汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)2

1000MW汽輪機(jī)控制系統(tǒng)

主講人：趙素芬汽輪機(jī)控制的發(fā)展過程機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)液壓式控制系統(tǒng)（Mechanical-HydraulicControl，MHC）電氣液壓式（Electro-HydraulicControl，EHC）模擬式電氣液壓控制系統(tǒng)（AnalogElectric-HydraulicControl,AEH）數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DigitalElectro-HydraulicControl，DEH）汽輪機(jī)控制的內(nèi)容一個(gè)完善的汽輪機(jī)控制系統(tǒng)包括以下功能系統(tǒng)：一、監(jiān)視系統(tǒng)監(jiān)視系統(tǒng)能夠連續(xù)監(jiān)測汽輪機(jī)運(yùn)行中各參數(shù)的變化。屬于機(jī)械量的有：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、軸振動、軸承振動、轉(zhuǎn)子軸位移、脹差、汽缸熱膨脹、主軸晃度、油動機(jī)行程等；屬于熱工量的有：主（再）蒸汽壓力和溫度、凝汽器真空、調(diào)節(jié)級壓力、汽缸溫度、潤滑油壓、控制油壓、軸承溫度等。汽輪機(jī)的參數(shù)監(jiān)視通常由數(shù)字采集系統(tǒng)（DAS）實(shí)現(xiàn)，測量結(jié)果同時(shí)送往控制系統(tǒng)作為限制條件，送往保護(hù)系統(tǒng)作保護(hù)條件，送往順序控制系統(tǒng)作控制條件。二、保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的作用時(shí)，當(dāng)電網(wǎng)或汽輪機(jī)本身出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)裝置根據(jù)實(shí)際情況迅速動作，使汽輪機(jī)退出工作，以防止事故擴(kuò)大或造成設(shè)備損壞。大容量汽輪機(jī)的保護(hù)內(nèi)容有：超速保護(hù)、低油壓保護(hù)、軸位移保護(hù)脹差保護(hù)、低真空保護(hù)、振動保護(hù)等。三、控制系統(tǒng)汽輪機(jī)的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、功率控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)（如機(jī)前主汽壓力和再熱汽壓力控制）等。四、熱應(yīng)力在線監(jiān)視系統(tǒng)通常用建立模型的方法，通過測取汽輪機(jī)某些特定點(diǎn)的溫度值間接計(jì)算熱應(yīng)力值。熱應(yīng)力計(jì)算結(jié)果除用于監(jiān)視外，還可以對汽輪機(jī)升速率和變負(fù)荷率進(jìn)行校正。五、汽輪機(jī)自啟?？刂葡到y(tǒng)（AutomaticTurbineControl，ATC）原則上講汽輪機(jī)自啟停控制系統(tǒng)應(yīng)能完成從啟動準(zhǔn)備至帶滿負(fù)荷或者從正常運(yùn)行到停機(jī)的全部過程。六、液壓伺服系統(tǒng)液壓伺服系統(tǒng)包括汽輪機(jī)供油系統(tǒng)和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分。汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)一、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)：在外界負(fù)荷變化時(shí)，及時(shí)地調(diào)節(jié)汽輪機(jī)功率，以滿足用戶用電量變化的需要；保證汽輪發(fā)電機(jī)組的工作轉(zhuǎn)速在正常允許范圍之內(nèi)，保證供電質(zhì)量。二、負(fù)荷與轉(zhuǎn)速的關(guān)系：汽輪機(jī)受著兩個(gè)力矩的作用：蒸汽主力矩和電磁阻力矩。穩(wěn)定工況下，蒸汽主力矩等于電磁阻力矩。

負(fù)荷增加時(shí)，電磁阻力矩大于蒸汽主力矩，機(jī)組轉(zhuǎn)速下降；負(fù)荷減小，蒸汽主力矩大于電磁阻力矩，機(jī)組轉(zhuǎn)速增加。

因此調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)感受轉(zhuǎn)速的變化，并根據(jù)轉(zhuǎn)速變化改變調(diào)門開度，改變蒸汽流量，使蒸汽主力矩與電磁阻力矩重新達(dá)到新的平衡。液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)ABCp0泄油泄油間接調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖外界負(fù)荷減小轉(zhuǎn)速增加滑環(huán)上移滑閥上移油動機(jī)活塞下移調(diào)門開大滑閥下移至斷油位置組成：調(diào)速器錯(cuò)油門（滑閥）油動機(jī)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)的負(fù)反饋：錯(cuò)油門動作引起油動機(jī)動作，而油動機(jī)的動作又引起錯(cuò)油門向相反的方向動作。負(fù)反饋的作用：使調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性穩(wěn)定。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)：感受轉(zhuǎn)速的變化，并將轉(zhuǎn)速的變化轉(zhuǎn)變成其他物理量的變化。傳動放大機(jī)構(gòu)：對轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)的輸出信號進(jìn)行傳遞放大。