汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)教學(xué)提綱

汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(xìtǒng)泰能熱電有限公司(yǒuxiànɡōnɡsī)第一頁，共29頁。汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(xìtǒng)培訓(xùn)教程第一章調(diào)節(jié)系統(tǒng)(xìtǒng)的特性第二章調(diào)節(jié)(tiáojié)系統(tǒng)各設(shè)備動作原理第二頁，共29頁。第一章調(diào)節(jié)(tiáojié)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。2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(wéichí)在額定值左右。第三頁，共29頁。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，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(wěndìng)，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)。第四頁，共29頁。二、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)(tiáojié)系統(tǒng)的組成（一）直接調(diào)節(jié)(tiáojié)（二）間接調(diào)節(jié)(tiáojié)蒸汽流量(liúliàng)變化負(fù)荷(fùhè)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)第五頁，共29頁。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)(duìyìng)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)(xìtǒng)的靜態(tài)特性曲線可以近似地看做直線第六頁，共29頁。一、調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線地繪制(huìzhì)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(huìzhì):npX(或p1)m第七頁，共29頁。二、速度(sùdù)變動率和遲緩率（一）速度(sùdù)變動率npnmaxnmin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?。核俣茸儎勇试酱?，反映在靜態(tài)特性(tèxìng)上越陡；反之靜態(tài)特性(tèxìng)曲線越平。速度變動率：單機(jī)運(yùn)行(yùnxíng)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)速的之比第八頁，共29頁。（二）遲緩(chíhuǎn)率△n遲緩率：同一負(fù)荷(fùhè)下，可能的最大轉(zhuǎn)速變動△n與額定轉(zhuǎn)速之比。第九頁，共29頁。遲緩率對汽輪機(jī)的正常運(yùn)行是十分不利的，因為它延長了汽輪機(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(yǐzhì)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)。第十頁，共29頁。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(cóngér)引起電網(wǎng)中各機(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?！鱪△p1△p2第十一頁，共29頁。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??；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(jiǎnshǎo)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。第十二頁，共29頁。（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ε（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。δn0Εn0△pppΕn0=（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ε（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。δn0Εn0△ppp△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ε（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。δn0Εn0△pppppδn0△p=δΕpn第十三頁，共29頁。第五節(jié)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性(tèxìng)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(chíhuǎn)率遲緩(chíhuǎn)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。第十四頁，共29頁。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(xiànxiàng)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。第十五頁，共29頁。第二章調(diào)節(jié)系統(tǒng)(xìtǒng)各設(shè)備動作原理第十六頁，共29頁。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(zhǔzhóu)（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(yóubèng)的作用第十七頁，共29頁。錯油門(yóumén)、油動機(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(fǎnkuì)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。第十八頁，共29頁。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)(tiáojié)負(fù)荷。加負(fù)荷，是使同步器芯桿下移的過程。同步器同步器改變汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為：-5%——7%x額定(édìng)轉(zhuǎn)速其中：-5%x額定(édìng)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(édìng)值一定范圍時，使機(jī)組能減掉全負(fù)荷；7%x額定(édìng)轉(zhuǎn)速，上限富裕行程，電網(wǎng)頻率高，新汽規(guī)范低時，仍能帶滿負(fù)荷第十九頁，共29頁。壓力(yālì)變換器正常運(yùn)行時，脈沖油25→26“連續(xù)(liánxù)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(guānxì)，；兩種只能投運(yùn)一種。第二十頁，共29頁。四通閥主油泵未正常運(yùn)行時，汽輪(qìlún)油泵提供壓力油：此時，24--2122主油泵(yóubèng)正常運(yùn)行時：此時，23--212224第二十一頁，共29頁。軸向位移(wèiyí)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(zhèngcháng)運(yùn)行時，1--23經(jīng)油室I進(jìn)入(jìnrù)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：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異常動作壓力為0.245MPa第二十二頁，共29頁。危急(wēijí)遮斷油門正常運(yùn)行時，5-6，壓力油經(jīng)過(jīngguò)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。第二十三頁，共29頁。磁力(cílì)斷路油門正常運(yùn)行(yùnxíng)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(diàncí)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。第二十四頁，共29頁。主汽門(qìmén)在掛閘后，壓力油通過A油孔進(jìn)入(jìnrù)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。第二十五頁，共29頁。調(diào)壓器投調(diào)壓器時，需要同步器在空負(fù)荷位置，壓力(yālì)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(yālì)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(yālì)上升。第二十六頁，共29頁。汽輪(qìlún)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(zhēnɡqì)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。第二十七頁，共29頁。三，注油器注油器結(jié)構(gòu)如圖所示，它是