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文檔簡介

1、汽輪發(fā)電機組的基本知識汽輪機的基本概念汽輪機的基本概念汽輪機的調(diào)節(jié)保護系統(tǒng)汽輪機的調(diào)節(jié)保護系統(tǒng)一一.汽輪機的基本工作原理汽輪機的基本工作原理 汽輪發(fā)電機組(steame turbine generator) 具有一定壓力、溫度的蒸汽,進入汽輪機,流過噴嘴并在噴嘴內(nèi)膨脹獲得很高的速度。高速流動的蒸汽沖動汽輪機轉(zhuǎn)子上的動葉片做功,動葉帶動汽輪機轉(zhuǎn)子,按一定的速度轉(zhuǎn)動,這就是汽輪機最基本的工作原理。 從能量轉(zhuǎn)換的角度講,蒸汽的熱能在噴嘴內(nèi)轉(zhuǎn)換為汽流動能,動葉片又將動能轉(zhuǎn)換為機械能。汽輪機屬于透平機械的一種。透平機械turbomachinery 是裝有葉具有葉片的動力式流體機械。透平機械的共同特點片的

2、轉(zhuǎn)子作高速旋轉(zhuǎn)運動,流體(氣體或液體)流經(jīng)葉片之間通道時,葉片與流體之間產(chǎn)生力的相互作用,借以實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。按能量轉(zhuǎn)化方向的不同,透平機械分為原動機和從動機。原動機將流體的能量(熱能、勢能或動能)轉(zhuǎn)化為機械能,通過主軸帶動發(fā)電機或其他從動機。原動機有汽輪機、燃氣輪機、透平膨脹機、水輪機和風力機等。從動機由電動機或其他原動機拖動,將機械能轉(zhuǎn)換為流體的能量 ,即提高流體的壓力。從動機有通風機、透平壓縮機、離心泵和軸流泵等。從動機和原動機在原理和結(jié)構(gòu)上基本相同,只是工作過程相反。透平機械的工質(zhì)可以是氣體,如蒸汽、燃氣、空氣和其他氣體或混合氣體,也可以是液體,如水、油或其他液體。透平機械主要分為軸流式

3、和徑流式(離心式或向心式)兩種。在軸流式機械中,流體沿軸向流動;徑流式機械中,流體主要沿著徑向流動。還有一種斜流式機械,流體的流動方向介于上述兩者之間。 汽輪機轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器與發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接起來,當汽輪機轉(zhuǎn)子帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)時,由于電磁感應的作用,發(fā)電機定子線圈中產(chǎn)生電流,通過變電配電設(shè)備向用戶供電。 為滿足外界負荷變化而能夠及時地調(diào)節(jié)機組負荷,同時為滿足供電品質(zhì)的要求,機組必須能夠保證轉(zhuǎn)速在允許的范圍內(nèi)(500.5HZ),汽輪發(fā)電機組要設(shè)置有調(diào)節(jié)系統(tǒng),以及為保證汽輪機設(shè)備的安全,防止設(shè)備的損壞事故的發(fā)生,還應該具有必要的保護裝置。汽輪機的分類汽輪機按熱力過程可分為: (1)凝汽式汽輪機

4、(代號為N)。 (2)一次調(diào)整抽汽式汽輪機(代號為C)。 (3)二次調(diào)整抽汽式汽輪機(代號為C、C)。 (4)背壓式汽輪機(代號為B)。 按工作原理可分為: (1)沖動式汽輪機 (2)反動式汽輪機 按新蒸汽壓力可分為: 低壓汽輪機 新汽壓力為(1.18-1.47MPa) 中壓汽輪機 新汽壓力為(1.96-3.92MPa) 高壓汽輪機 新汽壓力為(5.88-9.81MPa) 超高壓汽輪機 新汽壓力為(11.77-13.75MPa)9 一種補汽式汽輪機一種補汽式汽輪機 申請?zhí)?專利號: 201020241387 本實用新型公開了一種補汽式汽輪機,包括依次連通的補汽門、汽缸補汽室、順序調(diào)節(jié)閥和設(shè)置在