配汽機(jī)構(gòu)：接受由轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)通過傳動放大機(jī)構(gòu)傳來的信號，并以此來改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量。給定值轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)配汽機(jī)構(gòu)汽輪機(jī)n(轉(zhuǎn)速)反饋機(jī)構(gòu)滑閥油動機(jī)負(fù)荷組成方框圖1、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性穩(wěn)定工況下，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速與功率之間的關(guān)系稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性。nP調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性2、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動率汽輪機(jī)空負(fù)荷時(shí)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速與滿負(fù)荷時(shí)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速之間的差值與額定轉(zhuǎn)速之比的百分?jǐn)?shù)稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動率。速度變動率對機(jī)組影響（1）對機(jī)組負(fù)荷分配的影響電網(wǎng)頻率變化時(shí)，速度變動率小的機(jī)組負(fù)荷改變量大。（2）對甩負(fù)荷超速的影響機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，速度變動率大的機(jī)組易超速。（3）對運(yùn)行穩(wěn)定性的影響電網(wǎng)頻率波動時(shí)，速度變動率小的機(jī)組負(fù)荷擺動量大一般速度變動率取δ=3%～6%3、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率在同一功率下，轉(zhuǎn)速上升過程的靜態(tài)特性曲線和轉(zhuǎn)速下降過程的靜態(tài)特性曲線之間的轉(zhuǎn)速差與額定轉(zhuǎn)速之比的百分?jǐn)?shù)稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率。ΔnPn遲緩率對機(jī)組的影響：遲緩率過大時(shí)：(1)單機(jī)運(yùn)行時(shí)，會引起轉(zhuǎn)速的擺動；在汽輪機(jī)并網(wǎng)前，轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定，并網(wǎng)困難。(3)當(dāng)發(fā)生甩負(fù)荷時(shí)，調(diào)速汽門動作遲緩，造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速飛升，致使機(jī)組超速。一般遲緩率不超過0.5%，新裝機(jī)組不超過0.2%(2)在汽輪機(jī)并網(wǎng)后，將會引起負(fù)荷的擺動。負(fù)荷擺動值為：調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線的合理形狀在空負(fù)荷及低負(fù)荷附近曲線要陡一些，便于機(jī)組并網(wǎng)以及低負(fù)荷暖機(jī)。nP在滿負(fù)荷附近要陡一些，當(dāng)電網(wǎng)頻率下降時(shí)，不會引起汽輪機(jī)過載，并有利于維持機(jī)組在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷附近運(yùn)行同步器一、同步器的作用1、同步器：人為平移調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性線的機(jī)構(gòu)。2、同步器的作用（1）單機(jī)運(yùn)行時(shí)，操作同步器可改變機(jī)組的轉(zhuǎn)速。（2）并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，操作同步器可改變機(jī)組的負(fù)荷，并調(diào)整電網(wǎng)頻率。3、同步器的類型平移傳動放大機(jī)構(gòu)靜特性線的同步器同步器實(shí)質(zhì)上是人為改變調(diào)門開度的機(jī)構(gòu)。4、同步器的工作范圍基本范圍：額定參數(shù)、額定電網(wǎng)頻率下機(jī)組能帶滿負(fù)荷，并能減負(fù)荷到零。（1）同步器的上限電網(wǎng)頻率下降時(shí)機(jī)組仍能帶滿負(fù)荷；主汽參數(shù)下降、排汽參數(shù)升高時(shí)機(jī)組仍能帶滿負(fù)荷。因此上限比額定轉(zhuǎn)速高7%。（速度變動率為5%）（2）同步器的下限電網(wǎng)頻率升高時(shí)機(jī)組仍能減負(fù)荷至零；主汽參數(shù)升高、排汽參數(shù)下降時(shí)機(jī)組仍能減負(fù)荷到零。因此下限比額定轉(zhuǎn)速低5%。因此常說同步器的工作范圍為（+7~-5）%n0電網(wǎng)調(diào)頻1、一次調(diào)頻當(dāng)電網(wǎng)頻率變化時(shí)，電網(wǎng)中各機(jī)組的調(diào)節(jié)系統(tǒng)按自身的靜態(tài)特性自動調(diào)節(jié)機(jī)組功率，以適應(yīng)外界負(fù)荷變化的過程。2、二次調(diào)頻人為來調(diào)節(jié)機(jī)組的負(fù)荷及電網(wǎng)頻率的過程。液調(diào)機(jī)組中是利用同步器完成。電調(diào)機(jī)組中則是通過改變給定值完成。

