汽輪機調(diào)速系統(tǒng)當前1頁，總共52頁。目錄一、汽輪機調(diào)速系統(tǒng)簡介二、DEH系統(tǒng)的組成部分三、調(diào)速系統(tǒng)四、危急遮斷系統(tǒng)當前2頁，總共52頁。一、汽輪機調(diào)速系統(tǒng)簡介調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，早期的機械調(diào)節(jié)系統(tǒng)，中期的液壓調(diào)速系統(tǒng)，現(xiàn)在的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)也就是DEH。用于汽輪發(fā)電機組的DEH數(shù)字電液控制系統(tǒng)綜合固態(tài)電子學和高壓液壓系統(tǒng)的優(yōu)點，用來控制汽輪機的蒸汽流量。當前3頁，總共52頁。汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DigitalElectricHydrauliccontrolsystem)簡稱DEH。汽輪機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要任務就是調(diào)節(jié)汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速、功率，使其滿足電網(wǎng)的要求。汽輪機控制系統(tǒng)的控制對象為汽輪發(fā)電機組，它通過控制汽輪機進汽閥門的開度來改變進汽流量，從而控制汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速和功率。在緊急情況下其保安系統(tǒng)迅速關閉進汽閥門，以保護機組的安全。當前4頁，總共52頁。汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)DEH分為電子控制部分和液壓調(diào)節(jié)保安部分。電子控制主要由分布式控制系統(tǒng)DCS及DEH專用模件組成，它完成信號的采集、綜合計算、邏輯處理、人機接口等方面的任務。液壓調(diào)節(jié)保安部分主要由電液轉(zhuǎn)換器、電磁閥、油動機、配汽機構(gòu)等組成，它將電氣控制信號轉(zhuǎn)換為液壓機械控制信號，最終控制汽輪機進汽閥門的開度。當前5頁，總共52頁。調(diào)速系統(tǒng)應滿足下列要求：1、當主汽門全開時，調(diào)速系統(tǒng)應能維持汽輪機空負荷運行。2、當汽輪機由滿負荷突然甩負荷時，調(diào)速系統(tǒng)應能維持汽輪機的轉(zhuǎn)速在危急保安器的動作轉(zhuǎn)速以下。3、主汽門和調(diào)速汽門閥桿、錯油門、調(diào)速系統(tǒng)連桿上的各連接裝配應沒有卡澀和松動現(xiàn)象，當負荷改變時，調(diào)門應平均而平穩(wěn)地移動，當系統(tǒng)負荷穩(wěn)定時，負荷不應晃動。4、當危急保安器動作時，應保證主汽門關閉嚴密。當前6頁，總共52頁。調(diào)速系統(tǒng)的遲緩率汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的遲緩率是指在調(diào)速系統(tǒng)中由于各部件的摩擦、卡澀、不靈活以及連桿等結(jié)合處的間隙、錯油門的重疊度等因素造成的動作遲緩程度。機械液壓型調(diào)速器最好的遲緩率ε=0.3～0.4%。采用電液壓式數(shù)字型調(diào)速器靈敏度很高,遲緩率(人工死區(qū))可以調(diào)節(jié)到接近于零。當前7頁，總共52頁。遲緩率過大的影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)遲緩率過大造成對汽輪機運行的影響有：（1）在汽輪機空負荷時；由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)遲緩率過大，將引起汽輪機的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，從而使并列困難。（2）汽輪機并網(wǎng)后，由于遲緩率過大，將會引起負荷的擺動。（3）當機組負荷驟然甩至零時，因遲緩率過大、使調(diào)節(jié)汽門不能立即關閉，造成轉(zhuǎn)速突升，致使危急保安器動作。如危急保安器有故障不動作，那就會造成超速飛車的惡性事故。當前8頁，總共52頁。速度變動率速度變動率是指汽輪機由滿負荷到空負荷的轉(zhuǎn)速變化與額定轉(zhuǎn)速之比,其計算公式為:δ=(n1-n2)/n×100%式中n1汽輪機空負荷時的轉(zhuǎn)速,n2:汽輪機滿負荷時的轉(zhuǎn)速,n汽輪機額定轉(zhuǎn)速。對速度變動率的解釋如下:汽輪機在正常運行時,當電網(wǎng)發(fā)生故障或汽輪發(fā)電機出口開關跳閘使汽輪機負荷甩到零,這時汽輪機的轉(zhuǎn)速先升到一個最高值然后下降到一個穩(wěn)定值,這種現(xiàn)象稱為"動態(tài)飛升"。轉(zhuǎn)速上升的最高值由速度變動率決定,一般應為4～5%。若汽輪機的額定轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分,則動態(tài)飛升在120～150轉(zhuǎn)/分之間。速度變動率越大,轉(zhuǎn)速上升越高,危險也越大。當前9頁，總共52頁。速度變動率的必要性機組突然甩往負荷時，汽輪機轉(zhuǎn)速將迅速上升，此時調(diào)速系統(tǒng)應能將汽輪機轉(zhuǎn)速控制在危急保安器動作數(shù)值以下。否則將造成危急保安器動作，使汽輪機停機或轉(zhuǎn)速下降，增加重新并網(wǎng)前的操作，延長事故處置時間甚至致使事故擴大。更危險的情況是萬一危急保安器不動作，可能引發(fā)飛車事故。當前10頁，總共52頁。二、DEH系統(tǒng)的組成部分DEH控制系統(tǒng)是汽輪機的重要系統(tǒng)，可以說是汽輪機的神經(jīng)中樞系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)由下列五個主要部分組成：電子控制器、人機接口、蒸汽閥伺服執(zhí)行機構(gòu)、EH供油系統(tǒng)、危急遮斷系統(tǒng)當前11頁，總共52頁。DEH電子控制器DEH電子控制器是將轉(zhuǎn)速或負荷的給定值和汽輪機各反饋信號進行基本運算，并發(fā)出控制蒸汽閥門執(zhí)行機構(gòu)的輸出信號。該控制器硬件由數(shù)字計算機和一套裝于框架上的各種電路卡件、電源以及連接線的端子排等組成。當前12頁，總共52頁。人機接口人機接口通常是指DEH系統(tǒng)中的工程師站和操作員站，它是由工作站、鍵盤、CRT、打印機等組成。運行人員通過操作員站可獲取汽輪機運行的各種參數(shù)和信息，并發(fā)出指令通過電子控制器對汽輪機進行控制。工程師站是用作改變電子控制器內(nèi)部參數(shù)、進行調(diào)試、軟件裝載、修改、備份等。顯示屏幕（CRT）通常位于運行人員操作盤旁，借助CRT，可觀察到故障報警、汽機信息以及諸如溫度和壓力等各種汽機參數(shù)的測量值。當前13頁，總共52頁。蒸汽閥執(zhí)行機構(gòu)

