第六章 汽轮机调节系统

1、第六章 汽轮机调节系统 岭南现代高级技工学校 第六章、汽轮机调节系统 第一节、汽轮机调节的任务 第二节、典型液压调节系统简介 调节系统的特性 中间再热式汽轮机的调节 第三节、功频电液调节系统 第四节、DEH系统简介 第五节、DEH的主要部件 第六节、汽轮机的保护装置 第七节、汽轮机的供油系统 第一节、汽轮机调节的任务第一节、汽轮机调节的任务 供电品质：电压，频率 频率的稳定取决于原动机出力和电网负载的平 衡。 维持频率的稳定要求：原动机出力负载 汽轮机出力在运行中必须能根据负载要求进行 调整。 一、汽轮机调节的任务一、汽轮机调节的任务 电网的电压调节 发电机的励磁系统 电网的频率调节 汽轮机的

2、调节系统 汽轮机的调节系统以机组转速为调节对象， 习惯上称为：调速系统 旋转 方向 汽轮机 发电机 E T t T 汽轮机蒸汽产 生的原动力矩 摩擦力矩 f T 转子的电磁 阻力矩 力矩的变化 驱动力矩 汽轮机结构、转速一定时，进汽量或整机理想焓降增 加，驱动力矩增大 电磁阻力矩 发电机电磁阻力矩随定子电流增大而增大。 在励磁电流不变时，定子电流随外界负荷和转子转速 增加而增加 即：电磁阻力矩随外界负荷和转子转速增加而增大 摩擦阻力矩 随转子转速的增加而增大 电能不能大量储存，火电厂发出的电力必须随时满足用户要求，即 在数量、质量要求同时满足用户要求。 （1）数量要求：用户对发电量的要求。这就

3、是要求电力负荷根据用户 要求来调整发电大小，以满足用户要求。 （2）供电质量要求：供电质量就是指频率和电压。其中，电压可以通 过变压器解决。电网频率则直接取决于汽轮机的转速。转速高则频率 高，转速低则频率低。因此汽轮机必须具备调速系统，以保证汽轮发 电机组根据用户要求，供给所需电力，并保证电网频率稳定在一定范 围之内。 （3）火电厂自身安全的需要：汽轮发电机组工作时， 转子、叶轮、 叶片等承受很大的离心力，而且离心力与转速的平方成正比。转速增 加，离心力将迅速增加。当转速超过一定限度时就会使部件破坏，出 大事故。 汽轮机自动调节系统的意义 （1）及时调整汽轮机的内功率，满足用户足够的电力（数量

4、、 质量）； （2）保证汽轮发电机组始终在额定转速左右运行，不超过允许分范围。 （3）除了调速系统之外，汽轮机组还必须具有保护系统（超 速保护、轴向 位移保护等）。 自动调节系统的任务 3.6 mac ti i D h P 汽轮机内效率主要取决于通流部分结构 的完善，在高负荷运行时变化不大； 定压运行时理想焓降为常数； 定压运行调节功率 调节蒸汽流量 滑压运行调节功率 改变主蒸汽压力及调节流量 二、汽轮机控制系统的发展二、汽轮机控制系统的发展 组成组成: : 离 心 飞 锤离 心 飞 锤 , , 油 动 机油 动 机 , , 错 油 门 、错 油 门 、 阀门等。阀门等。 缺点缺点: : 迟缓

5、大迟缓大, ,响应速度低响应速度低, ,故障几率高。故障几率高。 组成组成: : 模拟电路模拟电路, ,电液转换器电液转换器, , 油动机、阀门等。油动机、阀门等。 特点特点: : 迟缓较小迟缓较小, ,可调性较好可调性较好 组成组成: : 数字控制器数字控制器, ,电液转换器及油动机电液转换器及油动机, , 阀门等阀门等 特点特点: : 迟缓小迟缓小, ,控制灵活控制灵活, ,精度高精度高 第第三代 数字电液控制系统(DEH) 国产100MW及以下机组都是采用液压调节系统。 国产200MW机配备有液压调节系统和功率-频率电液调节系统，二者可互相 切换。 国产300MW、600MW大型汽轮机都

6、普遍采用数字电液调节系统。 汽轮机数字电液调节系统DEH（Digital Electro-Hydraulic Control System ），包括计算机计算机系统和高压抗燃油高压抗燃油系统，属于离散控制。考虑 压力、功率、频率等多种信号，实现较强的综合、判断和逻辑处理，是 较为完善的调节系统。 采用DEH控制可以提高高、中压调门的控制精度，为实现CCS协调控制 及提高整个机组的控制水平提供了基本保障，更有利于汽轮机的运行。 使得汽轮机调节系统有关部套尺寸小、结构紧凑、调节质量大大提高。 数字电液调节系统 汽轮机 自动主汽门 调节汽门 调节系统 功率给定 转速给定 汽压给定 第二节：汽轮机液压

