汽轮机调速系统

1、汽轮机调速系统目录一、汽轮机调速系统简介二、DEH系统的组成部分三、调速系统四、危急遮断系统一、汽轮机调速系统简介调速系统发展经历了三个阶段，早期的机 械调节系统，中期的液压调速系统，现在 的电液调节系统也就是DEH。用于汽轮发电 机组的DEH数字电液控制系统综合固态电子 学和高压液压系统的优点，用来控制汽轮 机的蒸汽流量。汽轮机数字电液控制系统(Digital ElectricHydraulic control system)简称DEH。汽轮机数字电液调节系统的主要任务就是调节汽 轮发电机组的转速、功率，使其满足电网 的要求。汽轮机控制系统的控制对象为汽 轮发电机组，它通过控制汽轮机进汽阀门

2、 的开度来改变进汽流量，从而控制汽轮发 电机组的转速和功率。在紧急情况下其保 安系统迅速关闭进汽阀门，以保护机组的 安全。汽轮机数字电液控制系统DEH分为电子控制 部分和液压调节保安部分。电子控制主要 由分布式控制系统DCS及DEH专用模件组成, 它完成信号的采集、综合计算、逻辑处理、 人机接口等方面的任务。液压调节保安部 分主要由电液转换器、电磁阀、油动机、 配汽机构等组成，它将电气控制信号转换 为液压机械控制信号，最终控制汽轮机进 汽阀门的开度。调速系统应满足下列要求:2、当主汽门全开时，调速系统应能维持汽轮机空 负荷运行。2、当汽轮机由满负荷突然甩负荷时，调速系统应 能维持汽轮机的转速在

3、危急保安器的动作转速以 下。3、主汽门和调速汽门阀杆、错油门、调速系统连 杆上的各连接装配应没有卡涩和松动现象，当负 荷改变时，调门应平均而平稳地移动，当系统负 荷稳定时，负荷不应晃动。4、当危急保安器动作时，应保证主汽门关闭严密。调速系统的迟缓率汽轮机调速系统的迟缓率是指在调速 系统中由于各部件的摩擦、卡涩、不 灵活以及连杆等结合处的间隙、错油 门的重叠度等因素造成的动作迟缓程 度。机械液压型调速器最好的迟缓率 二0304%。采用电液压式数字型调 速器灵敏度很高迟缓率（人工死区）可 以调节到接近于零。迟缓率过大的影响调至系统迟缓率过大造成对汽轮机运行的影 响有: (1)在汽轮机空负荷时；由于

4、调节系统迟 缓率过大，将引起汽轮机的转速不稳定，从 而使弄知困雍。 (2)汽轮机并网后，由于迟缓率过大，将 会引起负荷的摆动。 (3)当机组负荷骤然甩至零时，因迟缓率 过大、使调节汽门不能立即关闭，造成转速 突升，致使危急保安器动作。如危急保安器 有故障不动作，那就会造成超速飞车的恶性 事故。速度变动率速度变动率是指汽轮机由满负荷到空负荷的转速变 化与额定转速之比，其计算公我知 6=(nl -n2)/n X100%式中n：汽轮机空负荷时的转速小2:汽轮机满负荷时 的转速小汽轮机额定转速。对速度变动率的解释如 下:汽轮机在正常运行时,当电网发生故障或汽轮发电 机出口开关跳闸使汽轮机负荷甩到零,这

5、时汽轮机的 转速先升到一个最高值然后下降到一个稳定值，这种 现象称为”动态飞升”。转速上升的最高值由速度变动 率决定，一般应为45 %。若汽轮机的额定转速为 3000转/分,则动态飞升在1.20150转/分之间。速度 变动率越大，转速上升越高,危险也越大。速度变动率的必要性机组突然甩往负荷时，汽轮机转速将迅速 上升，此时调速系统应能将汽轮机转速控 制在危急保安器动作数值以下。否则将造 成危急保安器动作，使汽轮机停机或转速 下降，增加重新并网前的操作，延长事故 处置时间甚至致使事故扩大。更危险的情 况是万一危急保安器不动作，可能引发飞 车事故。二、DEH系统的组成部分 DEH控制系统是汽轮机的重