各個蒸汽閥的位置是由各自的執(zhí)行機構(gòu)來控制的。執(zhí)行機構(gòu)是由一個液壓油缸所組成。其開啟由抗燃油壓力控制，而關閉是靠彈簧力。再熱主汽門的執(zhí)行機構(gòu)僅能控制閥門的全開或全關。依靠關閉快速卸載閥建立油壓開啟。另有一個供試驗用的電磁閥，可開啟快速卸載閥并使油液經(jīng)節(jié)流管道泄放，從而慢慢關下汽閥。主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥和再熱調(diào)節(jié)汽閥的執(zhí)行機構(gòu)可以將汽閥控制在任意的中間位置上，成比例地調(diào)節(jié)進汽量以適應需要。執(zhí)行機構(gòu)上裝有一個伺服閥和一個線性位移變送器（LVDT）。當前14頁，總共52頁。EH供油系統(tǒng)EH供油系統(tǒng)的功能是提供高壓抗燃油并由它來驅(qū)動伺服執(zhí)行機構(gòu)。該執(zhí)行機構(gòu)響應從電子控制器來的電指令信號，以調(diào)節(jié)汽機各蒸汽閥開度。EH油是一種三芳基磷酸脂，具有良好的抗燃性能和流體穩(wěn)定性。EH油經(jīng)EH控制塊、濾油器、逆止閥和溢流閥，進入高壓集管和蓄能器，以建立14MPa的表壓力，回油經(jīng)一個方向控制閥引導流經(jīng)一組冷油器。當系統(tǒng)油壓增加到16.4～16.8MPa表壓時，則經(jīng)高壓溢流閥回入油箱。當前15頁，總共52頁。高壓蓄能器：高壓蓄能器防止油壓的瞬時波動，當供油總管油壓下降時，高壓蓄能器釋放壓力，維持系統(tǒng)壓力。低壓蓄能器：低壓蓄能器裝在回油管路上，它作為一個緩沖器，在負荷快速卸去時，吸收回油系統(tǒng)的消除排油壓力波動。有壓回油：機組運行中油動機正常調(diào)整的泄油以及機組跳閘后油動機的泄油。無壓回油：保護動作后的危急遮斷安全油，要求不能形成壓力，一路包括AST，OPC油通過電磁閥，另一路是通過隔膜閥。AST油壓：危急遮斷油壓，AST電磁閥組動作泄掉的油壓。OPC油壓：快速關閉調(diào)門和逆止門，防止甩負荷或其他原因造成汽輪機超速。ASP油壓:ASP油壓一般為監(jiān)視油壓，是AST油壓的一般左右，用來監(jiān)視AST電磁閥的好壞，或者做機組跳閘通道試驗時使用。當前16頁，總共52頁。危急遮斷系統(tǒng)位于前軸承座上的隔膜閥，提供了高壓抗燃油系統(tǒng)的AST（自動停機遮斷）部分和潤滑油系統(tǒng)的機械超速和手動停機部分之間的接口。通過泄去隔膜閥上部的潤滑油壓，會使彈簧開啟隔膜閥，泄去AST油而停機。潤滑油和抗燃油彼此相互不接觸。四個自動停機遮斷電磁閥（20/AST）,正常運行時勵磁關閉。當電磁閥打開，總管泄油，導致所有蒸汽閥關閉而停機。通過串并聯(lián)布置，具有多重保護性。兩個超速保護控制電磁閥（20/OPC），受DEH控制器控制，布置為并聯(lián)。正常運行時失磁關閉，轉(zhuǎn)速超過103%時打開，使調(diào)節(jié)汽閥和再熱調(diào)節(jié)汽閥立即關閉。當前17頁，總共52頁。當前18頁，總共52頁。三、調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)的組成調(diào)速系統(tǒng)的作用調(diào)速系統(tǒng)的任務調(diào)速系統(tǒng)的要求調(diào)速系統(tǒng)的動作過程當前19頁，總共52頁。調(diào)速系統(tǒng)最基本的組成部分包括：