對于電液控制系統(tǒng)，靜態(tài)特性曲線的平移是通過附加給定信號來實(shí)現(xiàn)的。附加給定信號作用在測速元件上，他的作用是平移測速元件的靜態(tài)特性曲線，稱為轉(zhuǎn)速給定；附加給定值信號作用在測速元件后的綜合放大器上時(shí)，他的作用就是平移傳動放大機(jī)構(gòu)的靜態(tài)特曲線，稱為功率給定。nnPPP1P2n0n0’P1’P2’一號機(jī)二號機(jī)ΔP1ΔP2ΔP2液壓控制系統(tǒng)的動態(tài)特性動態(tài)特性：機(jī)組從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)過渡到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)過渡過程中的特性。研究目的：判別控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定，評價(jià)控制系統(tǒng)品質(zhì)以及分析影響動態(tài)特性的主要因素，以便提出改善控制系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的措施。研究甩負(fù)荷時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化的動態(tài)特性指標(biāo)具有典型的代表意義。一、描述動態(tài)特性的質(zhì)量指標(biāo)1、穩(wěn)定性：機(jī)組受到擾動后，經(jīng)過調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能在新的狀態(tài)下穩(wěn)定，或恢復(fù)到原來的狀態(tài)下穩(wěn)定，那么這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)便是穩(wěn)定的。2、超調(diào)量：機(jī)組甩負(fù)荷后，所達(dá)到的瞬時(shí)最高轉(zhuǎn)速與穩(wěn)定后的轉(zhuǎn)速之差。3、過渡時(shí)間：機(jī)組受到擾動后，從原來的穩(wěn)定狀態(tài)過渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)所需要的時(shí)間。機(jī)組甩全負(fù)荷的過渡過程時(shí)間，一般要求少于5～50秒。二、影響動態(tài)特性的主要因素1、轉(zhuǎn)子飛升時(shí)間Ta：轉(zhuǎn)子在額定功率時(shí)的額定主力矩作用下，轉(zhuǎn)速由零升高到額定轉(zhuǎn)速時(shí)所需要的時(shí)間。小功率機(jī)組：11～14s高壓機(jī)組為：7～10s再熱機(jī)組為：5～8s飛升時(shí)間Ta越小，動態(tài)超速的可能性越大。2、中間容積時(shí)間Trh：以額定流量將中間容積充滿額定工況下的蒸汽所需的時(shí)間。中間容積時(shí)間Trh越大，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速飛升越高。3、速度變動率δδ增大則甩負(fù)荷時(shí)最高轉(zhuǎn)速增高；δ減小甩負(fù)荷后瞬時(shí)最高轉(zhuǎn)速降低，但超調(diào)量卻增大，衰減慢，穩(wěn)定性差。要求3%<δ<6%4、油動機(jī)時(shí)間常數(shù)Tm指在錯(cuò)油門開度為最大、油壓差為額定值時(shí)，油動機(jī)活塞走完全行程所需要的時(shí)間。Tm越大，動態(tài)品質(zhì)越差。5、遲緩率遲緩率增大，超調(diào)量增大、過渡時(shí)間延長。再熱式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)一、中間再熱汽輪機(jī)調(diào)節(jié)帶來的新問題（一）采用單元制采用單元制對汽輪機(jī)調(diào)節(jié)帶來如下影響：1、減小了鍋爐蓄能利用的可能性（鍋爐熱慣性）負(fù)荷變化時(shí)，使鍋爐的出口壓力發(fā)生變化，所以不能適應(yīng)負(fù)荷迅速變化的需要，降低了機(jī)組參加一次調(diào)頻的能力；當(dāng)外界負(fù)荷大幅度增加時(shí)，鍋爐出口汽壓就大幅度下降，有可能產(chǎn)生“汽水共騰”，嚴(yán)重時(shí)可造成汽輪機(jī)進(jìn)水。2、在低負(fù)荷和空負(fù)荷下，機(jī)爐的配合問題及再熱器的保護(hù)問題。（二）中間再熱器的影響由于再熱機(jī)組有再熱器及其聯(lián)接管道構(gòu)成的龐大蒸汽容積，給中間再熱機(jī)組的調(diào)節(jié)帶來如下不利影響：1、功率變化滯延當(dāng)機(jī)組負(fù)荷增加時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)將調(diào)節(jié)閥開大，高壓缸功率增加，而中低壓缸功率則隨著再熱容積內(nèi)蒸汽壓力的逐漸升高而增加，然后，由于該壓力的提高，使高壓前后壓差有所減小，功率有所下降，因此，機(jī)組的總功率不是立即達(dá)到電網(wǎng)所要求的數(shù)值，是經(jīng)延遲后才達(dá)到，這種現(xiàn)象稱為功率的滯后。這就降低了中間再熱機(jī)組的負(fù)荷適應(yīng)性，也就是降低了機(jī)組參加一次調(diào)頻的能力。

