汽轮机调速系统

1、 汽轮机调速系统培训教程汽轮机调速系统培训教程 第一章第一章 调节系统的特性调节系统的特性 第二章第二章 调节系统各设备动作原理调节系统各设备动作原理 第一章第一章 调节系统的基本概念调节系统的基本概念 第一节 调节系统的任务及组成 一、汽轮机调节系统的任务 供应用户足够的电力，及时调节汽轮机的 功率以满足外界的需要。 12 使汽轮机的转速始终保持在额定范围内， 从而把发电频率维持在额定值左右。 I(dw/dt） Me- Mel 用电负荷减少，则反动力矩Mel相应减少，如果 主动力矩Me应保持不变，则Me- Mel大于零， (dw/dt）大于零，即转子的角加速度增加。反之 则减少。 由此可见，

2、汽轮机转速的变化取决于输入、输出 功率的平衡，就能使转速稳定，否则转速就发生 变化。汽轮机调节系统的功能就是感受转速的这 种变化，控制调节汽阀，使输入和输出功率重新 平衡，并使转速保持在规定范围内。 二、汽轮机调节系统的组成 （一）直接调节 （二）间接调节 蒸汽流量变化 负荷变化 调节对象 转速变化 感受机构 传动机构执行机构 第三节 汽轮机调节系统静态特性 整个调节系统的输入量是汽轮机的转速n，输出 量是汽轮机的功率p，在静态下它们之间的对应关系 即为调节系统的静态特性，其关系曲线称为调节系统 的静态特性曲线。 汽轮机调节系统的静态特性曲线可以 近似地看做直线 一、调节系统静态特性曲线地绘制

3、 调节系统静态特性曲线，不能直接求出， 调节系统静态特性曲线一般是通过试验方 法求得。即通过四象限图间接求得调节系 统静态特性曲线。 四象限图的绘制: n p X(或p1) m 二、速度变动率和迟缓率 （一）速度变动率 n p nmax 100 100 minmax o n nn nmin 速度变动率是衡量调节系统品质的一个重要指标， 它反应了汽轮机由于负荷变化所引起转速变化的大小： 速度变动率越大，反映在静态特性上越陡；反之静态 特性曲线越平。 速度变动率：单机运行从空负荷到额定负荷， 汽轮机的转速从nmax降低至nmin ,该转速变化 值与额定转速的之比 （二）迟缓率 n 100 100

4、o n n 迟缓率：同一 负荷下，可能 的最大转速变 动n与额定转 速之比。 迟缓率对汽轮机的正常运行是十分不利的， 因为它延长了汽轮机从负荷发生变化到调节阀开 始动作的时间，造成汽轮机不能及时适应外界负 荷的变化。 如果迟缓率过大，在汽轮机突然甩负荷后， 将使转速上升过高以致引起超速保护装置动作； 对孤立运行的机组，将产生较大的负荷摆动，对 并列运行机组，将会产生较大的负荷漂移。 由此可见迟缓率是反映调节系统品质的又一 重要指标。 三、速度变动率和迟缓率对并列运行机组的影响 （一）速度变动率对并列运行机组负荷分配的影响 一次调频：当外界负荷发生变化时，将使电网频率 发生变化，从而引起电网中各

5、机组均自动地按其静 态特性承担一定的负荷变化，以减少电网频率地改 变。 n p1 p2 结论：结论：并列运行机组当外界负荷变化时， 速度变动率越大、机组的额定功率越小， 分配给该机组地变化负荷量就越小；反之 则越大。因此待基本负荷的机组其速度变 动率应选大一些，使电网频率变化时负荷 变化较小，即减少参加一次调频作用。而 带尖峰负荷的调频机组，速度变动率应选 小一些。 （二）迟缓率对运行的影响 （1）机组孤立运行时，造成机组转速摆动，其波动 范围（相对值）即为 （2）机组并列于电网运行时，由于转速决定于电网 频率，不能任意摆动，这种单值对应关系的破坏则 反映在功率上，造成功率可在一定范围内自发变

6、化。 n0n0 p pp n0 = （二）迟缓率对运行的影响 （1）机组孤立运行时，造成机组转速摆动，其波动 范围（相对值）即为 （2）机组并列于电网运行时，由于转速决定于电网 频率，不能任意摆动，这种单值对应关系的破坏则 反映在功率上，造成功率可在一定范围内自发变化。 n0n0 p pp p （二）迟缓率对运行的影响 （1）机组孤立运行时，造成机组转速摆动，其波动 范围（相对值）即为 （2）机组并列于电网运行时，由于转速决定于电网 频率，不能任意摆动，这种单值对应关系的破坏则 反映在功率上，造成功率可在一定范围内自发变化。 n0n0 p pp pp n0 p = pn 第五节第五节 调节系统

7、的动态特性及对调节系统的要求调节系统的动态特性及对调节系统的要求 一、调节系统动态特性简介 （一）调节系统的稳定性 1.速度变动率 理论和实践都证明：速度变动率越大，系统的动态稳定 性越好，反之稳定性越差。 2.迟缓率 迟缓率越小，调节系统的反映越快，当有外界扰动后， 系统就能很快的稳定下来，即稳定性越好。反之稳定性 越差。 3.汽轮机转子飞升时间常数 转子飞升时间常数可以理解为当转子上受到额定蒸汽力矩的作 用，转子从静止升至额定转速时所需要的时间。显然，转子飞 升时间常数越小，越容易升速，控制就越困难。系统稳定性就 越差，反之则越好。 4.油动机时间常数 油动机时间常数的物理意义为：当滑阀油