5、中間隔板上的噴嘴組;外負荷變化時,順序調(diào)節(jié)閥的閥門按照預設(shè)順序開啟或關(guān)閉。在汽輪機運行時,從低壓鍋爐進入的低壓蒸汽通過補汽門,進入汽缸補汽室,經(jīng)過順序調(diào)節(jié)閥,進入中間隔板的上半的噴嘴組,調(diào)節(jié)級做功后,與通過中間隔板下半通道的主汽流混合在一起,再做功后,被排到冷凝器。在部分負荷的情況下,幾個調(diào)節(jié)閥中只有一個或兩個調(diào)節(jié)閥未被開啟,因此,相同的部分負荷下汽輪機的進汽節(jié)流損失較小,汽輪機內(nèi)部的效率變化也較小,達到充分利用余熱的目的,從而提高了汽輪機余熱利用效率及穩(wěn)定性。汽輪機主要由哪幾部分組成:(1)轉(zhuǎn)動部分:由主軸、葉輪、軸封和安裝在葉輪上的動葉片及聯(lián)軸器組成。(2)固定部分:由噴嘴室、汽缸、隔板、

6、靜葉片、汽封等組成。(3)控制部分:由調(diào)節(jié)系統(tǒng)、保護裝置和油系統(tǒng)等組成。轉(zhuǎn)子的組成部件: 轉(zhuǎn)子是由合金鋼鍛件整體加工出來的,除葉輪外,還有高、低壓軸封套(小機組有直接式)、推力盤,前部過剛性連接短軸裝有主油泵、危急保安器、高速彈性調(diào)速器、測量轉(zhuǎn)速及晃度裝置、油封組件等。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu): (1)整鍛轉(zhuǎn)子:葉輪、軸封套、聯(lián)軸節(jié)等部件與主軸是由一整鍛件削而成,無熱套部分,這解決了高溫下葉輪與軸連接容易松動的問題。這種轉(zhuǎn)子常用于大型汽輪機的高、中壓轉(zhuǎn)子。結(jié)構(gòu)緊湊,對啟動和變工況適應性強,宜于高溫下運行,轉(zhuǎn)子剛性好,但是鍛件大,加工工藝要求高,加工周期長,大鍛件質(zhì)量難以保證,造價較高。 (2)套裝轉(zhuǎn)子:葉輪、

7、軸封套、聯(lián)軸節(jié)等部件都是分別加工后,熱套在階梯型主軸上的。各部件與主軸之間采用過盈配合,以防止葉輪等因離心力及溫差作用引起松動,并用鍵傳遞力矩。中低壓汽輪機的轉(zhuǎn)子和高壓汽輪機的低壓轉(zhuǎn)子常采用套裝結(jié)構(gòu)。套裝轉(zhuǎn)子在高溫下,葉輪與主軸易發(fā)生松動。所以不宜作為高溫汽輪機的高壓轉(zhuǎn)子,但易于加工制造,造價較低。 (3)組合轉(zhuǎn)子:由整鍛結(jié)構(gòu)套裝結(jié)構(gòu)組合而成,兼有兩種轉(zhuǎn)子的優(yōu)點。 聯(lián)軸器:聯(lián)軸器用來連接汽輪機各個轉(zhuǎn)子以及發(fā)電機轉(zhuǎn)子,并將汽輪機的扭矩傳給發(fā)電機?,F(xiàn)代汽輪機常用的聯(lián)軸器常用三種形式:剛性聯(lián)軸器,半撓性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器 凝氣式汽輪機凝氣式汽輪機:是指進入汽輪機的蒸汽在做功后全部進入凝汽器,凝結(jié)成水