（1）感受元件：調(diào)速器（或調(diào)壓器）（2）傳動放大機構(gòu)：錯油門，油動機（3）配汽機構(gòu)：調(diào)速汽門及傳動裝置（4）反饋裝置當前20頁，總共52頁。調(diào)速系統(tǒng)最基本組成部分的作用

（1）感受元件：在發(fā)電機電熱負荷變化時，感受到汽輪機的轉(zhuǎn)速變化或抽汽壓力變化，并將此變化轉(zhuǎn)變成其他物理量變化。（2）傳動放大機構(gòu)：當汽輪機的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，調(diào)速器或調(diào)壓器發(fā)出的位移和油壓的變化信號值是很小的，而大容量機組中，調(diào)速汽門的自重及其受到的蒸汽作用力卻比較大，因而用此信號直接操縱調(diào)速汽門是不可能的，需將信號加以放大后，再去控制調(diào)速汽門，這個任務則由傳動放大機構(gòu)來完成。（3）配汽機構(gòu)：配汽機構(gòu)包括傳動裝置和調(diào)速汽門，其作用是接受傳動放大機構(gòu)放大后的信號，使調(diào)節(jié)汽門開度變化，調(diào)節(jié)汽輪機的進汽量。（4）反饋裝置：在調(diào)節(jié)過程中，當油動機活塞因錯油門滑閥動作而動作時，又通過一定的裝置反過來影響錯油門滑閥的動作，使錯油門滑閥回到中間位置。這種油動機對錯油門的反作用稱為反饋。反饋是調(diào)節(jié)系統(tǒng)不可缺少的環(huán)節(jié)之一，因為只有反饋才能使調(diào)節(jié)過程較快的穩(wěn)定下來，不致在調(diào)節(jié)過程中產(chǎn)生振蕩，從而使調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有很大的穩(wěn)定性。當前21頁，總共52頁。調(diào)速系統(tǒng)的基本任務：