Pt高壓缸功率中壓缸功率t0總功率2、增加了甩負(fù)荷時(shí)的動態(tài)超速汽輪機(jī)甩負(fù)荷后，即使進(jìn)汽閥完全關(guān)閉，中間再熱容積中所剩存的蒸汽仍能使汽輪機(jī)嚴(yán)重超速二、解決上述問題的方法（一）鍋爐熱慣性問題采用機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式（二）關(guān)于機(jī)爐的配合問題利用旁路的辦法來解決1、大旁路系統(tǒng)2、兩級小旁路系統(tǒng)3、一級大旁路加兩級小旁路（三）改善中間再熱汽輪機(jī)甩負(fù)荷性能及低負(fù)荷運(yùn)行問題1、設(shè)置中壓主汽閥及中壓調(diào)節(jié)閥中壓主汽閥：保護(hù)動作時(shí)和高壓主汽閥一起，同時(shí)切斷高、中壓缸的進(jìn)汽。中壓調(diào)節(jié)閥：低負(fù)荷時(shí)使低壓段和高壓段在任何穩(wěn)定工況下蒸汽流量基本一致；防止在甩負(fù)荷時(shí)過分超速。各閥開啟關(guān)系如下圖負(fù)荷開度100%旁路閥3、4中壓調(diào)節(jié)閥高壓調(diào)節(jié)閥030%100%機(jī)組閥門的開啟關(guān)系2、減小甩負(fù)荷下的動態(tài)超速措施機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，為防止轉(zhuǎn)速飛升，瞬時(shí)關(guān)閉高、中壓調(diào)門，轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常后，再將調(diào)節(jié)閥打開維持空負(fù)荷。（三）關(guān)于中間再熱汽輪機(jī)功率滯延問題為了提高機(jī)組對外界負(fù)荷的適應(yīng)性，機(jī)組采用過調(diào)節(jié)，即采用高壓缸過調(diào)來彌補(bǔ)中低壓缸的功率不足。高壓缸功率tt0總功率中壓缸功率P有校正時(shí)Pt高壓缸功率中壓缸功率t0總功率無校正時(shí)AEH調(diào)節(jié)原理測功單定單元測頻單元PID校正單元電液轉(zhuǎn)換器中壓油動機(jī)高壓油動機(jī)中壓主汽閥高壓主汽閥汽輪發(fā)電機(jī)-uP-un-up-un測功單元給定單元測頻單元PID校正單元電液轉(zhuǎn)換器中壓油動機(jī)高壓油動機(jī)中壓調(diào)節(jié)閥高壓調(diào)節(jié)閥汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)組成特點(diǎn)1、此系統(tǒng)為轉(zhuǎn)速、功率雙沖量調(diào)節(jié)。增加了機(jī)組的抗內(nèi)擾能力。(外界負(fù)荷變化為外擾，參數(shù)變化為內(nèi)擾）2、信號的測量、運(yùn)算采用電子元件，速度快、準(zhǔn)確性高，減小了系統(tǒng)的遲緩。3、執(zhí)行機(jī)構(gòu)依然采用液壓元件（錯(cuò)油門及油動機(jī)）。電液伺服閥實(shí)現(xiàn)了電信號和液壓信號之間的轉(zhuǎn)換。4、PID調(diào)節(jié)器為比例、積分、微分調(diào)節(jié)器。比例P：對信號起比例放大作用；積分I：輸出量比例于輸入量對時(shí)間的積分；輸入量為零時(shí)調(diào)節(jié)停止。微分D：當(dāng)有階躍輸入時(shí)，產(chǎn)生一瞬時(shí)變化量，而后消失。目的是使調(diào)節(jié)汽閥產(chǎn)生動態(tài)過調(diào)。調(diào)節(jié)原理分析：

調(diào)門開大，調(diào)門關(guān)小，調(diào)節(jié)結(jié)束。（1）單機(jī)運(yùn)行（功率回路不起作用）增大轉(zhuǎn)速給定，則調(diào)門開大；減小給定則調(diào)門關(guān)小。當(dāng)給定值與反饋值相等時(shí)，調(diào)節(jié)結(jié)束。此過程為無差調(diào)節(jié)。汽輪機(jī)的啟動升速、甩負(fù)荷過程就是如此。（2）并網(wǎng)運(yùn)行（電網(wǎng)頻率不變，轉(zhuǎn)速回路不起作用）增大功率給定，則調(diào)門開大；減小給定則調(diào)門關(guān)小。當(dāng)給定值與反饋值相等時(shí)，調(diào)節(jié)結(jié)束。此過程為無差調(diào)節(jié)。（3）一般工況例如：當(dāng)外界負(fù)荷增加時(shí)，電網(wǎng)頻率下降，調(diào)門開大，機(jī)組功率增加，，當(dāng)時(shí)調(diào)節(jié)過程結(jié)束。顯然，此過程為有差調(diào)節(jié)過程。由以上分析可知，電調(diào)系統(tǒng)中的給定單元，起液調(diào)系統(tǒng)中同步器的作用。隨著數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展，在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，用數(shù)字計(jì)算機(jī)代替了AEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的PID調(diào)節(jié)器，因而出現(xiàn)了如今的DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)。給定單元一、DEH調(diào)節(jié)原理DEH調(diào)節(jié)AD頻率采樣器DEH原理方框圖ADAD數(shù)字計(jì)算機(jī)DA電液伺服閥油動機(jī)汽輪機(jī)功率采樣器調(diào)節(jié)級壓力ADA/D為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。D/A為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量。電液伺服閥：將模擬電信號轉(zhuǎn)換成液壓信號。數(shù)字電液控制系統(tǒng)的方框圖φ＋－頻率校正伺服系統(tǒng)汽室壓力發(fā)電機(jī)功率電網(wǎng)壓力測量功率測量頻率測量PI1PI2k1k1k2k2pR－＋說明:該系統(tǒng)采用PI控制規(guī)律，是一種串級PI控制系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由內(nèi)回路和外回路組成，內(nèi)回路增強(qiáng)了控制過程的快速性，外回路則保證了輸出嚴(yán)格等于給定值；PI控制規(guī)律既保證了對系統(tǒng)信息的運(yùn)算處理和放大，積分作用又可以消除靜態(tài)偏差，實(shí)現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。