1、 汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)培訓(xùn)教程汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)培訓(xùn)教程 第一章第一章 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特性調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特性 第二章第二章 調(diào)節(jié)系統(tǒng)各設(shè)備動作原理調(diào)節(jié)系統(tǒng)各設(shè)備動作原理 第一章第一章 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本概念調(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(wù)及組成 一、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù) 供應(yīng)用戶足夠的電力，及時調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的 功率以滿足外界的需要。 12 使汽輪機(jī)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。 I(dw/dt） Me- Mel 用電負(fù)荷減少，則反動力矩Mel相應(yīng)減少，如果 主動力矩Me應(yīng)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，

2、汽輪機(jī)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(jī)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)。 二、汽輪機(jī)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(fù)荷變化 調(diào)節(jié)對象 轉(zhuǎn)速變化 感受機(jī)構(gòu) 傳動機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 第三節(jié) 汽輪機(jī)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(jī)的轉(zhuǎn)速n，輸出 量是汽輪機(jī)的功率p，在靜態(tài)下它們之間的對應(yīng)關(guān)系 即為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性，其關(guān)系曲線稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng) 的靜態(tài)特性曲線。 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線可以 近似地看做直線 一、調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線地繪制

3、 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(yàn)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: n p X(或p1) m 二、速度變動率和遲緩率 （一）速度變動率 n p nmax 100 100 minmax o n nn nmin 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(biāo)， 它反應(yīng)了汽輪機(jī)由于負(fù)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(jī)運(yùn)行從空負(fù)荷到額定負(fù)荷， 汽輪機(jī)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）遲緩率 n 100 100

4、o n n 遲緩率：同一 負(fù)荷下，可能 的最大轉(zhuǎn)速變 動n與額定轉(zhuǎn) 速之比。 遲緩率對汽輪機(jī)的正常運(yùn)行是十分不利的， 因?yàn)樗娱L了汽輪機(jī)從負(fù)荷發(fā)生變化到調(diào)節(jié)閥開 始動作的時間，造成汽輪機(jī)不能及時適應(yīng)外界負(fù) 荷的變化。 如果遲緩率過大，在汽輪機(jī)突然甩負(fù)荷后， 將使轉(zhuǎn)速上升過高以致引起超速保護(hù)裝置動作； 對孤立運(yùn)行的機(jī)組，將產(chǎn)生較大的負(fù)荷擺動，對 并列運(yùn)行機(jī)組，將會產(chǎn)生較大的負(fù)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(biāo)。 三、速度變動率和遲緩率對并列運(yùn)行機(jī)組的影響 （一）速度變動率對并列運(yùn)行機(jī)組負(fù)荷分配的影響 一次調(diào)頻：當(dāng)外界負(fù)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

5、機(jī)組均自動地按其靜 態(tài)特性承擔(dān)一定的負(fù)荷變化，以減少電網(wǎng)頻率地改 變。 n p1 p2 結(jié)論：結(jié)論：并列運(yùn)行機(jī)組當(dāng)外界負(fù)荷變化時， 速度變動率越大、機(jī)組的額定功率越小， 分配給該機(jī)組地變化負(fù)荷量就越小；反之 則越大。因此待基本負(fù)荷的機(jī)組其速度變 動率應(yīng)選大一些，使電網(wǎng)頻率變化時負(fù)荷 變化較小，即減少參加一次調(diào)頻作用。而 帶尖峰負(fù)荷的調(diào)頻機(jī)組，速度變動率應(yīng)選 小一些。 （二）遲緩率對運(yùn)行的影響 （1）機(jī)組孤立運(yùn)行時，造成機(jī)組轉(zhuǎn)速擺動，其波動 范圍（相對值）即為 （2）機(jī)組并列于電網(wǎng)運(yùn)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(yīng)關(guān)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

6、化。 n0n0 p pp n0 = （二）遲緩率對運(yùn)行的影響 （1）機(jī)組孤立運(yùn)行時，造成機(jī)組轉(zhuǎn)速擺動，其波動 范圍（相對值）即為 （2）機(jī)組并列于電網(wǎng)運(yùn)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(yīng)關(guān)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。 n0n0 p pp p （二）遲緩率對運(yùn)行的影響 （1）機(jī)組孤立運(yùn)行時，造成機(jī)組轉(zhuǎn)速擺動，其波動 范圍（相對值）即為 （2）機(jī)組并列于電網(wǎng)運(yùn)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(yīng)關(guān)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。 n0n0 p pp pp n0 p = pn 第五節(jié)第五節(jié) 調(diào)節(jié)系統(tǒng)