6、要系统，可以说 是汽轮机的神经中枢系统，该控制系统由 下列五个主要部分组成：电子控制器、人机接口、蒸汽阀伺服执行 机构、EH供油系统、危急遮断系统DEH电子控制器 DEH电子控制器是将转速或负荷的给定值和 汽轮机各反馈信号进行基本运算，并发出 控制蒸汽阀门执行机构的输岀信号。该控 制器硬件由数字计算机和一套装于框架上 的各种电路卡件、电源以及连接线的端子 排等组成。人机接口人机接口通常是指DEH系统中的工程师站和操作员站，它 是由工作站、键盘、CRT、打印机等组成。运行人员通过操作员站可获取汽轮机运行的各种参数和信 息，并发出指令通过电子控制器对汽轮机进行控制。工程师站是用作改变电子控制器内部

7、参数、进行调试、软 件装载、修改、备份等。显示屏幕(CRT)通常位于运行人员操作盘旁，借助CRT, 可观察到故障报警、汽机信息以及诸如温度和压力等各种 汽机参数的测量值。蒸汽阀执行机构各个蒸汽阀的位置是由各自的执行机构来控制的。执行机 构是由一个液压油缸所组成。其开启由抗燃油压力控制， 而关闭是靠弹簧力。再热主汽门的执行机构仅能控制阀门的全开或全关。依靠 关闭快速卸载阀建立油压开启。另有一个供试验用的电磁 阀，可开启快速卸载阀并使油液经节流管道泄放，从而慢 慢关下汽阀。主汽阀、调节汽阀和再热调节汽阀的执行机构可以将汽阀 控制在任意的中间位置上，成比例地调节进汽量以适应需 要。执行机构上装有一个

8、伺服阀和一个线性位移变送器(LVDT) oEH供油系统EH供油系统的功能是提供高压抗燃油并由它来驱 动伺服执行机构。该执行机构响应从电子控制器 来的电指令信号，以调节汽机各蒸汽阀开度。EH 油是一种三芳基磷酸脂，具有良好的抗燃性能和 流体稳定性。EH油经EH控制块、滤油器、逆止阀和溢流阀，进 入高压集管和蓄能器，以建立14MPa的表压力， 回油经一个方向控制阀引导流经一组冷油器。当 系统油压增加到16.416.8MPa表压时，则经高压 溢流阀回入油箱。高压蓄能器：高压蓄能器防止油压的瞬时波动，当供油总 管油压下降时，高压蓄能器释放压力，维持系统压力。低压蓄能器：低压蓄能器装在回油管路上，它作为

9、一个缓 冲器，在负荷快速卸去时，吸收回油系统的消除排油压力 波动。无压回油：保护动作后的危急遮断安全油，要求不能形成有压回油：机组运行中油动机正常调整的泄油以及机组跳 闸后油动机的泄油。压力，一路包括AST, OPC油通过电磁阀，另一路是通过隔膜阀。 AST油压：危急遮断油压，AST电磁阀组动作泄掉的油压。 OPC油压：快速关闭调门和逆止门，防止甩负荷或其他原 因造成汽轮机超速。 ASP油压:ASP油压一般为监视油压，是AST油压的一般左右, 用来监视AST电磁阀的好坏，或者做机组跳闸通道试验时 使用。危急遮断系统位于前轴承座上的隔膜阀，提供了高压抗燃油系统的AST(自动停机遮断)部分和润滑油

10、系统的机械超速和手动停 机部分之间的接口。通过泄去隔膜阀上部的润滑油压，会 使弹簧开启隔膜阀，泄去AST油而停机。润滑油和抗燃油 彼此相互不接触。四个自动停机遮断电磁阀(20/AST)，正常运行时励磁关闭。 当电磁阀打开，总管泄油，导致所有蒸汽阀关闭而停机。 通过串并联布置，具有多重保护性。两个超速保护控制电磁阀(20/OPC),受DEH控制器控制， 布置为并联。正常运行时失磁关闭，转速超过103%时打开, 使调节汽阀和再热调节汽阀立即关闭。空气通道止回阀油动空气引导闽机械超速及 I断:由忘、再热调节汽賀油切机；JPC追断油总管寺荷阀再據调节汽阀（2个）解调器EH油遮断试验卜-主汽阀（2个）无