7、调第二节：汽轮机液压调 节系统节系统 调速器 直接调节的原理图 齿轮 调节汽门 滑环 泄油口 泄油口 压力油 错油门 油动机 调节汽门 调速器 间接调节的原理图 机械液压调节系统 负荷降低 转速升高 油动机活塞下降 滑环向上 离心飞锤向外 油动机活塞上部进油 调节汽门关闭 错油门活塞上升 负荷满足需要 汽轮机调速系统的基本原理 一 简单的汽轮机自动调速系统 1 主要部件：调速器，滑阀（错油门），油动机，调节阀。 2 油路：高压油，排油。 3 工作原理 当外界负荷N减少，机组转速n升高，调速器飞锤向外扩张，滑环上移，杠 杆ABC以C点为支点带动滑阀B点上移，高压油通过滑阀油口进入油动机上 油室，

8、油动机下油室与排油相通，活塞下移，关小调节阀，减小进汽量， 机组功率减小。 同时，杠杆以A点为支点带动滑阀B点下移，滑阀回中，切断窗口，高压油 停止流动。调速系统达到新的平衡状态。 当外界负荷N增加时，机组转速n下降，调速系统各部套调节过程相同，而 动作方向相反。 二、液压调节系统的基本结构二、液压调节系统的基本结构 汽轮机的型式很多，不同型式的机组所采用的调节系统也各有特点， 例如具有高速弹性调速器的液压调节系统、径向泵液压调节系统、 旋转阻尼液压调节系统等。 一、转速感受机构 转速感受机构是将速度信号转变为一次控制信号的元件。在汽轮机调 节保护系统中，转速感受机构主要有离心式和电磁式两类。

9、在离心式 中有机械式和液压式两种，其中机械式有高速弹性调速器和飞锤或飞 环式超速危急保安器；液压式中有径向钻孔脉冲泵和旋转阻尼器两种 。 二、阀位控制机构（传动放大机构） 对不同的转速感受机构，与之配套的中间放大器的型式是不同的，主 要有压力控制式和流量控制式两种。液压调节系统中常用的有随动滑 阀、碟阀和压力变换器等中间放大元件。 系统组成 油动机油动机，又称液压伺服马达，是汽轮机调节系统中驱动调节汽门的执 行机构。它能自动、连续、精确地复现来自中间放大环节输入信号的 变化规律，使调节汽门的开度达到并保持在预定的控制状态。油动机 具有惯性小、驱动力大、动作快、能耗低的突出优点，这是目前电磁 式

10、驱动机构不可比拟的。 油动机是一个典型的反馈控制位置随动系统。 油动机原理图 三、配汽机构 配汽机构是将油动机活塞的行程转变为汽轮机的进汽量，起到放大 油动机的驱动力、校正行程一流量特性的作用。配汽机构是由配汽 传动机构(或称操纵机构)和调节汽门两部分组成。 调节汽门的结构 1 调节汽门 调节汽门，或称调节阀，简 称调门，通过改变升程调节 进入汽轮机的蒸汽量。对调 节汽门，要求有良好的空气 动力学特性和升程一流量特 性，流动损失小，流场稳定 ，开启的提升力平稳变化且 尽可能小。调节汽门有多种 型式，但球面型线应用最广 ，它是由门芯(阀碟)、门座( 阀座)、门杆(阀杆)等组成。 2 配汽传动机构

11、 配汽传动机构，或称汽门操纵机构，是将油动机活塞行程转变 为调节汽门的升程。对喷嘴调节汽轮机，多个调节汽门按顺序 依次开启，因此配汽传动机构还起到行程流量校正作用。 配汽传动机构主要有提板式、凸轮式或楔形斜面式、杠杆式等 。对于小型机组，主要采用结构较为简单的提板式。对大型机 组，特别是数字电液调节系统，通常单个油动机带动单个调节 汽门，其传动机构采用杠杆式。 三、液压调节系统静态特性三、液压调节系统静态特性 （一）静态特性（一）静态特性：调节系统是根 据转速偏差信号n来动作的，通 过调节系统的动作来改变调节气 门的开度，功率相应改变，系统 稳定在新的状态下。也就是说， 调节结果并不使转速恢复

12、原稳定 值，而存在一定的稳态偏差，这 种调节特性叫做调节系统的静态 特性。 静态特性曲线静态特性曲线：稳定运行状态， 汽轮发电机组转速与功率的关系 曲线称为调速系统的静态特性曲 线。 四方图 调节系统由转速感应机构、 传递放大机构、配气机构和 调节对象组成，系统的静态 特性也取决于各组成部分的 静态特性 。 由于调节系统各组成部分存 在着参数对应关系的非线性 因素，因此实际系统的静态 特性不是直线，而是曲线。 转速感受机构静态特性 传动放大机构静态特性 调速系统静态特性 配气机构机构静态特性 调节系统的四方图 （二）速度变动率（二）速度变动率 速度变动率速度变动率是指汽轮机空负荷时所对应的最大