系統(tǒng)的虛擬“開關(guān)”由軟件實(shí)現(xiàn)，K1和K2開關(guān)的指向可提供不同的運(yùn)行方式，即可按串級PI方式運(yùn)行，又可按單級PI方式運(yùn)行。系統(tǒng)中的外擾是負(fù)荷變化R，內(nèi)擾是蒸汽壓力變化p，給定值有轉(zhuǎn)速給定和功率給定。機(jī)組啟停或甩負(fù)荷時(shí)用轉(zhuǎn)速回路控制，并網(wǎng)運(yùn)行不參與調(diào)頻時(shí)用功率回路控制，參與調(diào)頻時(shí)用功率-頻率回路控制。各種控制系統(tǒng)的比較功頻模擬電液控制與液壓控制系統(tǒng)的比較：模擬電液控制系統(tǒng)的電氣部分，具有快速、準(zhǔn)確和靈敏度高的特點(diǎn)，系統(tǒng)的控制精確度高，遲緩率為0.1%，而一般的液壓控制系統(tǒng)，遲緩率則高達(dá)0.3%~0.5%；功頻模擬電液控制為多回路多變量控制系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的適應(yīng)外界負(fù)荷變化和抗內(nèi)擾能力，而液壓系統(tǒng)僅為單變量的比例控制系統(tǒng)，控制性能較差；功頻模擬電液控制的轉(zhuǎn)速或功率實(shí)際值，能準(zhǔn)確地等于給定值，靜態(tài)特性良好；在動態(tài)特性方面更為突出，機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，由于功率給定切除可以防止反調(diào)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3000rpm上，系統(tǒng)的動態(tài)升速比液壓控制系統(tǒng)減少一個(gè)轉(zhuǎn)速不等率，動態(tài)特性很好。功頻模擬電液控制可提供調(diào)頻、帶基本負(fù)荷和單向調(diào)頻等不同的運(yùn)行方式。5）功頻模擬電調(diào)中的電氣部分，便于比較、綜合各種信號，便于在線改變運(yùn)行方式和調(diào)節(jié)參數(shù)，便于參數(shù)調(diào)整和運(yùn)行檢修，便于機(jī)爐協(xié)調(diào)控制，有利于機(jī)組的自動化。數(shù)字電調(diào)和模擬電調(diào)的比較：1）用計(jì)算機(jī)取代了模擬電調(diào)中的電子硬件，特別是采用微處理機(jī)和使功能分散到各處理單元后，顯著提高了可靠性。2）計(jì)算機(jī)的運(yùn)算、邏輯判斷與處理功能特別強(qiáng)，除控制手段外，在數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)監(jiān)控、可靠性分析、性能診斷和運(yùn)行管理（參數(shù)與指標(biāo)顯示、指標(biāo)打印、報(bào)警、事故追憶和人機(jī)對話）等方面，可以得到充分發(fā)揮。3）調(diào)節(jié)品質(zhì)高。此外硬件采用了積木式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)擴(kuò)展靈活，維修測試方便；在冗余控制手段，保護(hù)措施嚴(yán)密等方面均比模擬電調(diào)有優(yōu)勢。4）利用計(jì)算機(jī)有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)組的協(xié)調(diào)控制、廠級控制以至優(yōu)化控制，這是模擬電調(diào)無論如何也不能相比的?？谷加图冸娬{(diào)控制系統(tǒng)與原液調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)差別（1）給定部分。取消同步器、啟動閥給定，改為DEH控制系統(tǒng)的操作員站、工程師站、遙控接口給定；（2）測量部分。取消液壓測速、改用磁阻測速，用功率變送器、壓力變送器測取功率和壓力。（3）控制器。采用多路PI控制器。（4）油動機(jī)。取消低壓雙側(cè)油動機(jī)，改為高壓單側(cè)油動機(jī)。（5）配汽機(jī)構(gòu)。采用一個(gè)油動機(jī)帶一個(gè)閥門驅(qū)動方式。法門管理由計(jì)算機(jī)完成，實(shí)現(xiàn)單閥、多閥控制。（6）超速保護(hù)。保留原有的機(jī)械危急遮斷系統(tǒng)，增加OPC-103超速控制，AST-110超速保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)OPC-AST-機(jī)械危急遮斷三重保護(hù)。二、電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)：1、采用電氣元件增加了調(diào)節(jié)系統(tǒng)的精度，減少了遲緩率。2、轉(zhuǎn)速和功率的實(shí)際值能準(zhǔn)確地等于給定值，靜態(tài)特性良好。3、在甩負(fù)荷時(shí)能迅速地將功率輸出返回零，系統(tǒng)進(jìn)入純轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，改善了動態(tài)超速（比液調(diào)系統(tǒng)減少了一個(gè)速度變動率的值）。3、可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的全程調(diào)節(jié)，控制汽輪機(jī)平穩(wěn)升速。（轉(zhuǎn)速控制精度為±2r/min)4、可按選定的靜態(tài)特性參與一次調(diào)頻，以、滿足機(jī)、爐、電網(wǎng)等多方面的要求。5、采用功率回路，具有抗內(nèi)擾及改善調(diào)頻動態(tài)特性的作用，可提高機(jī)組對負(fù)荷的適應(yīng)性。6、能方便地與機(jī)、爐、主控設(shè)備匹配，實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐、電集中自動控制三、DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成1、DEH控制器：DEH控制系統(tǒng)的核心，由模擬系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)組成。