（1）汽輪機獨立運行，當工況發(fā)生變化時調(diào)節(jié)汽輪機的進汽量，使之轉(zhuǎn)速保持在規(guī)定范圍內(nèi)；（2）汽輪機并入電網(wǎng)運行，當電網(wǎng)周波變化時，調(diào)整汽輪機負荷，使之保持在規(guī)定范圍內(nèi)；（3）對于帶調(diào)節(jié)抽汽的汽輪機來說，當汽輪機工況發(fā)生變化時，調(diào)整抽汽壓力在規(guī)定范圍內(nèi)。當前22頁，總共52頁。調(diào)速系統(tǒng)應滿足下列要求：

1、當主汽門全開時，調(diào)速系統(tǒng)應能維持汽輪機空負荷運行。2、當汽輪機由滿負荷突然甩負荷時，調(diào)速系統(tǒng)應能維持汽輪機的轉(zhuǎn)速在危急保安器的動作轉(zhuǎn)速以下。3、主汽門和調(diào)速汽門閥桿、錯油門、調(diào)速系統(tǒng)連桿上的各連接裝配應沒有卡澀和松動現(xiàn)象，當負荷改變時，調(diào)門應平均而平穩(wěn)地移動，當系統(tǒng)負荷穩(wěn)定時，負荷不應晃動。4、當危急保安器動作時，應保證主汽門關閉嚴密。當前23頁，總共52頁。調(diào)速系統(tǒng)的動作過程當前24頁，總共52頁。

四、危急遮斷系統(tǒng)的構(gòu)成

電磁閥及控制塊

機械超速保護與手動遮斷

當前25頁，總共52頁。

危急遮斷系統(tǒng)超速保護控制系統(tǒng)（OPC）自動停機危急遮斷系統(tǒng)（AST）危機跳閘控制裝置（ETS）機械超速和手動停機當前26頁，總共52頁。AST系統(tǒng)的作用：

AST是汽輪機緊急停機保護,它通過四個AST電磁閥實現(xiàn).當汽輪機的某個參數(shù)達到停機值時,AST電磁閥失電打開,泄去安全油,汽輪機各汽門迅速關閉。四個AST電磁閥分兩組,分別為一通道和二通道,這樣既可以防止誤動也可以防止拒動。OPC系統(tǒng)的作用：

OPC是汽輪機的超速保護,它通過兩個OPC電磁閥實現(xiàn).當汽輪機轉(zhuǎn)速達到103%(即3090rpm)或甩負荷時,OPC電磁閥打開,OPC動作,關閉高中壓調(diào)門和各抽汽逆止門。當前27頁，總共52頁。1、危急遮斷控制塊2、空氣引導閥3、跳閘試驗塊組件（一）、電磁閥及控制塊當前28頁，總共52頁。OPC電磁閥(兩只)AST電磁閥(四只)單向閥（逆止閥，兩只）危急遮斷控制塊1、危急遮斷控制塊當前29頁，總共52頁。兩個電磁閥并聯(lián)布置，一路拒動，另一路仍可動作OPC正常：關閉狀態(tài)－當n＞103%n0時，勵磁打開，OPC油管泄放，相應的快速

