華北電力大學汽輪機原理課件第六章

1、汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)第一節(jié)汽輪機自動調(diào)節(jié)和保護的基本原理第二節(jié)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)第三節(jié)中間再熱式汽輪機的調(diào)節(jié)第四節(jié)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的試驗和調(diào)整第五節(jié)汽輪機功率電液調(diào)節(jié)第六節(jié)背壓式和抽汽式汽輪機的調(diào)節(jié) 自動調(diào)節(jié)的任務(wù)：當外界電負荷發(fā)生改變時，汽輪機轉(zhuǎn)速有一個很小的變化時，自動改變進汽量，使發(fā)出的功率與外界電負荷相適應(yīng)。并保證調(diào)節(jié)后的機組轉(zhuǎn)速的偏差不超過規(guī)定的范圍。自動調(diào)節(jié)的特性：如果外界電負荷增加（減少）時，汽輪機進氣量不應(yīng)做出相應(yīng)的增大（減?。?，那么汽輪機的 轉(zhuǎn)速將會減?。ɑ蛟龃螅允蛊啓C發(fā)電機組發(fā)出的電功率與外界電負荷相適應(yīng)，機組將在另一轉(zhuǎn)速下運行。汽輪機自動調(diào)節(jié)和保護的基本原理直接調(diào)節(jié)和間接調(diào)節(jié) 當外界負

2、荷發(fā)生變化時，調(diào)節(jié)汽門直接由調(diào)速器本身帶動，改變汽輪機的進汽量，使發(fā)出的功率與外界負荷相適應(yīng)，同時保證前后轉(zhuǎn)速偏差在允許范圍。有差調(diào)節(jié)和無差調(diào)節(jié): 當外界負荷變化時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)動作結(jié)束后，機組并不維持轉(zhuǎn)速不變，不同的負荷對應(yīng)不同的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，只是轉(zhuǎn)的變動較小，這種調(diào)節(jié)是有差調(diào)節(jié)。速度調(diào)節(jié)和功率調(diào)節(jié) 根據(jù)汽輪機的轉(zhuǎn)速來控制調(diào)節(jié)汽門的開度，稱為速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在穩(wěn)定狀態(tài)下，汽輪機的功率和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)曲線。速度不等率，汽輪機空負荷時所對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速時所對應(yīng)的最小轉(zhuǎn)速之差，與汽輪機額定轉(zhuǎn)速之比，稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動率，或稱為速度不等率，其表達式為： 對于尖峰負荷的機組，要求

3、其靜態(tài)特性曲線平一些好，即速度變動率應(yīng)小一些，以使機組能承擔較大的負荷變動，一般為3%4%。 對于帶基本負荷的機組，不希望機組負荷有較大的變動，要求靜態(tài)曲線陡一些，即速度變動率大一些，使機組的負荷變動變化較小，保持基本負荷，一般為4%6%。 對于一般機組而言，不是帶尖峰負荷，便是帶基本負荷，所以速度變動率一般在3%6%.%1000minmaxnnn遲緩率，在調(diào)節(jié)系統(tǒng)實驗時，升速過程和減速過程各有一根靜態(tài)曲線，不相重合，形成一條帶狀，它表示該調(diào)節(jié)系統(tǒng)阻力的大小，通常用調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率表示，n1,n2表示在機組同一功率下的最高和最低轉(zhuǎn)速，n0是汽輪機的額定轉(zhuǎn)速，那么遲緩率的表達式為: 汽輪機單機運

4、行，遲緩率引起機組的自振 汽輪機并列運行，遲緩率引起機組的功率的晃動一次調(diào)頻，汽輪機單機運行時，在額定功率運行時，機組在轉(zhuǎn)速為3000r/min下運行，當外界負荷增大時，汽輪機轉(zhuǎn)速降低，將不能維持在額定轉(zhuǎn)速下運行，電網(wǎng)頻率將降低，這稱為一次調(diào)頻。二次調(diào)頻，電網(wǎng)頻率不正常時，通過同步器平移靜態(tài)特性曲線，增加或減小機組功率，以恢復(fù)電網(wǎng)的正常頻率，這稱為二次調(diào)頻。平移調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線的裝置稱為同步器，其作用在于： 汽輪機單機運行時，可以確保機組在任何負荷下保持轉(zhuǎn)速不變 汽輪機在并列運行時，可以進行負荷在各機組建的重新分配，此時機組轉(zhuǎn)速不變。汽輪機運行對調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線的要求 特性曲線的形狀，