8、全部返回鍋爐。進入汽輪機的蒸汽,對于中壓機組,約有70%的熱量被冷卻排汽的冷卻水(或空氣)帶走,對于高壓汽輪機來說,由于進汽含熱量大些(約3433KJ/Kg),可利用的熱量相對大些,但損失仍很大。為減少損失,采用帶回熱設(shè)備的凝汽式汽輪機,把做過一部分功的蒸汽抽出來加熱鍋爐給水,以提高經(jīng)濟性。 背壓式汽輪機背壓式汽輪機:將全部排汽供給其它工廠或用戶,使蒸汽的含熱量得到利用,排汽的壓力高于大氣壓,因此這種汽輪機稱為背壓式汽輪機,不設(shè)凝汽器,節(jié)省設(shè)備,簡化構(gòu)造,但其運行負荷受熱用戶限制,水處理量較大,因此,常與抽凝機組聯(lián)合使用。 調(diào)整抽汽式機組調(diào)整抽汽式機組:從機組某一級中經(jīng)調(diào)壓器控制抽出已經(jīng)做了部

9、分功的一定壓力范圍的蒸汽供給其它工廠或熱用戶,機組仍然設(shè)有凝汽器,當熱用戶用汽量減少時,仍能夠保證一定電負荷。汽輪機的調(diào)節(jié)保護系統(tǒng)汽輪機的調(diào)節(jié)保護系統(tǒng) 1.汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務:汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務: 汽輪機是發(fā)電廠的原動機,驅(qū)動同步發(fā)電機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能,向電網(wǎng)輸送符合數(shù)量和供電品質(zhì)(電壓與頻率)要求的電力。由同步發(fā)電機的運行特性已知,發(fā)電機的端電壓決定于無功功率,而無功功率決定于發(fā)電機的勵磁;電網(wǎng)的頻率(或稱周波)決定于有功功率,即決定于原動機的驅(qū)動功率。因此,電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)歸發(fā)電機的勵磁系統(tǒng),頻率調(diào)節(jié)歸汽輪機的功率控制系統(tǒng)。這樣,機組并網(wǎng)運行時,根據(jù)轉(zhuǎn)速偏差改變調(diào)節(jié)汽門的開度,調(diào)節(jié)汽輪機的進

10、汽量及焓降,改變發(fā)電機的有功功率,滿足外界電負荷的變化要求。由于汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)是以機組轉(zhuǎn)速為調(diào)節(jié)對象,故習慣上將汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)稱為調(diào)速系統(tǒng)。 汽輪發(fā)電機組是將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成電能的設(shè)備,而電能不能大量地儲存,因此,機組應與外界負荷相適應,機組也能夠在一定的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運行,蒸汽沖動汽輪機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的主動力矩Mt等于發(fā)電機轉(zhuǎn)子受到的制動力矩Mg,當外界負荷發(fā)生變化時,發(fā)電機制動力矩隨之變化,在未對機組機械調(diào)節(jié)時,會有剩余力矩存在,即M0,由力學可知,M=j=J/t,J-轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量,/t-轉(zhuǎn)子的角加速度,顯然,外界負荷增加,機組轉(zhuǎn)速降低,外界負荷減少,則機組轉(zhuǎn)速增加。 機組轉(zhuǎn)速變化,會影響供電質(zhì)量

11、,供電質(zhì)量標準主要有兩個,頻率和電壓,電壓主要是對勵磁電流的調(diào)整進行調(diào)節(jié),而頻率只取決于機組轉(zhuǎn)速,關(guān)系式為,f=Pn/60,P-發(fā)電機磁極對數(shù),我國供電頻率要求為500.5赫茲,因此不允許機組轉(zhuǎn)速有太大的變化。 也就是說,汽輪機調(diào)節(jié)保護系統(tǒng)的任務是: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的負荷要求,且使調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速偏差在允許的范圍內(nèi);在危急事故工況下,快速關(guān)閉調(diào)節(jié)汽門或主汽門,使機組維持空轉(zhuǎn)或快速停機。 汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本組成和種類 汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理性構(gòu)成如圖所示。轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)是將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)變成一次控制信號;中間放大器對一次控制信號作功率放大,并按調(diào)節(jié)目標作