13、转速和额是指汽轮机空负荷时所对应的最大转速和额 定负荷时所对应的最小转速之差，与汽轮机额定转速之定负荷时所对应的最小转速之差，与汽轮机额定转速之 比，即比，即 %100 0 minmax n nn =36% 1. 机组间负荷的自动分配与一次调频 对并列运行的机组，当外界负荷变动引起电 网频率变动时，电网中各机组的调速系统动 作、负荷就自动增减，以适应外界负荷变化 的需要。这种由调速系统自动控制机组负荷 的增减，以减小频率变化幅度的方式，称为 一次调频一次调频。 2、速度变动率与机组运行特性的关系（见 教材） 3、静态特性曲线的要求 n=f(P)单调递减函数 空负荷附近陡一些，便于转速 与电网同

14、步，顺利并网，并网 后转速波动负荷冲击小，热应 力小 满负荷防止过载，静态特性曲 线也较陡 带基本负荷的机组，在额定负 荷下陡一些，调峰机组特性曲 线较平 P n2 n1 （三）迟缓率（三）迟缓率 在调速系统调节过程中在调速系统调节过程中, ,存在着迟缓现象存在着迟缓现象, ,使得调速系统的静态特使得调速系统的静态特 性线不再是一根性线不再是一根, ,而是一条带状区域。通常用迟缓率而是一条带状区域。通常用迟缓率来表示迟缓来表示迟缓 程度的大小：程度的大小： 12 0 100% nn n 液压调节系统 0.30.5% 电液调节系统 0.1% （四）静态特性曲线的平移-同步器 同步器是调速系统的部

15、件之一。操作同步器，可使汽 轮机在同一转速下有不同的功率，或者是在同一功率 下有不同的转速。 同步器作用： 1、汽轮机单机运行时，保证机组在任何负荷下转速不 变； 2、汽轮机并列运行时，通过同步器可以进行负荷在各 机组间的重新分配，此时机组 转速保持不变。 二次调频 在机组并网运行时，通过同步器或改变功率在机组并网运行时，通过同步器或改变功率 给定值，实现电网负荷的重新分配，将电网给定值，实现电网负荷的重新分配，将电网 频率调回到预定的质量范围内的调频过程频率调回到预定的质量范围内的调频过程 二次调频。二次调频。 四、液压调节系统动态特性四、液压调节系统动态特性 动态特性：是研究调速系统从一个

16、稳定工况过渡到 另一个稳定工况的过渡过程。动态特性是指过渡过 程中，机组的功率、转速、调节阀开度等参数随时 间的变化规律。 甩负荷后转速过渡过程 0 n n 1 稳定性 运行机组受到干扰后离开平衡位置，经调节系统作用后，能过渡到新的 平衡状态；或者在扰动撤消后，能恢复到原来平衡位置，这样的系统就 是稳定系统。 2 精确性 超调量：在过渡过程中，转速超过最后稳定值的最大转速偏差量称为超 调量，即 一般要求汽轮机甩负荷后的转速升高不超过危急保安器动作转速，而且 有一定余量（3%左右）；危急保安器动作转速为(1.101.12)n0，因此 ，最高转速不超过(1.071.09)n0。一般，n 14%D

17、14%D0 0 措施措施: :设旁路系统，设旁路系统， 30% D30% D0 0前旁路阀开前旁路阀开 （2 2）机炉动态响应速度不同）机炉动态响应速度不同 措施措施: :采用协调控制系统采用协调控制系统 采用单元制的影响 名词解释：名词解释： 液压调节系统液压调节系统 电液调节系统电液调节系统 调节系统的静态特性调节系统的静态特性 转速变动率转速变动率 迟缓率迟缓率 调节系统的动态特性调节系统的动态特性 超调量超调量 过渡过程时间过渡过程时间 一次调频一次调频 二次调频二次调频 第二节重点概念（作业） 第三节：汽轮机功频电第三节：汽轮机功频电 液调节系统液调节系统 功频电液控制系统的特点：功

18、频电液控制系统的特点： （1）可以补偿由于中间再热容积引起的汽轮机 输出功率滞后。引进功率信号，实现动态过调， 以消除功率滞后，使转速和功率呈线性关系。 （2）可以消除内扰（蒸汽参数变化）的影响。 即可以消除主蒸汽压力变化对汽轮机输出功率的 影响。 功频电液调节系统的三种基本回路：功频电液调节系统的三种基本回路： （1）转速调节回路。 转速调节回路应用于单机运行情况，在机组启动时升 速、并网和在停机（包括甩负荷）过程中控制转速。 （2）功率调节回路。 在电网频率不变或机组不参加调频，频差放大器无输 出信号，机组仅由功率调节回路进行控制。 由于技术原因功率信号采用发电机功率代替汽轮机功 率。 机