11、压力回危急遮断油总管快速卸荷阀调节汽阀（6个）DEH调节系统的液压系统图调速系统调速系统的组成调速系统的作用调速系统的任务调速系统的要求调速系统的动作过程调速系统最基本的组成部分包括: (1)感受元件：调速器(或调压器) (2)传动放大机构：错油门，油动机 (3)配汽机构：调速汽门及传动装置(4)反馈装置调速系统最基本组成部分的作用(1) 感受元件：在发电机电热负荷变化时，感受到汽轮机的转速变 化或抽汽压力变化，并将此变化转变成其他物理量变化。(2) 传动放大机构：当汽轮机的转速发生变化时，调速器或调压器 发出的位移和油压的变化信号值是很小的，而大容量机组中，调 速汽门的自重及其受到的蒸汽作用

12、力却比较大，因而用此信号直 接操纵调速汽门是不可能的，需将信号加以放大后，再去控制调 速汽门，这个任务则由传动放大机构来完成。(3) 配汽机构：配汽机构包括传动装置和调速汽门，其作用是接受 传动放大机构放大后的信号，使调节汽门开度变化，调节汽轮机 的进汽量。(4) 反馈装置：在调节过程中，当油动机活塞因错油门滑阀动作而 动作时，又通过一定的装置反过来影响错油门滑阀的动作，使错 油门滑阀回到中间位置。这种油动机对错油门的反作用称为反馈。 反馈是调节系统不可缺少的环节之一，因为只有反馈才能使调节 过程较快的稳定下来，不致在调节过程中产生振荡，从而使调节 系统具有很大的稳定性。调速系统的基本任务:

13、(1)汽轮机独立运行，当工况发生变化时 调节汽轮机的进汽量，使之转速保持在规 定范围内； (2)汽轮机并入电网运行，当电网周波变 化时，调整汽轮机负荷，使之保持在规定 范围内；(3)对于带调节抽汽的汽轮机来说，当汽 轮机工况发生变化时，调整抽汽压力在规 定范围內。调速系统应满足下列要求:1当主汽门全开时，调速系统应能维持汽轮机空 负荷运行。2、当汽轮机由满负荷突然甩负荷时，调速系统应 能维持汽轮机的转速在危急保安器的动作转速 以下。3、主汽门和调速汽门阀杆、错油门、调速系统连 杆上的各连接装配应没有卡涩和松动现象，当 负荷改变时，调门应平均而平稳地移动，当系 统负荷稳定时，负荷不应晃动。4、当

14、危急保安器动作时，应保证主汽门关闭严密。调速系统的动作过程开生汽阀关主汽阀快速卸载伺服放人器高压供汕单侧汕动机冋汕丄汽阀危总遮断隔绝阀滤网卜电液转换器线性位移泾动变送器控制器米信号快速卸载阀高压上汽阀和调节汽阀的工作原理图四、危急遮断系统的构成电磁阀及控制块 机械超速保护与手动遮断危急遮断系统自动停机危急遮断系统(AST)超速保护控制系统(OPC)危机跳闸控制装置(ETS)AST系统的作用：AST是汽轮机紧急停机保护，它通过四个AST电磁阀实现.当汽轮机的某个参数达到停机值 时,AST电磁阀失电打开，泄去安全油，汽轮机各汽门 迅速关闭。四个AST电磁阀分两组，分别为一通道和 二通道，这样既可以

15、防止误动也可以防止拒动。OPC系统的作用：OPC是汽轮机的超速保护，它通过两个OPC 电磁阀实现当汽轮机转速达到103%(BP3090rpm)或 甩负荷时,OPC电磁阀打开,OPC动作，关闭高中压调门 和各抽汽逆止门。（一）、电磁阀及控制块1、危急遮断控制块2、空气引导阀3、跳闸试验块组件1、危急遮断控制块危急遮断控制块OPC电磁阀（单向阀（逆止阀，两只）超速保护(OPC)电磁阀OPC正常：关闭状态当n103%n0时,励磁打开,OPC油管泄放，相应的快速 两个电磁阀并联布置， 一路拒动，另一路仍可动作卸荷阀开启，使GV、IV关闭。当n103% %时，DEH控制器的OPC控制又使电磁 阀关闭，G