8、口在最大开度时，油 动机从全开到全关所需要的时间。这一时间的长短决定了油动 机动作的快慢。显然，油动机时间常数越小油动机动作越迅速， 调节系统的稳定性也就越好，反之稳定性越差。 5.容积时间常数 汽轮机中有一些有害容积的存在，使得调节气阀开度变化后通 过汽轮机的蒸汽流量不能立即改变到应由数值，这种现象对调 节过程是不利的。这种不利的程度可以用容积时间常数来反映。 第二章 调节系统各设备动作原理 主油泵为单级双吸式离 心泵，安装于前轴承箱 内，直接与汽轮机主轴 （高压转子延伸小轴） 联接，由汽轮机转子直 接驱动。主油泵出口压 力油送到润滑油和调节 油系统。 主油泵的作用 错油门、油动机错油门、油

9、动机 当17脉冲油压升高 时，错油门滑阀上 移，12-13-16,则活 塞下腔进压力油， 上腔泄油，活塞上 行，关小调节气阀。 18脉冲油压反馈 油口。当脉冲油压 升高时，油动机活 塞上行，导致了18 泄脉冲油量增大。 手轮带动蜗杆，蜗杆带动蜗轮， 涡轮带动同步器芯杆上下运动。 这样，压力变换器弹簧被压紧、 放松，最终改变画法产生位移， 以调节负荷。 加负荷，是使同步器芯杆下移的 过程。 同同 步步 器器 同步器改变汽轮机转速范围为：-5%7% x 额定转速 其中： -5%x 额定转速，下限富裕行程，在电网频率低，新汽规范高出额定值一定 范围时，使机组能减掉全负荷； 7% x 额定转速，上限富

10、裕行程，电网频率高，新汽规范低时，仍能带满负荷 压力变换器 正常运行时，脉冲油 2526“连续泄油，维持脉冲 油压在一定范围。 当主油压上升时，23油压增 大，滑阀上移，26“泄油量增 大，脉冲油压下降，导致错油 门滑阀下移，12-14-15，油动 机上腔进压力油，下腔泄油， 油动机活塞下移，开调节汽门； 同时，当主油压上升时，经过 经过节流孔后的脉冲油压力也 随之上升。因此，当主油压力 上升时，对脉冲油的压力提升 是双效的。 注意：压力变换器和调压器是并列关 系，；两种只能投运一种。 四 通 阀 主油泵未正常运行时，汽轮油 泵提供压力油： 此时，24- 21 22 主油泵正常运行时： 此时，

11、23- 21 22 24 轴向位移遮断器 原理：油室I中的油的压力与喷嘴和推力盘 间隙有关，间隙越大，油压越小。 正常运行时， 1- 2 3 经油室I进入滑阀中心孔，由喷 嘴喷出 去危急遮断油门，进而去主汽门 轴向位移超限时，油室I中压力油压力下降， 滑阀下移，1-4相通，压力油串入脉冲油， 使脉冲油压力急剧上升，导致调节气门关 闭；同时， 3-G相通， 泄掉主汽门下的压 力油，使主汽门在弹簧弹力和活塞重力下 快速落座。 缺点：下次开机时，必须把聂寿推进去锁死，保证滑阀不 被弹簧推出来，等油室I中油压正常后才能去锁，不然无法 开机。 正常时，喷嘴挡板 间隙为0.5mm 油压为0.413MPa

12、异常动作压力为0.245MPa 危急遮断油门 正常运行时，5-6，压力油经 过危急遮断油门，磁力断路油门 进入主汽门油动机。 打闸（超速）时，5-7相通， 压力油串入脉冲油，使脉冲油压 力急剧上升，导致调节气门关闭； 同时，6-C相通，泄掉主汽门下 的压力油，使主汽门在弹簧弹力 和活塞重力下快速落座。 磁力断路油门 正常运行时，8-10相通，给主 汽门共压力油。 异常时，如：超速、润滑油压低、背 压低至极限、发电机跳闸等， 电磁贿赂接通，就动作停机。 异常时，电磁铁将滑阀吸至上方， 此时： 8-9相通，压力油串入脉冲油，使 脉冲油压力急剧上升，导致调节 气门关闭；同时， 10-11相通， 泄掉

13、主汽门下的压力油，使主汽 门在弹簧弹力和活塞重力下快速 落座。 主汽门 在挂闸后，压力油通过A油孔 进入油动机活塞下腔，此时， 手动可以缓慢开启主汽门。注 意，主汽门一旦开快了，主汽 门油动机活塞下油压会快速下 降，主汽门会立马落座。 打闸（异常）后，主汽门下的 压力油会快速被泄掉，主汽门 在弹簧弹力和活塞重力下快速 落座。此时，油动机活塞下腔 中的油因活塞快速落座会形成 阻碍活塞落座的力，此时，这 部分油会通过B油孔泄掉。C 油孔泄掉溢出的部分油。 调 压 器 投调压器时，需要同步器在 空负荷位置，压力变换器在空负 荷位置。 若背压下降，则19油孔开 打，脉冲油泄油量增多，脉冲油 压下降，则错油门滑阀下降， 12-14-15,13-16-泄油孔，油动机 活塞上腔进压力油，下腔泄油， 活塞下行，开打调节气门，增加 进汽量，使背压压力上升。 汽轮油泵自启动装置 汽轮油泵自启动装置活塞下部 连接着压力油，当压力油压力 下降时，打开新蒸汽去汽轮油 泵的阀门，使汽轮油泵工作起 来，进而使压力油压力上升至 所需值。 三，注油器三，注油器 注油器结构如图所示，它是 由喷