不平衡，還是頻率通道不平衡，整個(gè)功頻調(diào)速回路都要?jiǎng)幼?，直到系統(tǒng)趨于穩(wěn)定為止。這種綜合功率一頻率影響的多變量控制系統(tǒng)，能有效地克服蒸汽參數(shù)的內(nèi)擾，并且頻率微分器和PID的校正規(guī)律