12、控制運算,產(chǎn)生油動機的控制信號;油動機是一種液壓位置伺服馬達,按中間放大器的控制信號產(chǎn)生帶動配汽機構(gòu)動作的驅(qū)動力,并達到預定的開度位置;配汽機構(gòu)是將油動機的行程轉(zhuǎn)變?yōu)楦髡{(diào)節(jié)汽門的開度,通過配汽機構(gòu)的非線性傳遞特性,汽輪機的進汽量與油動機行程間校正到近似線性關(guān)系;同步器作用于中間放大器,產(chǎn)生控制油動機行程的控制信號,單機運行時改變汽輪機的轉(zhuǎn)速,并網(wǎng)運行時改變機組的功率;啟動裝置在機組啟動時用于沖轉(zhuǎn)、并提升轉(zhuǎn)速至同步器動作轉(zhuǎn)速。 汽輪機的同步器汽輪機的同步器有關(guān)調(diào)節(jié)的幾個概念有關(guān)調(diào)節(jié)的幾個概念 (1)調(diào)節(jié)對象 被調(diào)節(jié)的生產(chǎn)設(shè)備稱為調(diào)節(jié)對象,例如凝汽器。 (2)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 調(diào)節(jié)設(shè)備和調(diào)節(jié)對象構(gòu)成的具有

13、調(diào)節(jié)功能的統(tǒng)一體叫調(diào)節(jié)系統(tǒng),例如凝汽器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 (3)被調(diào)量 調(diào)節(jié)對象中需要加以控制和調(diào)節(jié)的物理量叫做被調(diào)量,例如凝汽器水位。 (4)擾動 引起被調(diào)量變化的各種因素稱為擾動,調(diào)節(jié)系統(tǒng)因內(nèi)部原因或外來因素引起的擾動稱為內(nèi)部擾動或外部擾動。 (5)調(diào)節(jié) 通過外加控制作用使被調(diào)量保持規(guī)定值,或按一定規(guī)律變化,稱為調(diào)節(jié)。依靠自動調(diào)節(jié)設(shè)備來實現(xiàn)這種作用的,叫做自動調(diào)節(jié)。 汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)方框圖汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)方框圖調(diào)節(jié)系統(tǒng)應滿足以下要求 (1)當主汽門全開時,能維持空負荷運行。 (2)由滿負荷突降至零負荷時,能使汽輪機轉(zhuǎn)速保持在危急保安器動作轉(zhuǎn)速以下。 (3)當增減負荷時,調(diào)節(jié)系統(tǒng)應動作平穩(wěn),無擺動現(xiàn)

14、象。 (4)當危急保安器動作后,應保證高、中壓主汽門、調(diào)節(jié)汽門迅速關(guān)閉。 (5)調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度變動率應滿足要求(一般在4%-6%),遲緩率越小越好,一般應在0.5%以下。汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)各組成部分的作用: (1)轉(zhuǎn)速感受機構(gòu):感受汽輪機轉(zhuǎn)速變化,并將其變換成位移變化或油壓變化的信號送至傳動放大機構(gòu)。按其原理分為機械式、液壓式、電子式三大類。 (2)傳動放大機構(gòu):放大轉(zhuǎn)速感應機構(gòu)的輸出信號,并將其傳遞給執(zhí)行機構(gòu)。 (3)執(zhí)行機構(gòu):通常由油動機、傳動機構(gòu)、調(diào)節(jié)汽門組成,根據(jù)傳動放大機構(gòu)的輸出信號,改變汽輪機的進汽量。 (4)反饋裝置:為保持調(diào)節(jié)的穩(wěn)定,調(diào)節(jié)系統(tǒng)必須設(shè)有反饋裝置,使某一機構(gòu)的輸出信號對輸