19、组运行中，如果出现內扰（蒸汽参数变化），则会 出现功率偏差，功率调节回路有良好的抗內扰性能，能 自动保持汽轮发电机组的功率为给定值。 功频电液调节系统的三种基本回路：功频电液调节系统的三种基本回路： （3）功频调节回路 当机组参加调频运行时，转速调节回路和功率调节回路均参与 工作，是一种功率跟随频率的综合调节系统。 由于功率信号和PID的调节作用，大大改善了再热机组的负荷适 应性和参加调频的能力。 （3）反调现象）反调现象 1、主要原因、主要原因- 由于技术原因功率信号采用发电机功率代替汽轮由于技术原因功率信号采用发电机功率代替汽轮 机功率。当外界负荷突变时，转速信号落后于功率变化信号。机功率

20、。当外界负荷突变时，转速信号落后于功率变化信号。 2、反调现象、反调现象-采用发电机功率作为反馈信号的功频电液控制系采用发电机功率作为反馈信号的功频电液控制系 统在机组甩负荷时，在过渡过程的初始阶段，调节器统在机组甩负荷时，在过渡过程的初始阶段，调节器 输出的控制指令不是关小汽轮机调节阀门，而是输出的控制指令不是关小汽轮机调节阀门，而是开大开大 调节阀门，造成转子转速上升，调节阀门，造成转子转速上升，只有在转速升高到一只有在转速升高到一 定数值后才能克服发电机功率反馈信号的影响。定数值后才能克服发电机功率反馈信号的影响。 3、预防反调现象发生，设置动态校正元件。、预防反调现象发生，设置动态校正

21、元件。 转速一次微分器 带惯性延迟的测功器 功率负微分器 总结：总结： 功频电液调节系统将转速和功率信号，作为输入信号，既抗內 扰，又抗外扰，但因技术限制，用发电机功率信号代替汽轮机 功率信号致使其产生反调现象。 第四节：第四节：DEH 一、DEH的组成 1 1、计算机控制系统、计算机控制系统 主要包括数字计算机、混合数主要包括数字计算机、混合数 模插件，接口和电源设备等，均集中模插件，接口和电源设备等，均集中 布置在布置在6 6个控制柜内。主要用于给定、个控制柜内。主要用于给定、 接受反馈信号、逻辑运算和发出指令接受反馈信号、逻辑运算和发出指令 进行控制等。进行控制等。 2 2、操作员站、操

22、作员站 主要设置有操作盘、图像站的显示器主要设置有操作盘、图像站的显示器 和打印机等，为运行人员提供运行信息、监和打印机等，为运行人员提供运行信息、监 督、人机对话和操作等服务。督、人机对话和操作等服务。 3 3、油系统、油系统 系统的高压控制油一般与润滑油分开。系统的高压控制油一般与润滑油分开。 高压油高压油(EH(EH系统系统) )采用三芳基磷酸脂抗燃油，采用三芳基磷酸脂抗燃油， 为调节系统提供控制与动力用油。润滑油泵为调节系统提供控制与动力用油。润滑油泵 由主机拖动，为润滑系统提供透平油。由主机拖动，为润滑系统提供透平油。 4 4、执行机构、执行机构 主要由伺服放大器、电液转换器和具有快

23、关、主要由伺服放大器、电液转换器和具有快关、 隔离和逆止装置的单侧油动机组成，负责带动高隔离和逆止装置的单侧油动机组成，负责带动高 压主汽阀、高压调节汽阀和中压主汽阀、中压调压主汽阀、高压调节汽阀和中压主汽阀、中压调 节汽阀。节汽阀。 5 5、保护机构、保护机构 设有设有6 6个电磁阀，其中个电磁阀，其中2 2个个(OPC)(OPC)用于超速时用于超速时 关闭高、中压调节汽阀，其余关闭高、中压调节汽阀，其余4 4个个(AST)(AST)用于严重用于严重 超速超速(110(110no)no)、轴承油压低、轴承油压低、EHEH油压低、推力油压低、推力 轴承磨损过大、凝汽器真空过低等情况下危急遮轴承

24、磨损过大、凝汽器真空过低等情况下危急遮 断和手动停机之用。断和手动停机之用。 1 1、汽轮机自动程序控制、汽轮机自动程序控制ATCATC 2 2、汽轮机的负荷自动调节功能、汽轮机的负荷自动调节功能 具有多种控制方式：二级手动、一级手动、操作员自具有多种控制方式：二级手动、一级手动、操作员自 动方式动方式 当负荷大于当负荷大于10%10%以后，运行人员可选择是否投入调节级以后，运行人员可选择是否投入调节级 压力回路、功率回路。压力回路、功率回路。 可采用定压或滑压运行可采用定压或滑压运行 阀门管理（高压调阀）阀门管理（高压调阀）高、中压主汽调节阀活动试验高、中压主汽调节阀活动试验 可调频或带基本