DEH控制器設(shè)有兩臺基本的計(jì)算機(jī)A和B，兩機(jī)完全相同，可實(shí)現(xiàn)無擾切換，另一臺計(jì)算機(jī)C作為自啟停用。計(jì)算機(jī)接受汽輪機(jī)的作為轉(zhuǎn)速與負(fù)荷控制的三個(gè)反饋信號：轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)級壓力、發(fā)電機(jī)功率，此外還有反映機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的其他信息。數(shù)字計(jì)算機(jī)將以上信號進(jìn)行運(yùn)算后發(fā)出指令，通過模擬系統(tǒng)設(shè)置模擬量的閥位信號。DEH控制器完成基本控制的數(shù)據(jù)采集、處理和運(yùn)算，發(fā)出流量請求指令，再經(jīng)閥門管理器轉(zhuǎn)換為閥門開度指令，每一個(gè)開度連續(xù)可控的進(jìn)汽閥都配置有一個(gè)信號放大器（VCC卡）2、操作系統(tǒng)（工作站）：是操作人員運(yùn)行監(jiān)視和操作的平臺，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話包括DEH控制盤、信號指示盤、CRT及打印機(jī)等。CRT（陰極射線顯示管）：在CRT上運(yùn)行人員可以觀察故障報(bào)警，掌握機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)。DEH控制盤（1）運(yùn)行監(jiān)視盤：向運(yùn)行人員提供機(jī)組的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、閥位等參數(shù)。（2）運(yùn)行人員控制盤：汽輪機(jī)的主控制盤，主要用于運(yùn)行人員向DEH控制系統(tǒng)傳遞指令。（3）手操控制盤（4）閥門試驗(yàn)盤3、EH液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)：由EH油系統(tǒng)和伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成EH油系統(tǒng)：向伺服機(jī)構(gòu)提供高壓抗燃油；伺服機(jī)構(gòu)：控制個(gè)閥門的開度。（由電液伺服閥和油動機(jī)組成）4、保護(hù)系統(tǒng)(EmergencyProtectionController,ETS)：

由自動停機(jī)跳閘(AST)電磁閥和超速防護(hù)(OverspeedProtectionController，OPC)電磁閥組成。AST電磁閥：保護(hù)動作時(shí)通過AST遮斷汽輪機(jī)。OPC電磁閥：轉(zhuǎn)速到103%額定轉(zhuǎn)速時(shí)暫時(shí)關(guān)閉調(diào)節(jié)閥以防超速。四、電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能1、汽輪機(jī)自動調(diào)節(jié)功能（1）系統(tǒng)設(shè)有轉(zhuǎn)速控制回路和負(fù)荷控制回路，轉(zhuǎn)速與負(fù)荷控制精度高。（2）啟動過程能自動迅速通過臨界轉(zhuǎn)速，并能自動同期。（通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，能自動改變升速率）（3）系統(tǒng)具有閥門管理功能。定壓運(yùn)行時(shí)，能在單閥控制和順序閥控制之間進(jìn)行互換，以保證機(jī)組獲得最大的效率。（4）閥門試驗(yàn)功能。對汽門進(jìn)行在線閥門試驗(yàn)。（5）主汽壓力控制功能（TPC)。可實(shí)現(xiàn)低汽壓保護(hù)及機(jī)調(diào)壓功能。（當(dāng)主汽壓力下降時(shí)，自動關(guān)小調(diào)門，限制機(jī)組負(fù)荷，以保證主汽壓力不低于允許值）（6）可根據(jù)電網(wǎng)要求，選擇調(diào)頻運(yùn)行方式或帶基本負(fù)合運(yùn)行方式。可根據(jù)需要，使機(jī)組參與一次調(diào)頻，不等率可以方便地由操作人員修改。通常情況下不參與一次調(diào)頻。2、汽輪機(jī)啟停和運(yùn)行中的監(jiān)視功能（1）工況監(jiān)視。通過CRT畫面顯示機(jī)組和系統(tǒng)的重要運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行曲線、潮流趨勢、故障報(bào)警點(diǎn)等；通過操作按鈕指示燈，表明操作人員進(jìn)行的操作是否有效；通過狀態(tài)指示燈反映DEH裝置工作情況及汽輪機(jī)運(yùn)行工作狀態(tài)。（2）越限報(bào)警。監(jiān)視系統(tǒng)定期對軸振、溫度狀態(tài)等易變量及設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行掃描監(jiān)視，當(dāng)重要參數(shù)越限時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號。（3）自動故障記錄，追憶打印。3、汽輪機(jī)的自動保護(hù)功能危急遮斷控制：當(dāng)保護(hù)值（轉(zhuǎn)速、軸位移、油壓、真空等）超限時(shí)，通過AST電磁閥自動關(guān)閉所有的主汽門和調(diào)門，實(shí)現(xiàn)停機(jī)。超速保護(hù)：103%超速防護(hù)和110%超速保護(hù)。（1）103%超速防護(hù)：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速3%時(shí)，迅速將調(diào)節(jié)汽門關(guān)閉，轉(zhuǎn)速下降后再開啟；（2）110%超速保護(hù)：當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速10%時(shí)，將所有主汽門和調(diào)節(jié)汽門關(guān)閉，進(jìn)行緊急停機(jī)，避免汽輪機(jī)損壞。