汽輪機液壓調節(jié)系統(tǒng)及靜態(tài)特性課件

1、周鄭峰周鄭峰一 汽輪機的自調節(jié)能力汽輪發(fā)電機組依靠自身力矩與轉速之間的變化特性可以自發(fā)地從一個工況調整到另一個穩(wěn)定工況，但是自平衡能力很弱，轉速的變化很大，如下圖示。由上可見，必須依靠調節(jié)系統(tǒng)的作用，改變蒸汽力矩使其穩(wěn)定點由abc，從而使轉速維持在允許的范圍內。二 液壓調節(jié)保護系統(tǒng)的任務與組成1 任務 1)在正常運行時，通過改變汽輪機的進汽量，使汽輪機的功率輸出滿足外界負荷的要求，且使調節(jié)后的轉速穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內。 2)在危急事故工況快速關閉調節(jié)汽門或主汽門，使機器維持空轉或快速停機。2 基本組成部分 1)轉速敏感機構 2)中間放大機構 3)執(zhí)行機構 4)配汽機構 5)同步器3 轉速控制原理

2、框圖4 典型液壓調節(jié)系統(tǒng)的工作過程以徑向泵全液壓系統(tǒng)和旋轉阻尼系統(tǒng)說明之。徑向泵全液壓系統(tǒng)圖 旋轉阻尼系統(tǒng)圖三 汽輪機液壓調節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性1、靜態(tài)特性 所謂靜態(tài)特性指汽輪機單獨運行時，依靠調節(jié)系統(tǒng)的調節(jié)作用,負荷與轉速間的穩(wěn)態(tài)關系，表示如下圖。1）特性曲線的形狀 空負荷與滿負荷區(qū)段斜率較大，中間平緩，連續(xù)圓滑，略向右下方傾斜。由于環(huán)節(jié)中存在遲滯，致使該曲線呈帶狀區(qū)域。2）速度變動率 汽輪機空負荷時對應的最高轉速與額定負荷時所對應的最低轉速之差，與額定轉速之比稱調速系統(tǒng)的速度變動率，即%100minmaxonnn 靜態(tài)特性曲線形狀 靜態(tài)曲線上各處的斜率并不相同，故常用局部速度變動率表示靜態(tài)曲線

3、各處斜率的變化情況，即局部速度變動率為： 一般要求中間區(qū)段最小的局部速度變動率不得小于整體速度變動率的40%。%100onn 局部速度變動率3）遲緩率 定義：在調節(jié)系統(tǒng)增、減負荷特性曲域上，相同功率處轉速偏差與額定轉速的比，即 一般要求，機械液壓調節(jié)系統(tǒng)小于0.6%，電液調節(jié)系統(tǒng)小于0.2%，遲緩率增大將會造成負晃動量增大。由于遲緩率的存在引起的負荷晃動量為。同時，遲緩率增大，還會降低動態(tài)的穩(wěn)定性，因此要求遲緩率盡可能小。%1000nn2、靜態(tài)特性的獲取1 1）四象限圖）四象限圖組成：第象限轉速敏感機構特性第象限中間放大機構特性第象限配汽機構特性第象限調節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性調速系統(tǒng)靜態(tài)特性的繪制方

4、法見右圖所示?？紤]遲緩率之后四象限圖如下圖。 由上可見，由于各環(huán)節(jié)的存在遲緩，使系統(tǒng)的遲緩率增大。2 2）靜態(tài)特性試驗）靜態(tài)特性試驗(1)空負荷試驗 通過該項試驗獲取第、象限曲線。其試驗方法，是在固定的同步器位置下，操作主汽門使轉速升、降各一次，記錄有關數據，試驗中只允許轉速單方向變化，其試驗數據用以繪制第、象限曲線。(2)負荷試驗 通過該項試驗獲得油動機行程與電負荷曲線，即第象限曲線. 如果僅需知道速度變動率，而無需繪制靜態(tài)特性曲線時, 可以采用四點法.四點法試驗是在空負荷下進行,要點如下：a、將同步器置于低限位置記錄轉速。b、操作主汽門降速，直到油動機開大至滿負荷開度為止，記錄轉速。c、將