25、负荷可调频或带基本负荷 TPC主汽压力低保护功能、主汽压力低保护功能、RB保护。运行控制十分灵保护。运行控制十分灵 活。活。 3 3、保护、保护-紧急停机紧急停机(ETS)(ETS)超速保护超速保护(OPC(OPC） 还有机械超速保护和手动脱扣还有机械超速保护和手动脱扣 4 4、监视、监视 二、DEH主要功能 手动备用操作（硬手操）手动备用操作（硬手操）是一种应急是一种应急 处理方式，用作一级手动和二级手动的备用。处理方式，用作一级手动和二级手动的备用。 这种操作方式是在电位器的两端加上的电压，这种操作方式是在电位器的两端加上的电压， 通过调整操作盘上的通过调整操作盘上的“手动备用手动备用”电

26、位器获电位器获 得控制信号得控制信号,使被调阀门按预定的要求开启或使被调阀门按预定的要求开启或 关闭关闭 二级手动二级手动运行方式是跟踪系统中最低运行方式是跟踪系统中最低 级的运行方式级的运行方式 一级手动一级手动是一种开环运行方式，运行是一种开环运行方式，运行 人员在操作盘上按键就可以控制各阀门的开人员在操作盘上按键就可以控制各阀门的开 度度 三、三、DEH的运行方式的运行方式 操作员自动（操作员自动（OAOA） 操作员自动方式是操作员自动方式是DEH控制系统控制系统最基最基 本本的运行方式。在该方式下，系统接受的运行方式。在该方式下，系统接受 操作员输入的目标负荷及其速率，并进操作员输入的

27、目标负荷及其速率，并进 行控制。行控制。 汽轮机程序自动（汽轮机程序自动（ATCATC） 转速和负荷及升速率和升负荷速率均由转速和负荷及升速率和升负荷速率均由 计算机程序或外部设备进行控制。计算机程序或外部设备进行控制。 主汽阀自动主汽阀自动 主汽阀手动主汽阀手动 调节汽阀自动方式调节汽阀自动方式 调节汽阀手动调节汽阀手动 四、四、DEH的各种控制模式的各种控制模式 调节汽阀自动方式（计算机参与控制）调节汽阀自动方式（计算机参与控制） （1 1）OAOA （2 2）REMOTEREMOTE （3 3）电厂计算机控制（）电厂计算机控制（PCPC） 在该方式下，系统接受厂级计算机输入在该方式下，系

28、统接受厂级计算机输入 的目标负荷及其速率，并进行控制。的目标负荷及其速率，并进行控制。 （4 4）自动控制汽轮机（）自动控制汽轮机（ATCATC） 这是一种联合控制方式，其组合形这是一种联合控制方式，其组合形 式有式有OA-ATC、CCS-ATC、ADS-ATC 和和REMOTE-ATC等几种。此时，由前等几种。此时，由前 者给定目标负荷和速率，者给定目标负荷和速率，ATC负责监控，负责监控， 并从下面的速率中选取一个最小的速率并从下面的速率中选取一个最小的速率 作为当前执行速率：作为当前执行速率： 1）由）由ATC软件计算转子应力所确定的负荷速软件计算转子应力所确定的负荷速 率；率； 2）发

29、电机限制的负荷速率；）发电机限制的负荷速率； 3）外部输入负荷速率，包括）外部输入负荷速率，包括OA、REMOTE 和和PLANT COMP等；等； 4）电厂内部允许的负荷速率，如）电厂内部允许的负荷速率，如TPC和和 RUNBACK限制等。限制等。 （5 5）电厂限制控制方式）电厂限制控制方式 采用此方式时，采用此方式时，DEH系统受电厂内系统受电厂内 部运行条件所制约，其具体形式有：部运行条件所制约，其具体形式有： 1）主汽压力控制方式（）主汽压力控制方式（TPC） 主要是限制高压调节门前的主蒸主要是限制高压调节门前的主蒸 汽压力不低于一个要求的限制值，当汽压力不低于一个要求的限制值，当

30、主汽压力值小于限制值时，主汽压力值小于限制值时，TPCTPC动作动作 开始减负荷，负荷一旦减至开始减负荷，负荷一旦减至20%20%阀位阀位 或主汽压力再次大于限制值后停止减或主汽压力再次大于限制值后停止减 负荷负荷. . 2）外部负荷返回控制方式(快卸负荷) （RUNBACK）。该方式主要是考该方式主要是考 虑辅机故障，例如，在给水泵和风虑辅机故障，例如，在给水泵和风 机等跳闸的情况下，系统将以一定机等跳闸的情况下，系统将以一定 的速率去关小调节汽阀，直到故障的速率去关小调节汽阀，直到故障 消除为止。消除为止。 五、五、DEHDEH的基本控制原理的基本控制原理 1、相比液压调节系统，功频电液调

