汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)培訓(xùn)資料

不同類型的汽輪機(jī)組，要有不同類型或不同結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)去適應(yīng)其工況要求，但它們都要達(dá)到一些基本要求就是：

1）在正常參數(shù)下，當(dāng)主汽閥全開時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能維持機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定的運(yùn)行。這一要求，是為防止機(jī)組在甩負(fù)荷后嚴(yán)重超速，以便機(jī)組并列和解列而提出的。2）機(jī)組運(yùn)行中負(fù)荷的擺動(dòng)，應(yīng)在允許范圍內(nèi)。當(dāng)運(yùn)行方式改變時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能保證從這一運(yùn)行方式平穩(wěn)地過渡到另一運(yùn)行方式，而不能有較大或較長(zhǎng)時(shí)間的不穩(wěn)定狀態(tài)，這一要求就是要保證汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的任何工況下都能穩(wěn)定的運(yùn)行。3）在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，機(jī)組能在高頻率、低參數(shù)情況下帶滿負(fù)荷。這就要求調(diào)節(jié)系統(tǒng)各部套的工作范圍（如行程、油壓等）有一定的裕度。4）當(dāng)機(jī)組突然甩負(fù)荷至零時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能將機(jī)組轉(zhuǎn)速控制在危急保安器動(dòng)作轉(zhuǎn)速以內(nèi)。這是因?yàn)?，如果機(jī)組甩負(fù)荷后保安器動(dòng)作，再啟動(dòng)時(shí)要增加操作，這不利于系統(tǒng)在事故后迅速恢復(fù)。

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)原理就是，汽輪發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)發(fā)出的主力矩和發(fā)電機(jī)擔(dān)負(fù)的反力矩間是相互平衡的。當(dāng)發(fā)電機(jī)的反力矩增大時(shí)，如果汽輪機(jī)的進(jìn)汽量不變，則汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速就要降低；當(dāng)發(fā)電機(jī)的反力矩減小時(shí)，若汽輪機(jī)不改變進(jìn)汽量，則汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速就要升高。汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)原理，就是以汽輪機(jī)主力矩和發(fā)電機(jī)反力矩失衡時(shí)轉(zhuǎn)速的變化為脈沖信號(hào)，去控制汽輪機(jī)的進(jìn)汽量，從而保證在新工況下，汽輪機(jī)的主力矩和發(fā)電機(jī)的反力矩重新平衡，并維持汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速基本不變。

汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般由感應(yīng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和定值機(jī)構(gòu)組成。其中感應(yīng)機(jī)構(gòu)接受調(diào)節(jié)信號(hào)的變化，并將其轉(zhuǎn)換為可傳遞的信號(hào)。采用轉(zhuǎn)速變化為調(diào)節(jié)信號(hào)時(shí)，感應(yīng)機(jī)構(gòu)稱為調(diào)速器。傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)將感應(yīng)機(jī)構(gòu)送來的調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行幅值放大和功率放大，并進(jìn)行綜合處理，傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥和操縱機(jī)構(gòu)，也稱配汽機(jī)構(gòu)。它根據(jù)調(diào)節(jié)信號(hào)，改變調(diào)節(jié)閥的開度，使機(jī)組功率相應(yīng)變化。定值機(jī)構(gòu)即同步器，對(duì)于電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)即轉(zhuǎn)速給定和功率給定。它通過手動(dòng)產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào)，也送入傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)，以改變進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥的開度。

供熱式汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)分為調(diào)速和調(diào)壓兩部分。調(diào)速部分參加調(diào)節(jié)是有一個(gè)特點(diǎn)：當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用,使汽輪機(jī)的進(jìn)汽量增加，從而使發(fā)電機(jī)的負(fù)荷增加。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速變化與功率之間有一定的單值對(duì)應(yīng)關(guān)系。這一關(guān)系曲線稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線。靜態(tài)特性的好壞直接影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作的好壞，影響汽輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。速度變動(dòng)率和遲緩率是影響靜態(tài)特性好壞的主要參數(shù)。

1、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動(dòng)率

由右圖可以看出：

汽輪機(jī)在負(fù)荷P0=0時(shí)（空負(fù)荷）具有最大轉(zhuǎn)速n2,而在額定負(fù)荷Pe時(shí)具有最低轉(zhuǎn)速n1。兩個(gè)轉(zhuǎn)速之差與汽輪機(jī)平均轉(zhuǎn)速之比的百分?jǐn)?shù)，稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動(dòng)率。由于發(fā)電機(jī)經(jīng)常在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，為方便期間一般都采用額定轉(zhuǎn)速代替平均轉(zhuǎn)速?？梢?，速度變動(dòng)率就相當(dāng)于汽輪機(jī)從空負(fù)荷至額定負(fù)荷的速度變化率。其一般值為3%～6%，常用值為4%～5%。速度變動(dòng)率越大，單位負(fù)荷引起的轉(zhuǎn)速變化也越大，或說速度變動(dòng)率越大，轉(zhuǎn)速變化引起的負(fù)荷變化越小。對(duì)一臺(tái)汽輪機(jī)而言，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與速度變動(dòng)率有很大的關(guān)系。速度變動(dòng)率打者，系統(tǒng)頻率變化時(shí)負(fù)荷擺動(dòng)小，這臺(tái)汽輪機(jī)穩(wěn)定性就好；反之，穩(wěn)定型就差。因此，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動(dòng)率一般不應(yīng)小于3%。

2、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率

由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的感應(yīng)機(jī)構(gòu)、放大機(jī)構(gòu)、配汽機(jī)構(gòu)等存在一定的摩擦阻力，使升降負(fù)荷方向的特性曲線不重合。如下圖所示，在同一負(fù)荷下對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速有一個(gè)差值，在同一轉(zhuǎn)速時(shí)對(duì)應(yīng)的負(fù)荷也不同，存在一個(gè)差值破壞了轉(zhuǎn)速與負(fù)荷間的單值對(duì)應(yīng)關(guān)系。把由于遲緩而造成的統(tǒng)一負(fù)荷下的轉(zhuǎn)速差與額定轉(zhuǎn)速之比的百分?jǐn)?shù)叫做調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率，或不靈敏度。遲緩率的存在不利于汽輪機(jī)的運(yùn)行，手動(dòng)調(diào)節(jié)電負(fù)荷時(shí)容易造成超速，自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，頻率稍有變化會(huì)造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)，同時(shí)惡化了甩負(fù)荷時(shí)的穩(wěn)定性，造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速額外升高。造成遲緩率過大的原因是多方面的。在運(yùn)行和檢修方面的原因主要是：檢修質(zhì)量不佳；隨動(dòng)滑閥、壓力變換器滑閥、調(diào)速汽閥、油動(dòng)活塞等間隙過小；滑閥體有毛刺或清掃不干凈；壓力變換器支點(diǎn)不正；彈簧與側(cè)壁發(fā)生摩擦；以及運(yùn)行中油中含水，滑閥、套筒被腐蝕，油中含有雜質(zhì)，凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑情況不良等。因此，在設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢修中要把住調(diào)節(jié)系統(tǒng)諸元件的質(zhì)量關(guān)，在運(yùn)行中加強(qiáng)維護(hù)，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率降低到一定限度。

3、速度變動(dòng)率與遲緩率之間的關(guān)系

調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率對(duì)調(diào)節(jié)的質(zhì)量有關(guān)。在運(yùn)行中，機(jī)組負(fù)荷的擺動(dòng)值與調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率成正比，與調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動(dòng)率成反比。遲緩率的不良影響是