5、同步器置高限位置，記錄轉速。d、操作主汽門降速，直至油動機開大至滿負荷開度為止，記錄轉速。 將上述4個轉速用額定轉速的百分數表示，即A0,B0,Cr,Dr 。然后作圖, 如下所示: 由額定轉速位置做鉛垂線與 ,交于E,F點，再通過EF線段中點做水平線交ABCrDr線交于點oo，則線代表了在該同步器位置下汽輪機調速系統(tǒng)的由空負荷至滿負荷轉速相對變化量,即速度變動率。(3)模擬油壓法 例如東方廠機組，操作靜態(tài)試驗伐，使油動機行程由空負荷（23mm）變化到滿負荷（127mm），其壓增變化量對應的轉速差與額定轉速之比即為速度變動率。四 同步器 由于液壓調節(jié)系統(tǒng)為慣性環(huán)節(jié), 系有差調節(jié)，故必須設置同步器

6、.1、作用（1）單機運行時調節(jié)汽輪機轉速（2）并網運行的調節(jié)汽輪機負荷2、作用原理 平移靜態(tài)特性線,以徑向泵系統(tǒng)說明動作原理。3、同步器的調整速范圍 即靜態(tài)特性線上，下限的位置，一般以空載轉速與額定轉速之比表示。其上下限考慮的因素為: (1)下限：電網在低周波以及高蒸汽參數時能操作同步器的降負荷到零。 (2)上限：電網在高周波以及低蒸汽參數時能帶到滿負荷。同步器的調整速范圍示意圖如下： 4、一次調頻與二次調頻（1）一次調頻 機組通過調節(jié)系統(tǒng)動作，按靜態(tài)特性由一個穩(wěn)定工況調整到新的平穩(wěn)工況稱一次調頻，見下圖所示, 電網周波降低時機組負荷增加。（2）二次調頻 操作同步器，使靜態(tài)曲線向上平移（例上圖

7、虛線位置）, 直至機組轉速回到預定的質量范圍內為止，這種用同步器來調節(jié)供電頻率的方法稱二次調頻。 利用同步器平移靜態(tài)曲線的作用，尚可實現電網的二次調額, 見下圖所示。 若讓2號機帶原來負荷，一次調頻后的總功率變動量全由1號機承擔。則可操作1號機同步器, 使1號機靜態(tài)特性線移至線位置，1號機功率增加，使總功率大于總負荷，于是電網周波升高，當轉速回到時，2機則回到原來負荷，則1機承擔了全部的負荷變化，實現了電網的二次調頻。五、靜態(tài)特性調整 對現場而言，主要是同步器上、下限和速度變動率的調整，且因系統(tǒng)的不同方法也不相同，以下舉例說明。1、同步器上、下限的調整(1)改變壓力變換器彈簧予緊力 例如徑向泵

8、全液壓系統(tǒng)即可采用此方法，移動靜態(tài)特性的原理在于平移第 象限特性線，如下圖所示。壓緊彈簧，特性線向上平移；放松彈簧，特性線向下平移。(2)帶附加泄油口的同步器 在脈動油路上另加一個泄油口，改變泄油口面積，同樣也能起到平移靜態(tài)特性線的作用，例如下圖所示。(3)改變脈動油壓法（改變錯油門滑伐上部彈簧初緊力），但該方法對動態(tài)特性有影響，故不能改變太多。(4)旋轉阻尼系統(tǒng)，可以改變輔助同步器彈簧的初緊力，以改變動作轉速，達到平穩(wěn)靜態(tài)特性線的目的。(5)高速彈簧調節(jié)系統(tǒng)，方便的方法是調整帶動調速器滑伐移動的連接桿長度，使得在相同的調速器位置，泄油口面積改變，這便平移了靜態(tài)特性線。2、同步器調節(jié)范圍不足調整 主要是調整同步螺桿的行程。若用增加同步器彈簧常數的方法，則需考慮對速度變動卒的影響。3、速度變動率的調整 最方便的方法是改變油動機反饋量的大小，以改變傳動放大機構特性。各種系統(tǒng)的調整方法如下：(1)改變壓力變換器滑伐上部彈簧常數，彈簧常數增大則速度變動率增大。(2)改變油動機反饋油口和壓力變換器泄油口的寬度，增加反饋油口寬度，速度變動率變大(3)上汽廠旋轉阻尼系統(tǒng)，可以改變反饋杠桿支點位置(4)哈汽廠的高速彈簧片系統(tǒng)（含東汽、北重），最方便的方法是改變反饋斜板斜度或反饋杠桿的尺寸。(5)改變笫象限特性線，如下圖所示