16、V、IV重新开启。(1) 自动停机危急遮断(AST)电磁阀AST-1AST-3 AST:Automatic Shift Trip,自动危急遮断。四个电磁阀串并联布置两个阀并联组成一个通道，通道一和通道二串联。通道中任何一个电磁阀打开，该通道泄放。必须两个通道同时处于泄放状态，AST油路的油才会泄放。AST-2AST-4若有一只不会因某个电磁阀拒动而妨碍AST油路的泄压, 电磁阀误动作，不会使AST油泄压。| EHAST(2) 电磁阀的工作原理两级阀第一级阀：电磁铁控制ETS正常时带电关闭第二级阀：油压控制，安全油卸载阀-当参数超限时，ETS使电磁铁失电,一级阀开启，二级阀左移，保安油泄压。OP

17、C(4) 单向阀AST 安装在AST和OPC之间当OPC油路泄压时，维持AST的油压，主汽门全开， GV、IV关闭。AST电磁阀动作，贝IJOPC油压也下跌，关闭所有阀门。侈一电昭回追电 OPCZh力汙关乱 ft号.所有门块 旻.AST亀级感试脸： AST1总3劝作ASP1 叙氷号.AST2戎.4动 件ASPP JC沐号.两 *动 ft AST A ZE 力AST与OPC动作关系 EH油泵出来的油经过每个油动机内部的一个 节流孔和一个逆止阀后来到AST母管（OPC油 是经过调门油动机出来到OPC母管，AST油是 经过主汽门油动机出来到AST母管，而且OPC 母管到AST母管是有单向阀的，也就是

18、说OPC 这路能到AST,但是AST这路不能到OPC,所 以当OPC电磁阀动作，OPC油卸压后调门关闭 而主汽门不动作。但是如果AST电磁阀动作， AST油卸压后，由于OPC的压力比AST高，所 以OPC也通过单向阀流到AST管路而同时卸压, 这时调门和主汽门同时关闭。2、空气引导阀OPCOPC压缩空气进口OPC屯止门用于控制供给气动 抽汽逆止门的压缩 空气-当OPC母管有压 力时，排大气 口封住，压缩空气去逆止门。 -当OPC母管无压 力时，阀关闭， 压缩空气排大 气。3、跳闸试验块组件作用：监视EH油压低和试验各压力开关的系统。关关关 为双通道，有两个压力表，两个电磁阀，两个控控道道 通通

19、 r 71、- 2、 EH油压低时，压力开关动作，ETS跳闸，AST电 磁阀动作，关闭进汽阀。 机组正常运行时，可试验，两个通道单独试验,可手动，可遥控。 节流孔在试验时，不会使EH系统油压泄压。（二）、机械超速保护与手动遮断1、隔膜阀2、机械超速保护和手动遮断的动作原理3、超速试验及注油试验1、隔膜阀动作原理当汽轮机正常运行时，脱扣油通入阀盖内 隔膜阀的上部腔室中，其作用力大于弹簧 约束力，隔膜阀处于关闭位置，切断危急 遮断油总管通向回油的通道，使调节系统 能正常工作。当机械超速机构或手动遮断 杠杆动作時，通过虽急遮断滑阀泄插，可 使该范围内的润滑油压局部下降或消失， 弹簧打开隔膜阀，泄去危

20、急遮断总管上的 安全油，通过快速卸载阀，快速关闭所有 进汽阀和抽汽阀，实现紧急停机。危急遮断油（抗燃油）隔膜阀作用：封闭自动停机危急遮断总管中的高压抗燃油的 泄油通道，当润滑油系统压力降到不允许的程 度时，通过EH油系统遮断汽轮机。原理：润滑油压消失开启 隔膜阀，AST泄油。危急事故油（透 平油）阀芯2、机械超速危急遮断当汽轮机转速达到210%额定转速时，危急 保安器动作，通过隔膜阀卸去AST油，关闭 高中压主汽门和高中压调门，实现停机。危急遮断油（抗燃油）动作 原理当机组正常运行时，飞锤因偏心所产生的离心力,不足以克服弹簧反方向的约束力，飞锤不时，飞锤外移，偏心距加大，根据飞锤的设计鵬瞬器转速后离心力增加克服出击的飞锤作用在脱扣碰钩上，使碰钩围绕 其短轴旋转，带动