15、入信號進行反向調(diào)節(jié),這樣才能使調(diào)節(jié)過程穩(wěn)定。反饋一般有動態(tài)反饋和靜態(tài)反饋兩種。 液壓調(diào)節(jié)液壓調(diào)節(jié) 電液調(diào)節(jié)電液調(diào)節(jié) 電反饋的電調(diào)電反饋的電調(diào)節(jié)節(jié) 機械反饋的電調(diào)機械反饋的電調(diào)節(jié)節(jié) 感應機構(gòu) 飛錘、離心式油泵、波紋信號管 轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器等 轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器等 轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器等 放大機構(gòu)/運算機構(gòu) 壓力變換器 錯油門 CPU、調(diào)節(jié)滑閥 錯油門 CPU 錯油門 CPU 錯油門 執(zhí)行機構(gòu) 油動機、調(diào)節(jié)汽閥連桿 油動機、調(diào)節(jié)汽閥連桿 油動機、調(diào)節(jié)汽閥連桿 油動機、調(diào)節(jié)汽閥連桿 反饋機構(gòu) 杠桿、反饋套筒 反饋套筒、節(jié)流孔 位移傳感器 杠桿 熱電合供汽輪機熱電合供汽輪機 既驅(qū)動發(fā)電機發(fā)

16、電又向外界供熱的汽輪機稱為熱電合供汽輪機。與純凝汽式汽輪機相比,它可以避免或減少凝汽器中的熱能損失,因而有較高的熱經(jīng)濟性。熱電合供汽輪機主要有兩種型式: 背壓式汽輪機背壓式汽輪機:蒸汽在汽輪機內(nèi)作功后,以高出大氣壓力的壓力排出供工業(yè)或采暖用,不設(shè)凝汽裝置的汽輪機稱為背壓式汽輪機,這種汽輪機可以完全避免凝汽器中的熱損失。 抽汽式汽輪機抽汽式汽輪機:從某一個或兩個中間級后將作過功的部分蒸汽抽出,供工業(yè)或采暖用,其余的蒸汽仍進入凝汽器的汽輪機稱為抽汽式汽輪機。這種汽輪機向熱用戶提供的抽汽量和壓力能夠根據(jù)用戶的需要進行調(diào)節(jié),可以部分減少凝汽器中的熱損失。一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機的調(diào)節(jié)原理一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪

17、機的調(diào)節(jié)原理 一次抽汽式調(diào)節(jié)汽輪機的內(nèi)功率等于高、低壓(以抽汽節(jié)點劃分)級組產(chǎn)生的內(nèi)功率之和。在某一熱負荷情況下,如果改變進汽量可以得到不同的電功率;反之,對應于某一電負荷,調(diào)節(jié)進汽量也可以得到不同的抽汽量。也就是說,抽汽式汽輪機能同時滿足熱、電負荷的需要。 抽汽式汽輪機的熱、電比例約為(1-3):1,即抽汽式汽輪機的主要任務是發(fā)電,其次是供熱,因此抽汽式汽輪機的調(diào)節(jié)系統(tǒng)必須對轉(zhuǎn)速的變化和抽汽壓力的變化同樣敏感,既要保證轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定,又要保持抽汽壓力的穩(wěn)定,以保證熱、電的穩(wěn)定。 抽汽式汽輪機的顯著特點除抽汽口相鄰兩級的距離較大外,主要是增加了控制設(shè)備旋轉(zhuǎn)隔板和調(diào)壓器。 1.電負荷不變,熱負荷變化

18、電負荷不變,熱負荷變化 當電負荷不變,熱負荷增大時,抽汽室壓力降低,在調(diào)壓器作用下,開大高壓調(diào)節(jié)汽閥,增大進汽量以滿足熱負荷的需要。由于電負荷未變,進汽量的增大將會引起發(fā)電量過多,引起轉(zhuǎn)速或周波的變化,因此在開大高壓調(diào)節(jié)汽閥的同時,關(guān)小旋轉(zhuǎn)隔板,減少低壓缸的發(fā)電量,以抵消進汽量增加后在高壓缸中多發(fā)出的電量,從而維持電功率不變。 電負荷不變,熱負荷減少的原理與此相同,但動作過程相反。 2.熱負荷不變,電負荷變化熱負荷不變,電負荷變化 當熱負荷不變,電負荷增大時,調(diào)速器動作,高壓調(diào)節(jié)汽閥開大,增大進汽量,以滿足電負荷增長的需要,但熱負荷未變,為此必須同時開大旋轉(zhuǎn)隔板,使增加的蒸汽流入低壓缸作功發(fā)電