5、應(yīng)連續(xù)，平滑，不應(yīng)有跳躍或突變點。 同步器的調(diào)節(jié)范圍，最低位置下靜態(tài)曲線對應(yīng)的空負荷時的轉(zhuǎn)速為2850r/min，即處于額定轉(zhuǎn)速的-5%處；最高位置下靜態(tài)曲線所對應(yīng)的空負荷時的轉(zhuǎn)速為3210r/min，即處于額定轉(zhuǎn)速的+7%處。%100%1000021nnnnn對調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性的要求 穩(wěn)定性，汽輪機運行時，當受到擾動而離開原來的工況很快的過渡到新的穩(wěn)定工況，或擾動消除后恢復(fù)到原來的穩(wěn)定工況，這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 動態(tài)超調(diào)量，動態(tài)超調(diào)量可用下式表示： 靜態(tài)偏差值，汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，有差調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)偏差等于速度不等率。 過渡過程的調(diào)整時間，外界擾動作用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，從調(diào)節(jié)過程開始到被調(diào)量滿足

6、下不等式的最短時間稱為過渡過程的調(diào)整時間，用T表示: 振蕩次數(shù)，指調(diào)整時間內(nèi)的被調(diào)量振蕩次數(shù).調(diào)節(jié)對象對動態(tài)特性的影響 轉(zhuǎn)子飛升時間常數(shù)Ta 蒸汽容積時間常數(shù)Tv調(diào)節(jié)系統(tǒng)對動態(tài)特性的影響 速度變動率，當其值較大時，動態(tài)過程中的最高轉(zhuǎn)速及穩(wěn)定轉(zhuǎn)速均較高，靜態(tài)和動態(tài)偏差較大，同時，反饋率高，動態(tài)穩(wěn)定性好，調(diào)節(jié)過程是非周期的，或者振蕩的較快，動態(tài)超調(diào)量變小。 油動機時間常數(shù)Tm，表示在錯油門滑閥油口開度最大時，油動機活塞在最大進油量條件下走完工作行程所需的時間，它綜合反映了油動機的滯后時間和關(guān)閉時間。%100max)()(液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速感受元件 高速彈性調(diào)速器，它是一種轉(zhuǎn)速高，體積小，靈敏度高的機

7、械離心式調(diào)速器，其工作轉(zhuǎn)速為3000r/min，因此可和汽輪機主軸直接相連，不用配備減速器。 徑向鉆孔式脈沖泵，它是離心泵的一種，根據(jù)離心泵的原理，在油泵的出口阻力不變，泵的壓增（即進出口壓差）和油泵轉(zhuǎn)速的平方成正比，即其出口油壓為: 旋轉(zhuǎn)阻尼器，是液壓轉(zhuǎn)速感受元件的一種，其工作原理與脈沖泵相似，只是主油泵來的壓力油經(jīng)針形閥節(jié)流后的油壓大于旋轉(zhuǎn)阻尼器的壓頭，油由外向內(nèi)流。油動機 油動機的時間常數(shù)Tm，表示在滑閥油口開度最大時，油動機活塞在最大進油量條件下走完整個工作行程所需的時間，即:反饋機構(gòu) 機械反饋機構(gòu)，應(yīng)用旋轉(zhuǎn)阻尼器作轉(zhuǎn)速感受元件的調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用的是杠桿彈簧反饋系統(tǒng)，它屬于機械反饋系統(tǒng)。

8、液壓反饋機構(gòu)，高速彈性調(diào)速器和脈沖泵的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的控制油路都是液壓反饋系統(tǒng)，兩者的區(qū)別在于前者是改變的是進油窗口的面積，而后者改變的是排油窗口的面積，結(jié)果都是使控制油壓恢復(fù)到原穩(wěn)定值。201020102)()(nnppppmaxmaxQAmTmm機械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其工作原理是，當汽輪機轉(zhuǎn)速升高時，調(diào)速塊向右移動，其位移通過差動活塞位移帶動調(diào)速器滑閥也向右移動，調(diào)速器滑閥的位移使控制油壓下降，引起錯油門滑閥向下移動，壓力油經(jīng)油口進入油動機活塞上部，迫使油動機活塞向下移動，關(guān)小調(diào)節(jié)氣門，與此同時，油動機活塞桿上傾斜的反饋滑閥使反饋滑閥向右移動，控制油壓升高，錯油門滑閥又回到中間位置，當氣輪機轉(zhuǎn)速下降時，其動作原理相同。中間再熱式汽輪機的調(diào)節(jié)中間再熱式機組的應(yīng)用必然導致單元制，即一機配一爐。對于中間再熱式機組，由于中間再熱壓力是隨著機組功率