31、节系统 增加了功率反馈回路。 功率反馈回路调节的特点： 机组运行中，如果出现內扰（蒸汽参数 变化），则会出现功率偏差，功率调节 回路有良好的抗內扰性能，能自动保持 汽轮发电机组的功率为给定值。 在功率反馈未投入时，不能精确的控制 机组的功率与设定值相同。 对于集控运行来说，投运该回路对锅炉的影响。 2、相比功频电液调节系统，DEH增加了 调节级压力校正回路。 调节级压力控制回路的特点： 调节级压力回路抗干扰能力强、响应速率 快，有利于克服再热环节的功率滞后现象 和提高机组的负荷适应性。 但它对系统最后处于新的稳定状态仅起到 粗调作用。 此外在此种控制方式下，要求锅炉燃烧 必须跟上。 2、DEH

32、的闭环主回路： 外环：与转速输入信号对应的转速校正 回路 中环：与功率输入信号对应的功率校正 回路 内环：与调节级压力输入信号对应的调 节级压力回路 六、六、DEHDEH的基本控制原理的应用的基本控制原理的应用 基本控制功能两个： 一是单机运行时的转速控制 二是并列运行时的功率控制 无论是转速控制还是功率控制，主要是 通过改变调节汽阀的开度来调节进汽量， 从而达到调节的目的。 1、汽轮机的基本启动过程 启动升速过程：见教材 2、转速控制 1、自动下的转速控制 2、手动下的转速控制 3、同期并网过程：在发电机并网前， 自动同步控制回路通过对电网频率和发 电机频率的偏差比较，自动校正汽轮机 转速设

33、定值，使发电机频率始终随电网 频率变化且保持大于电网频率0.05Hz， 直至并网完成。一旦机组并网，带5%的 额定负荷。 3、功率控制 中环功率反馈回路 内环调节级压力反馈回路 外环转速一次调频回路 4、汽轮机自动程序控制ATC 大容量机组系统复杂，监控内容和操 作项目繁多，特别是在启动过程中，温 差、膨胀、位移、应力和振动等因素对 机组的安全有重大的影响。 应力是影响汽轮机寿命的关键因素。 工程上用应力循环次数来代表设备寿命， 而循环次数与应力大小关系很大。 七、数字电液调节系统的特性七、数字电液调节系统的特性 见教材。 下节课请带好辅助教材下节课请带好辅助教材 第三节重点概念（复习） 1、

34、功率调节回路调节的特点？ 2、什么是反调现象？ 第四节重点概念（复习） 1、你对DEH的了解：DEH系统的被控对象？DEH的组 成？DEH的功能？DEH的运行方式？ 2、什么运行方式是汽轮机DEH的最基本的运行方式？ 什么功能是DEH的最基本功能？ 3、什么是操作员自动运行方式？ 4、DEH的功率调节分别有哪些回路？各自调节的特 点？特别是调节级压力回路调节的特点？ 5、投退DEH各个回路对集控运行的影响？（集控专 业思考题） 6、思考液压调节系统、功频电液调节系统、数字电 液调节（DEH）的区别与联系。（思考题） 辅助教材第四节 DEH液压伺服系统 调节阀工作原理图 调节阀工作过程 a、当给

35、定或外界负荷变化时，计算机当给定或外界负荷变化时，计算机 输出开大或关小汽阀的输出开大或关小汽阀的电压信号电压信号，经伺服放，经伺服放 大器转换成大器转换成电流信号电流信号并进行功率放大，电液并进行功率放大，电液 伺服阀将电信号转换成弹簧片的位移信号，伺服阀将电信号转换成弹簧片的位移信号， 经喷嘴控制使经喷嘴控制使伺服阀活塞产生位移伺服阀活塞产生位移，输出高，输出高 压油对油动机进行控制。压油对油动机进行控制。增加负荷时，高压增加负荷时，高压 油使油动机活塞向上运动，通过连杆带动，油使油动机活塞向上运动，通过连杆带动， 使汽阀开启；当负荷降低时，弹簧力的作用使汽阀开启；当负荷降低时，弹簧力的作

36、用 使压力油自油动机活塞的下腔泄出，油动机使压力油自油动机活塞的下腔泄出，油动机 活塞向下运动而关小汽阀。活塞向下运动而关小汽阀。 调节阀工作过程 b、当油动机活塞移动时，用于反馈的线性位、当油动机活塞移动时，用于反馈的线性位 移变送器（移变送器（LVDT），将油动机活塞的机械位），将油动机活塞的机械位 移转换成电信号，该信号经解调器与计算机移转换成电信号，该信号经解调器与计算机 输入的信号比较，伺服放大器的输入偏差为输入的信号比较，伺服放大器的输入偏差为 零时，电液伺服阀的活塞回到中间位置，从零时，电液伺服阀的活塞回到中间位置，从 而切断油动机的进油通道，油动机停止运动而切断油动机的进油通道