卸荷閥開啟，使GV、IV關閉。－當n＜103%n0時，DEH控制器的OPC控制又使電磁

閥關閉，GV、IV重新開啟。SS（1）超速保護（OPC）電磁閥當前30頁，總共52頁。

AST:AutomaticShiftTrip,自動危急遮斷。

四個電磁閥串并聯(lián)布置

兩個閥并聯(lián)組成一個通道，

通道一和通道二串聯(lián)。

通道中任何一個電磁閥打

開，該通道泄放。

必須兩個通道同時處于泄

放狀態(tài)，AST油路的油才會泄放。AST-1AST-4AST-2AST-3

不會因某個電磁閥拒動而妨礙AST油路的泄壓，若有一只

電磁閥誤動作，不會使AST油泄壓。（2）自動停機危急遮斷（AST）電磁閥當前31頁，總共52頁。

兩級閥

-第一級閥：電磁鐵控制ETS

正常時帶電關閉

-第二級閥：油壓控制，

安全油卸載閥

-當參數(shù)超限時，ETS使電磁鐵失電，

一級閥開啟，二級閥左移，保安油泄壓。EHASTS（3）電磁閥的工作原理當前32頁，總共52頁。

安裝在AST和OPC之間當OPC油路泄壓時，維持AST的油壓，主汽門全開，

GV、IV關閉。

AST電磁閥動作，則OPC油壓也下跌，關閉所有閥門。

OPCOPCAST（4）單向閥當前33頁，總共52頁。當前34頁，總共52頁。AST與OPC動作關系EH油泵出來的油經(jīng)過每個油動機內(nèi)部的一個節(jié)流孔和一個逆止閥后來到AST母管（OPC油是經(jīng)過調(diào)門油動機出來到OPC母管，AST油是經(jīng)過主汽門油動機出來到AST母管，而且OPC母管到AST母管是有單向閥的，也就是說OPC這路能到AST，但是AST這路不能到OPC，所以當OPC電磁閥動作，OPC油卸壓后調(diào)門關閉而主汽門不動作。但是如果AST電磁閥動作，AST油卸壓后，由于OPC的壓力比AST高，所以OPC也通過單向閥流到AST管路而同時卸壓，這時調(diào)門和主汽門同時關閉。當前35頁，總共52頁。

用于控制供給氣動抽汽逆止門的壓縮空氣

-當OPC母管有壓力時，排大氣口封住，壓縮空氣去逆止門。

-當OPC母管無壓力時，閥關閉，壓縮空氣排大氣。OPC

至抽汽逆止門排大氣壓縮空氣進口2、空氣引導閥當前36頁，總共52頁。作用：監(jiān)視EH油壓低和試驗各壓力開關的系統(tǒng)。為雙通道，有兩個壓力表，兩個電磁閥，兩個手動閥，四個壓力開關

-1、3開關控制1通道

-2、4開關控制2通道

EH油壓低時，壓力開關動作，ETS跳閘，AST電磁閥動作，關閉進汽閥。機組正常運行時，可試驗，兩個通道單獨試驗，可手動，可遙控。節(jié)流孔在試驗時，不會使EH系統(tǒng)油壓泄壓。3、跳閘試驗塊組件當前37頁，總共52頁。1、隔膜閥2、機械超速保護和手動遮斷的動作原理3、超速試驗及注油試驗（二）、機械超速保護與手動遮斷當前38頁，總共52頁。1、隔膜閥動作原理當汽輪機正常運行時，脫扣油通入閥蓋內(nèi)隔膜閥的上部腔室中，其作用力大于彈簧約束力，隔膜閥處于關閉位置，切斷危急遮斷油總管通向回油的通道，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)能正常工作。當機械超速機構(gòu)或手動遮斷杠桿動作時，通過危急遮斷滑閥泄油，可使該范圍內(nèi)的潤滑油壓局部下降或消失，彈簧打開隔膜閥，泄去危急遮斷總管上的安全油，通過快速卸載閥，快速關閉所有進汽閥和抽汽閥，實現(xiàn)緊急停機。當前39頁，總共52頁。

作用：封閉自動停機危急遮斷總管中的高壓抗燃油的泄油通道，當潤滑油系統(tǒng)壓力降到不允許的程度時，通過EH油系統(tǒng)遮斷汽輪機。原理：潤滑油壓消失開啟

隔膜閥，AST泄油。危急事故油（透平油）隔膜彈簧閥芯危急遮斷油（抗燃油）隔膜閥當前40頁，總共52頁。2、機械超速危急遮斷當汽輪機轉(zhuǎn)速達到110%額定轉(zhuǎn)速時，危急保安器動作，通過隔膜閥卸去AST油，關閉高中壓主汽門和高中壓調(diào)門，實現(xiàn)停機。當前41頁，總共52頁。動作原理當機組正常運行時，飛錘因偏心所產(chǎn)生的離心力，不足以克服彈簧反方向的約束力，飛錘不能出擊。當機組超速時，隨著轉(zhuǎn)速的升高，離心力和約束力隨之增加，當離心力大于約束力時，飛錘外移，偏心距加大，根據(jù)飛錘的設計特性，到達整定的轉(zhuǎn)速后，離心力增加，克服約束而使飛錘出擊。當前