（3）機(jī)械超速和手動脫扣：前者屬于超速的多重保護(hù)，既當(dāng)轉(zhuǎn)速高于110%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)；后者為保護(hù)系統(tǒng)不起作用時(shí)進(jìn)行手動停機(jī)。4、汽輪機(jī)自動控制(ATC)功能：控制系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)子應(yīng)力計(jì)算結(jié)果自動給出升速率或升負(fù)荷率，各階段的目標(biāo)值也是按順序自動給出。五、DEH的操作方式和運(yùn)行方式（一）操作方式1、手動：這是一種開環(huán)控制方式，操作員通過操作盤上的閥位增或閥位減按鈕，直接控制閥門開度。在計(jì)算機(jī)故障或運(yùn)行人員需要時(shí)，控制系統(tǒng)可由自動或操作員自動切換為手動。

2、操作員自動（OA)：操作員根據(jù)CRT給出的運(yùn)行指導(dǎo)，人工在控制臺上設(shè)定升速率、目標(biāo)轉(zhuǎn)速、升負(fù)荷率、目標(biāo)負(fù)荷3、自動汽輪機(jī)控制（程控方式）(ATC)（二）運(yùn)行方式1、爐跟機(jī)運(yùn)行：機(jī)組參加一次調(diào)頻，并投入主汽壓力控制功能。2、機(jī)跟爐運(yùn)行：由鍋爐調(diào)負(fù)荷，汽輪機(jī)調(diào)汽壓，機(jī)組不參加一次調(diào)頻。3、協(xié)調(diào)控制運(yùn)行方式（CCS）：DEH系統(tǒng)只投入轉(zhuǎn)速反饋回路，其負(fù)荷指令由CCS調(diào)度。

轉(zhuǎn)速控制回路（教材146）負(fù)荷控制回路（教材147）本機(jī)組EH液壓控制系統(tǒng)一、EH油系統(tǒng)作用：提供高壓抗燃油，以驅(qū)動液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，改變進(jìn)汽閥的開度,同時(shí)保證液壓油正常理化特性和運(yùn)行特性。本系統(tǒng)采用的抗燃油為：三芳基磷酸酯化學(xué)合成油，有輕微的毒性，其自燃點(diǎn)為593℃。EH供油系統(tǒng)由供油裝置、抗燃油再生裝置及油管路系統(tǒng)組成。（一）供油裝置1、組成：油箱、油泵、控制塊、濾油器、磁性過濾器、溢流閥、蓄能器、冷油器、油加熱器、液位計(jì)、溫控器、磁性過濾器、油再生裝置等組成。2、工作過程：由交流馬達(dá)驅(qū)動高壓柱塞泵，通過油泵吸入濾網(wǎng)將油箱中的抗燃油吸入，從油泵出口的油通過單向閥流入高壓蓄能器，和高壓蓄能器連接的高壓油母管將高壓抗燃油送到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)和危急遮斷系統(tǒng)。正常工作壓力設(shè)置在：11.0~15.0MPa系統(tǒng)整定壓力14MPa溢流閥：在高壓油母管壓力達(dá)到17±0.2MPa時(shí)動作，起到過壓保護(hù)作用。格執(zhí)行機(jī)構(gòu)的回油通過壓力回油管先經(jīng)過濾油器然后通過冷油器回至油箱。高壓油母管上的壓力開關(guān)能自動啟動備用油泵和對油壓偏離正常值時(shí)進(jìn)行報(bào)警提供信號。3、供油裝置的主要部件（1）油箱油箱為不銹鋼材料，油箱上裝有液位開關(guān)、磁性濾油器、空氣濾清器、控制塊組件等液壓元件；油箱底部外側(cè)安裝有一個(gè)加熱器，在油溫低于20℃時(shí)應(yīng)給加熱器通電。（2）油泵：高壓變量柱塞泵。一臺運(yùn)行一臺備用，布置在油箱的下部。（3）控制塊1）四個(gè)10微米的濾芯2）兩個(gè)單向閥裝在每個(gè)泵的出口側(cè)高壓油路中。3）一個(gè)溢流閥位于單向閥之后的高壓油路中，當(dāng)油壓高于設(shè)計(jì)值時(shí)，將油送回油箱，確保系統(tǒng)正常的工作壓力。4）兩個(gè)截止閥：正常全開，手動關(guān)閉其中的一個(gè)閥門，只隔離雙重泵系統(tǒng)中的一路，不影響機(jī)組的運(yùn)行，以便對該路的濾器、單向閥以及泵等進(jìn)行在線維修或更換。（4）蓄能器：一個(gè)高壓蓄能器裝在油箱旁邊，吸收泵出口壓力的高頻脈動分量，維持油壓平穩(wěn)。（5）兩個(gè)冷油器裝在油箱上，冷卻水量由冷卻水出口處的電磁水閥控制。（6）電器箱（ER端子箱）：電器箱內(nèi)裝有接線端子排及以下壓力開關(guān)組件：1）兩個(gè)壓差開關(guān)（63/MPF-1;63/MPF-2）：壓差達(dá)到0.55MPa時(shí)，觸點(diǎn)開關(guān)動作，已表示此濾芯被堵塞，需要清洗或調(diào)換。2）兩個(gè)壓差開關(guān)（63/MPC-1;63/MPC-2）感受1號及2號油泵的出口壓力，可作為監(jiān)視泵是否運(yùn)轉(zhuǎn)之用。3）一個(gè)壓力開關(guān)（63/PR）感受壓力回油管路中油壓過高，當(dāng)壓力增加到0.21MPa時(shí)，接點(diǎn)閉合，可提供報(bào)警信號。（說明回油濾網(wǎng)堵塞）4）兩個(gè)壓力開關(guān)（63/MP）感受到油系統(tǒng)的壓力過低信號，當(dāng)壓力低至11.2±0.2MPa時(shí)，接點(diǎn)閉合，提供啟動備用油泵信號。5）兩個(gè)壓力開關(guān)（63/HP）感受到油系統(tǒng)的壓力過高信號，當(dāng)壓力高至16.2±0.2MPa時(shí)，接點(diǎn)閉合，提供音響報(bào)警信號。6）兩個(gè)壓力開關(guān)（63/LP）感受到油系統(tǒng)的壓力過低信號，當(dāng)壓力低至11.2±0.2MPa時(shí)，接點(diǎn)閉合，提供音響報(bào)警信號。7）一個(gè)壓力傳感器（XD/EHP）將0~21MPa的壓力信號轉(zhuǎn)換成4~20mA的電流信號，此信號可以用作用戶的下列選擇性項(xiàng)目：驅(qū)動一個(gè)記錄儀；送到一個(gè)電廠計(jì)算機(jī)去，以監(jiān)視EH油壓；將信號送到一個(gè)裝在控制室中的傳感接收器（壓力指示器）8）一個(gè)電磁閥（20/MPT）可以對備用油泵起動開關(guān)進(jìn)行遙控試驗(yàn)。