37、，油动机停止运动 ，系统在新的工作位置上达到平衡。，系统在新的工作位置上达到平衡。 c、主汽阀和调节汽阀的油动机旁，各设有一个、主汽阀和调节汽阀的油动机旁，各设有一个 快速卸载阀，用于汽轮机故障需要停机时，通过快速卸载阀，用于汽轮机故障需要停机时，通过 安全油系统使遮断油总管失压，快速泄去油动机安全油系统使遮断油总管失压，快速泄去油动机 下腔的高压油，依靠弹簧力的作用，使汽阀迅速下腔的高压油，依靠弹簧力的作用，使汽阀迅速 关闭，以实现对机组的保护。在快速卸载阀动作关闭，以实现对机组的保护。在快速卸载阀动作 的同时，工作油还可排入油动机的上腔室，从而的同时，工作油还可排入油动机的上腔室，从而 避

38、免回油旁路的过载。避免回油旁路的过载。 关于关于电液转换器电液转换器 电液转换器也是一种控制元件。用它将电子控制电液转换器也是一种控制元件。用它将电子控制 部分和液动控制部分联系起来，同时又把微弱的部分和液动控制部分联系起来，同时又把微弱的 电信号放大为液压信号，由液压动力去控制油动电信号放大为液压信号，由液压动力去控制油动 机。机。 电液转换器 线性位移传感器是由芯杆、线圈、外壳 等所组成。当铁芯与线圈间有相对移动时， 例如铁芯上移，次级线圈感应出电动势经 过整流滤波后，便变为表示铁芯与线圈间 相对位移的电气信号输出，作为负反馈。 在具体设备中，外壳是固定不动，铁芯通 过杠杆与油动机活塞杆相

39、连，输出的电气 信号便可模拟油动机的位移，也就是汽阀 的开度，为了提高控制系统的可靠性，每 个执行机构中安装二个位移传感器。 线性位移传感器(LVDT) 安装在油动机液压块上， 它主要作用是当机组发生 故障必须紧急停机时或在 危急脱扣装置等动作使危 急遮断油泄油失压后，可 使油动机活塞下腔的压力 油经快速卸荷阀快速释放， 这时不论伺服放大器输出 的信号大小，在阀门弹簧 力作用下，均使阀门关闭。 快速卸荷阀 油动机又称液压伺服马达，是一个典型 的反馈控制位置随动系统，主要由油动机活 塞(或称油缸)及反馈机构等组成，是汽轮机 调节系统中驱动调节汽门的执行机构。它能 自动、连续、精确地复现来自中间放

40、大环节 输入信号的变化规律，使调节汽门的开度达 到并保持在预定的控制状态。 油动机具有惯性小、驱动力大、动作快、 能耗低的突出优点，这是目前电磁式驱动机 构不可比拟的。 油动机 1、 测频（转速）的设备 设齿盘齿数为设齿盘齿数为Z， 汽轮机轴的转汽轮机轴的转 速为速为n转转/分，则分，则 输出信号的频输出信号的频 率为率为(东汽东汽134 齿齿) / 60 n z f 周 秒 DEH的转速测量 辅助教材第五节 汽轮机的保护系统 1、设置保护系统的原因 汽轮机出现危险（动、静部分摩擦或超速） 时，需快速切断进汽，停止汽轮机运行。 2、自动保护系统分为两大类： 预防性保护系统（如OPC） 危急遮断

41、保护（ETS） 3、1000MW汽轮机危急遮断保护项目（见 教材） 5、AST电磁阀的连接及其工作原理 （1）串联油路中的任何一）串联油路中的任何一 路电磁阀（路电磁阀（20-1/AST，20- 2/AST或或20-3/AST，20- 4/AST）动作，都可以进行）动作，都可以进行 停机；而任何一个电磁阀误停机；而任何一个电磁阀误 动作，不会引起错误停机。动作，不会引起错误停机。 （2）并联油路中，任何一个奇数号电磁阀（）并联油路中，任何一个奇数号电磁阀（20- 1/AST和和20-3/AST）和任何一个偶数号电磁阀）和任何一个偶数号电磁阀 （20-2/AST和和20-4/AST）动作，系统都

42、可以顺）动作，系统都可以顺 序或交叉动作并停机。序或交叉动作并停机。 6、超速保护装置危急遮断器 当机组突然甩电负荷而调速系统因某种原因不能 正常停机时，转速迅速上升，因超速而引起巨大的离 心力，使机组破坏。因此，汽轮机必需具备超速保护 装置。当机组转速达到(1.101.12) 时，超速保护 装置动作，实现紧急停机。 0 n 机械超速危急遮断器 (a)飞锤式；(b)飞环式 超速保护装置通常称为： 超速保险 危急遮断器 危急保安器 1 结构：危急遮断器、杠杆、油门。（危急遮断器 由撞击子、弹簧、调整螺母组成）。 2 工作原理：撞击子为一偏心重块。 机组正常运行时，弹簧力大于重块的离心力，撞 击子