19、,以維持抽汽量不變。 電負荷增大,熱負荷不變的調(diào)節(jié)原理與此相同,動作過程相反。(3)油路圖及工作原理: 高壓: 低壓: 工作原理: 純凝工況:抽汽不投入,抽汽調(diào)壓器解除;二次節(jié)流旋塞關(guān)閉,低壓油動機全開。 電負荷轉(zhuǎn)速主油泵出口油壓P1壓力變換器滑閥上移,f2一次脈沖油壓P01 瞬間錯油門滑閥上移,油動機下腔室進油,上腔室回油,調(diào)節(jié)汽閥關(guān)小轉(zhuǎn)速 反饋:油動機上移反饋窗口 f3,當|f2|=|f3|,流量重新平衡,P01 回到平衡 f01 f02 f2 f1 f3 P2 P2 P1 P01 P2 P2 P1 P02 f03 狀態(tài),錯油門滑閥回到平衡位置,油動機靜止,調(diào)節(jié)系統(tǒng)平衡。 增加負荷:手搖同

20、步器(向下)壓力變換器滑閥下移,f2一次脈沖油壓P01瞬間錯油門滑閥下移,油動機上腔室進油,下腔室回油,調(diào)節(jié)汽閥開大負荷 反饋:油動機下移反饋窗口 f3,當|f2|=|f3|,流量重新平衡,P01 回到平衡狀態(tài),錯油門滑閥回到平衡位置,油動機靜止,調(diào)節(jié)系統(tǒng)平衡。 抽汽工況:特點:同時調(diào)整電負荷和熱負荷 增加負荷:手搖同步器(向下)壓力變換器滑閥下移,f2、f02一次脈沖油壓P01瞬間、二次脈沖油壓P02瞬間高低壓錯油門滑閥下移,高低壓油動機上腔室進油,下腔室回油,高低壓調(diào)節(jié)汽閥開大負荷 Q0 Q1 Q2 反饋:同上 對熱負荷的影響:高壓調(diào)節(jié)汽閥Q0,N1 低壓調(diào)節(jié)汽閥Q2,N2 因為:Q0=Q

21、1+Q2 (不考慮汽封漏汽等的影響) 當Q0=Q2 時,Q1 保持不變,即熱負荷維持不變 熱負荷波動對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求: 熱負荷抽汽壓力抽汽調(diào)壓器滑閥上移f3,f03一次脈沖油壓P01瞬間、二次脈沖油壓P02瞬間高壓錯油門滑閥上移,高壓油動機下腔室進油,上腔室回油,高壓調(diào)節(jié)汽閥關(guān)小;低壓錯油門滑閥下移,低壓油動機上腔室進油,下腔室回油,低壓調(diào)節(jié)汽閥開大熱負荷 對電負荷的影響:高壓調(diào)節(jié)汽閥Q0,N1 低壓調(diào)節(jié)汽閥Q2,N2 因為:N= N1+ N2 當 N1=N2時,N 保持不變,即電負荷維持不變 當然,由于計算和加工上的誤差,熱電互不干擾只是相對的,并非絕對的。 電液調(diào)節(jié)的原理及特點電液調(diào)節(jié)的原