7、的動態(tài)特性及對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求調(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(shí)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(dāng)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。 3.汽輪機(jī)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(dāng)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(jī)時間常數(shù) 油動機(jī)時間常數(shù)的物理意義為：當(dāng)滑閥油

8、口在最大開度時，油 動機(jī)從全開到全關(guān)所需要的時間。這一時間的長短決定了油動 機(jī)動作的快慢。顯然，油動機(jī)時間常數(shù)越小油動機(jī)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(jī)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(jī)的蒸汽流量不能立即改變到應(yīng)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。 第二章 調(diào)節(jié)系統(tǒng)各設(shè)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(nèi)，直接與汽輪機(jī)主軸 （高壓轉(zhuǎn)子延伸小軸） 聯(lián)接，由汽輪機(jī)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 錯油門、油動機(jī)錯油門、油

9、動機(jī) 當(dāng)17脈沖油壓升高 時，錯油門滑閥上 移，12-13-16,則活 塞下腔進(jìn)壓力油， 上腔泄油，活塞上 行，關(guān)小調(diào)節(jié)氣閥。 18脈沖油壓反饋 油口。當(dāng)脈沖油壓 升高時，油動機(jī)活 塞上行，導(dǎo)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(yùn)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(fù)荷。 加負(fù)荷，是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(jī)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(jī)組能減掉全負(fù)荷； 7% x 額定轉(zhuǎn)速，上限富

10、裕行程，電網(wǎng)頻率高，新汽規(guī)范低時，仍能帶滿負(fù)荷 壓力變換器 正常運(yùn)行時，脈沖油 2526“連續(xù)泄油，維持脈沖 油壓在一定范圍。 當(dāng)主油壓上升時，23油壓增 大，滑閥上移，26“泄油量增 大，脈沖油壓下降，導(dǎo)致錯油 門滑閥下移，12-14-15，油動 機(jī)上腔進(jìn)壓力油，下腔泄油， 油動機(jī)活塞下移，開調(diào)節(jié)汽門； 同時，當(dāng)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(dāng)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(guān) 系，；兩種只能投運(yùn)一種。 四 通 閥 主油泵未正常運(yùn)行時，汽輪油 泵提供壓力油： 此時，24- 21 22 主油泵正常運(yùn)行時： 此時，

11、23- 21 22 24 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(guān)，間隙越大，油壓越小。 正常運(yùn)行時， 1- 2 3 經(jīng)油室I進(jìn)入滑閥中心孔，由噴 嘴噴出 去危急遮斷油門，進(jìn)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，1-4相通，壓力油串入脈沖油， 使脈沖油壓力急劇上升，導(dǎo)致調(diào)節(jié)氣門關(guān) 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(diǎn)：下次開機(jī)時，必須把聶壽推進(jìn)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(jī)。 正常時，噴嘴擋板 間隙為0.5mm 油壓為0.413MPa

12、異常動作壓力為0.245MPa 危急遮斷油門 正常運(yùn)行時，5-6，壓力油經(jīng) 過危急遮斷油門，磁力斷路油門 進(jìn)入主汽門油動機(jī)。 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(dǎo)致調(diào)節(jié)氣門關(guān)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。 磁力斷路油門 正常運(yùn)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(jī)跳閘等， 電磁賄賂接通，就動作停機(jī)。 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(dǎo)致調(diào)節(jié) 氣門關(guān)閉；同時， 10-11相通， 泄掉

13、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(jìn)入油動機(jī)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(jī)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(jī)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。 調(diào) 壓 器 投調(diào)壓器時，需要同步器在 空負(fù)荷位置，壓力變換器在空負(fù) 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(jī) 活塞上腔進(jìn)壓力油，下腔泄油， 活塞下行，開打調(diào)節(jié)氣門，增加 進(jìn)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(dāng)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(jìn)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(jié)構(gòu)如圖所示，它是 由噴