43、 不飞出； 当转速升高，则重块的离心力增大； 当n (1.11.12)n0时，重块的离 心力大于弹簧力 ，撞击子飞出，打击危急保安器，通过杠杆使危 急遮断器错油门动作，泄掉安全油，关闭主汽阀 ，实现紧急停机。 7、东汽超超临界机组低压保安系统 （1）、挂闸：建立高压安全油。 （2）、遮断：泄掉高压安全油，快速 关闭各主汽、调节阀门，遮断机组进 汽。 （3）、机械超速试验 （4）、喷油试验 辅助教材第四节复习 1、简述控制型阀门执行机构的工作过程？ 2、简述执行机构中电液伺服阀、快速卸载阀 的作用？ 辅助教材第五节复习1 1、1000MW汽轮机危急遮断保护项目有哪些？ 2、AST电磁阀的作用是什

44、么？AST电磁阀采用串并联的目的是 什么？ 3、EH油系统中AST电磁阀有几个?其布置形式及动作原理怎 样? (1)四个自动停机遮断电磁阀20/AST； (2)其布置方式是串并联布置； (3)正常运行时，自动停机遮断电磁阀20/AST是被励磁关 闭的，从而封闭了自动停机遮断总管中EH遮断油的泄油通 道，使所有蒸汽阀执行机构活塞下部的油压建立起来；当 电磁阀失电而被打开时，则泄去总管中EH遮断油，所有蒸 汽阀执行机构活塞下部的油压将消失，使各蒸汽阀关闭而 停机。 辅助教材第五节复习2 3、简述危急遮断器（飞锤式）的原理？ 4、DEH的挂闸功能指的是什么？遮断呢？ 5、机械超速试验和喷油试验的目的

45、？ 辅助教材第六章 汽轮机供油系统 一. 供油系统的作用 供油系统对保证机组安全稳定运行有着至关重要的作用: 1供给调节系统和保护系统用油； 2供给轴承润滑用油，减少轴承的摩擦损失，并带走 因摩擦产生的热量和由高温转子传来的热量； 3对有些采用氢冷的发电机，向氢气环密封瓦的气侧 提供密封油； 4供给盘车装置和顶轴装置用油。 第一节：润滑油系统第一节：润滑油系统 油系统对安全运行的重要性 油系统必须在任何情况下，即不论在机组正 常运行，还是在启动、停机、事故甚至当电 厂交流电源断电时，都应能确保供油。 对于高速旋转的汽轮发电机组，哪怕是暂时（如 几秒钟）的供油中断也会引起重大事故，如轴承 的熔化

46、，使机组的转子失去支承，动静部分发生 严重的磨损等 若调节系统断油，整个机组将失去控制。 汽轮机油油质劣化有什么危害汽轮机油油质劣化有什么危害? 汽轮机油质量的好坏与汽轮机能否正常运行汽轮机油质量的好坏与汽轮机能否正常运行 关系密切。油质变坏使润滑油的性能和油膜关系密切。油质变坏使润滑油的性能和油膜 发生变化，造成各润滑部分不能很好润滑，发生变化，造成各润滑部分不能很好润滑， 结果使轴瓦乌金熔化损坏；结果使轴瓦乌金熔化损坏； 还会使调节系统部件被腐蚀、生锈而卡涩还会使调节系统部件被腐蚀、生锈而卡涩 ，导致调节系统和保护装置动作失灵的严重，导致调节系统和保护装置动作失灵的严重 后果。所以必须重视

47、对汽轮机油质量的监督后果。所以必须重视对汽轮机油质量的监督 。 二. 典型供油系统 正常运行时：主油泵 止回阀分成两路: (1)调节和保安系统 (2)注油器。 级注油器主油泵； 级注油器止回阀 冷油器滤油器低油 压发讯器过压阀轴 承。 离心泵供油系统离心泵供油系统 油系统的主要设备 1油箱 作用：储油，分离油中空气 、水分和机械杂物 油箱分为污段和净段，中间 隔着过滤网。回油管路布置 在污段，油泵的吸油口布置 在净段。为了将沉淀下来的 水分和杂物排出，油箱底部 一般做成斜坡形。 油箱布置简图油箱布置简图 安装位置：在汽轮机高压转 子前端的短轴上。 离心式主油泵不能自吸，在 启停阶段要靠交流辅助油泵 供油。如果主油泵的入口进 了空气，会造成系统的工作 不稳定。主油泵的进口必须 保持一定的正压，正常运行 时，这一正压由注油器提供 。 2主油泵 注油器又称射油 器，它实质上是 一个射流泵； 对于大型机组的 供油系统，通常 装有两个注油器 ，可并联或串联 。 注油器工作原理图注油器工作原理图 l l喷嘴；喷嘴；2 2混合室；混合室；3 3扩压管扩压管 3注油器 润滑油系统复习 1、润滑油系统给哪些装置供油了？东汽 1000MW机组润滑油系统讲了