22、理及特點 以轉(zhuǎn)速為信號的機械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)很難滿足電廠綜合自動控制的要求,因此二三十年前出現(xiàn)了電液調(diào)節(jié),該系統(tǒng)保留了液壓執(zhí)行元件,從測取信號開始,采用電子元件組成的調(diào)節(jié)器,尤其是固態(tài)集成電路出現(xiàn)后,使得自動化控制更加完善。電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有以下特點: (1)系統(tǒng)靈敏度高,穩(wěn)態(tài)精度高,動態(tài)響應快; (2)可采用各種調(diào)節(jié)規(guī)律;容易滿足各種運行方式; (3)容易綜合各種信號; (4)容易實現(xiàn)各種邏輯電路; (5)便于與計算機聯(lián)接,實現(xiàn)進一步自動化。 由于電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中大部分都采用了電子元件,靈敏度大為提高,所剩下的執(zhí)行元件油動機的靈敏度和動態(tài)響應速度的提高就顯得重要,另外,由于機組容量的增加,蒸汽參數(shù)

23、提高,目前均向高壓抗燃油方向發(fā)展,壓力可達13Mp,因此可大大減小油動機尺寸和油量,縮小油動機的時間常數(shù)(可達0.15s以下)。 電液調(diào)節(jié)能根據(jù)運行要求,組成功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng),二次自動調(diào)頻系統(tǒng),還能組成機、爐、電協(xié)調(diào)控制系統(tǒng),確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定。 電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本部套: 1.變送器 1.1轉(zhuǎn)速敏感元件磁阻發(fā)送器:將汽輪機的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成相應頻率的電壓信號,由永久磁鋼及位于磁鋼前端的鐵芯以及套在鐵芯上的線圈組成,當與汽輪機相聯(lián)的齒輪旋轉(zhuǎn)時,齒頂接近和離開鐵芯時,鐵芯中的磁力線發(fā)生增減,從而在線圈中感應出電動勢,該電動勢的頻率等于齒輪齒數(shù)乘以轉(zhuǎn)速。大功率汽輪機為何要采用功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng) 傳統(tǒng)的機械、液

24、壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一種速度調(diào)節(jié)系統(tǒng),它在并網(wǎng)的情況下能起到頻率調(diào)節(jié)作用(一次調(diào)頻)。改變同步器的位置,可以改變調(diào)節(jié)汽門的開度,因而改變汽輪機負荷,但這種調(diào)節(jié)機組功率的方法是有前提條件的,即某些如蒸汽參數(shù)、凝汽器真空的變化等干擾(簡稱內(nèi)擾),同樣會引起機組功率的改變,因此速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是沒有抗內(nèi)擾能力的。并網(wǎng)時即使同步器位置和外界負荷未變,由于內(nèi)擾的原因也會使機組負荷發(fā)生變化。 為此,我們在速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中引入功率信號,對機組功率實行自動控制,將機組功率自動維持在給定值上,這種調(diào)節(jié)稱為功率頻率調(diào)節(jié),簡稱功頻調(diào)節(jié),一般采用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)來實現(xiàn)。 電液調(diào)節(jié)是將一些非電量的被調(diào)參數(shù)利用變送器轉(zhuǎn)換成電量,經(jīng)綜合放

25、大后去推動液壓執(zhí)行機構(gòu)而起調(diào)節(jié)作用的系統(tǒng)。 電液調(diào)節(jié)的特點是發(fā)揮了電子裝置靈敏度高、非電量-電量轉(zhuǎn)換實現(xiàn)容易及綜合方便的特點,同時發(fā)揮了液壓執(zhí)行機構(gòu)工作能力大、體積小、動作迅速平穩(wěn)的特點,因而適合大功率中間再熱機組的功頻調(diào)節(jié)。汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線: 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線是在穩(wěn)定狀態(tài)下機組負荷與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線。 調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線應該是一條平滑下降的曲線,中間不應該有水平部分,曲線兩端應較陡。 如果中間有水平部分,運行時會引起負荷的自發(fā)擺動或不穩(wěn)定現(xiàn)象。 曲線左端較陡,主要是使汽輪機容易穩(wěn)定在一定的轉(zhuǎn)速下進行發(fā)電機的并列和解列。右端較陡是當電網(wǎng)頻率下降時,使汽輪機帶上的負荷較小,