備用油泵起動開關(guān)的試驗(yàn)還可以通過打開現(xiàn)場的手動常閉閥來進(jìn)行試驗(yàn)。（試驗(yàn)過程不會影響母管油壓）9）一個(gè)壓力式溫度開關(guān)（23/EHR）整定在20℃。當(dāng)連鎖狀態(tài)時(shí)，油箱油溫低于25℃時(shí)，此溫度開關(guān)可提供控制加熱器通電的信號，油箱油溫低于20℃時(shí),對油箱加熱同時(shí)切斷主油泵電機(jī)電源,當(dāng)油箱油溫高于30℃時(shí)，停加熱器。（7）溫度控制回路：測溫開關(guān)20/CW來的信號控制繼電器，再由繼電器操作電磁水閥，當(dāng)油箱溫度超過上限值45℃時(shí)電磁水閥打開，冷卻水流過冷油器，當(dāng)油溫降到下限值37℃時(shí)電磁水閥關(guān)閉。（8）浮子形液位報(bào)警裝置：兩個(gè)浮子形液位報(bào)警裝置安裝在油箱頂部。當(dāng)夜為改變時(shí)，推動開關(guān)機(jī)構(gòu)，能報(bào)警高、低油位；并在極限低油位時(shí)，能提供信號使遮斷開關(guān)動作。（9）一個(gè)彈簧加載逆止閥：裝在壓力回油管路上，這樣可在濾油器或冷油器堵塞或回油壓力過高時(shí)，使回油直接通過該閥回到油箱。（10）回油過濾器5、抗燃油再生裝置抗燃油再生裝置是一種用來儲存吸附劑，使抗燃油得到再生的裝置（使油保持中性、去除水份等)。該裝置主要由硅藻土濾器和精密濾器（即波紋纖維濾器）等組成。兩者串聯(lián)。6、自循環(huán)冷卻系統(tǒng)確保在非正常工況（如環(huán)境溫度過高）下工作時(shí)，油箱油溫能控制在正常的工作溫度范圍內(nèi)。冷油泵可以由溫度開關(guān)23/CW控制，也可以由人工控制啟動或停止。二、EH液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)（一）概述1、高壓主汽門(TV)、高調(diào)門（GV）、中壓主汽門(RSV)、中壓調(diào)門（IV）2、四種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的共同特點(diǎn)（1）所有汽門的操作機(jī)構(gòu)都有各自單獨(dú)的油動機(jī)、隔絕閥、電液伺服閥和快速卸載閥；（2）所有油動機(jī)都是單側(cè)進(jìn)油油動機(jī)，開啟靠高壓抗燃油的動力，關(guān)閉依靠彈簧力。3、四種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的不同點(diǎn)（1）高壓主汽門和中壓主汽門為開關(guān)型閥門，不起調(diào)節(jié)作用。（2）高調(diào)門可根據(jù)運(yùn)行方式的不同要求，可以采用節(jié)流調(diào)節(jié)，也可以采用噴嘴調(diào)節(jié)。（3）中壓調(diào)門受調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制，根據(jù)不同負(fù)荷改變開度，但在30%負(fù)荷時(shí)，中壓調(diào)節(jié)汽門處于全開位置，不參與調(diào)節(jié)。（二）高、中壓調(diào)門伺服機(jī)構(gòu)（控制型）控制型執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以將汽閥控制在任意的中間位置上，調(diào)節(jié)進(jìn)汽量以適應(yīng)需要。1、工作原理經(jīng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算處理后的閥位指令信號經(jīng)過伺服放大后，在電液轉(zhuǎn)換器中將電器信號轉(zhuǎn)換成液壓信號，使高壓油進(jìn)入（或泄出）油動機(jī)的下腔室，從而開大（或關(guān)小）汽閥。當(dāng)油動機(jī)活塞移動式，同時(shí)帶動線性位移傳感器，將油動機(jī)的機(jī)械位移信號轉(zhuǎn)換成電器信號，作為負(fù)反饋信號與計(jì)算寄送來的信號相加，當(dāng)兩者相加為零時(shí)，伺服放大器輸入為零，伺服閥回到中間位置，切斷高壓有通往油動機(jī)的油路，汽閥停止移動。2、快速卸載閥：在汽輪機(jī)發(fā)生故障需要迅速停機(jī)時(shí)，安全系統(tǒng)動作，使危機(jī)遮斷油失去，卸載閥快速打開，迅速泄去油動機(jī)活塞下腔室中壓力油，在彈簧力作用下迅速關(guān)閉相應(yīng)的閥門。3、隔離閥：關(guān)閉隔離閥可以在汽輪機(jī)運(yùn)行條件下停用此路汽閥，以便更換濾網(wǎng)、檢修或調(diào)整伺服閥、卸載閥和油動機(jī)等。4、濾網(wǎng)（過濾精度為10微米）5、伺服閥：將開大或關(guān)小閥門的電氣信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤盒盘?，控制油動機(jī)的進(jìn)油或泄油使其產(chǎn)生位移。6、逆止閥（1）危急遮斷油總管上的逆止閥：該執(zhí)行機(jī)構(gòu)檢修時(shí)，阻止危急遮斷油母管上的油倒流回到油動機(jī)；（2）回油母管上的逆止閥：阻止回油管里的油倒流到處于檢修的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中。（二）高、中壓主汽門執(zhí)行機(jī)構(gòu)（開關(guān)型閥門）1、工作原理2、組成部件（1）隔絕閥（2）節(jié)流孔板：其作用之一是開門時(shí)使汽閥緩慢開啟，避免沖擊；二是在危急遮斷系統(tǒng)動作時(shí)，避免大量的高壓油又自隔絕閥涌入，而造成汽門的關(guān)閉速度減慢。（3）快速卸載閥（4）二位二通電磁閥（常閉型），通電打開，主要用作蒸汽閥門的松動試驗(yàn)。本機(jī)組潤滑油系統(tǒng)一、潤滑油供油系統(tǒng)1、供油系統(tǒng)的類型(1)集裝供油系統(tǒng)：系統(tǒng)回油作為外管，