26、防止汽輪機發(fā)生過負荷。汽輪機靜態(tài)特性曲線調(diào)節(jié)系統(tǒng)做靜態(tài)、動態(tài)特性曲線的目的: 調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性試驗的目的是測定調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線、速度變動率、遲緩率,全面了解調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作性能是否正確、可靠、靈活;分析調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生缺陷的原因,以便正確地消除缺陷。 調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性試驗的目的是測取甩負荷時轉(zhuǎn)速飛升曲線,以便正確地評價過渡過程的品質(zhì),改善調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)節(jié)品質(zhì)。汽輪機為什么必須有保護裝置? 為了保證汽輪機設(shè)備的安全,防止設(shè)備損壞事故的發(fā)生,除了要求調(diào)節(jié)系統(tǒng)動作可靠以外,還應該具有必要的保護裝置,以便當汽輪機遇到調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈或其它事故時,能及時動作,迅速停機,避免造成設(shè)備損壞等事故發(fā)生。 保護裝

27、置應特別可靠,并且汽輪機容量越大,造成事故的危害越大,因此對保護裝置的可靠性要求就越高。 從自動調(diào)節(jié)的角度來看,保護裝置也是一種自動調(diào)節(jié)裝置,與調(diào)節(jié)系統(tǒng)一樣,也由感受、放大、執(zhí)行機構(gòu)三部分組成,所不同的只是調(diào)節(jié)方式不一樣,調(diào)節(jié)系統(tǒng)是根據(jù)參數(shù)給定值進行跟蹤調(diào)節(jié),使運行參數(shù)始終維持在給定值附近;而保護裝置只有當保護參數(shù)大于給定值時,才使執(zhí)行機構(gòu)動作,其調(diào)節(jié)只有兩種形式,即全開或全關(guān),因此叫雙位調(diào)節(jié)。通常汽輪機保護裝置有以下幾項: (1)自動主汽門保護裝置動作后迅速切斷汽源,是保護裝置的執(zhí)行元件。 (2)超速保護裝置危急保安器、危急遮斷油門、電超速保護裝置、超速附加保護裝置。 (3)軸向位移保護裝置

28、當轉(zhuǎn)子的軸向推力過大,致使推力軸承烏金融化,轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生不允許的軸向位移,造成動靜摩擦,導致設(shè)備嚴重損壞,按感受元件結(jié)構(gòu)可分為機械式、液壓式、電氣式(“山”形鐵芯和線圈組成,初級、次級線圈)。 相對膨脹保護裝置設(shè)在低壓缸膨脹死點處,轉(zhuǎn)子和汽缸有各自的膨脹方向及數(shù)值,當在正負兩方向脹差超過限制數(shù)值時,會造成動靜摩擦,此時保護裝置動作,關(guān)閉主汽門和調(diào)節(jié)汽門,緊急停機。常用的有電氣式保護裝置。 低油壓保護裝置機組潤滑油油壓過低,將導致軸瓦潤滑油膜破壞,不但損壞軸瓦及軸頸,而且還會造成動靜摩擦等惡性事故。 低油壓保護裝置一般具備以下作用: (1)潤滑油壓低于正常要求數(shù)值時,首先發(fā)出信號,同提醒運行人員注意并采取必要措施。 (2)油壓繼續(xù)下降至某數(shù)值時,自動投入輔助油泵(交流、直流油泵) (3)此時如油壓繼續(xù)下降到某一數(shù)值應打閘停機,再低時停止盤車。 低真空保護裝置機組運行中真空降低,不僅會影響汽輪機的出力和降低熱經(jīng)濟性,而且還會因真空降低過多排汽溫度過高、軸向推力增加影響汽輪機安全。 當真空降低至一定數(shù)值時,發(fā)出報警信號,真空降低至規(guī)定的極限數(shù)值時,能自動停機,真空降至零,排汽缸產(chǎn)生正壓時,還會使安全門(大氣閥)動作,保護汽輪機免受損壞。

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