透平自动调节

1、1、 名词解释1.自动控制：在人不直接参与的情况下，利用外加的设备或装置使整个生产过程或工作机械自动地按预定规律运行，或使其某个参数按预定要求变化。2.控制对象：被控制的生产过程或设备称为控制对象。3.被控量：通过控制所要维持的工艺参数。4.给定值：被控量所要保持的数值。如汽包水位的给定值 。 5.控制作用量：改变控制机构的位置从而改变控制量的作用。6.扰动 ：除控制作用量外，引起被控量变化的其它因素。 7.比例带：比例放大系数Kp的倒数。8.临界比例放大系数或临界比例带：当比例放大系数增大到某一个值时，系统就会出现等幅振荡，我们称这个值为临界比例放大系数或临界比例带。9. 固有调节特性：10

2、.调节系统的静态特性：11.不均匀度 ：满载转速与空载转速之差除以平均转速。12. 不灵敏度：在调节系统中，由于存在摩擦、间隙等原因，不可避免的要产生一不灵敏区域。不灵敏区越大，灵敏度越差，单值对应性的破坏越严重，且可能导致机组稳定性的破坏和动态超速的激增，对机组运行非常不利。13. 四象限图：14. 一次调频：电负荷改变，因而引起电网频率变化时，电网中的全部并列运行的机组均自动按其静态特性承担一定的负荷变化以减小频率的改变，这叫做一次调频。15. 二次调频:当电网频率不正常时（即电网输出输入的能量不相适应），可通过同步器增加或者降低某些机组的功率以恢复电网的正常频率，这叫做二次调频。16.

3、超速试验：通过同步器的工作，使得机组转速达到额达转速的110112，以试验危急遮断器动作转速是否正确的试验。 17. 危急遮断器：防止机组出现超速事故的装置，在机组转速达到额定转速的110112%动作使得机组紧急停机。18. 甩负荷：发电机组瞬间从电网解列，失去电负荷。19. 全液压调节系统：离心泵的转速变化可以通过油泵的压力变化反映出来，成为机组速度调节的控制信号，省掉了通常的机械式调速器。使用机械式调速器的液压系统称为机械-液压系统，用离心泵做转速发送器的液压-液压系统就称为全液压系统。20. 工业透平：是为工业部门专门设计的，其用途非常广泛，而且工业透平的自动调节与电站透平有不同之处。2

4、1. 多参数调节：指调节对象的被调参数不只一个而同时有多个。22. 单元机组：一机一炉或一机两炉的机组。23. 母管制：即许多蒸汽参数相同的锅炉将其产生的蒸汽送入到共同的母管中，然后许多蒸汽参数相同的透平由母管中取用蒸汽，在机炉之间没有一一对应的关系。24. 功频电液系统：系统包括电调和液压放大两部分。电调部分包括测功测频和校正单元，液压放大部分包括滑阀和油动机，它们之间由电液转换器相连。2、 填空1. 自动控装置的组成：测量变部件、运算部件、执行机构。2. 控制器参数整定法： 稳定边界法、衰减曲线法、响应曲线法。 3. 最常用的输入信号：阶跃、斜坡、抛物线、脉冲和正弦。4. 汽轮发电机运行要

5、求：电压不变；频率不变；功率等于负荷。5. 透平自动调节的方式：喷嘴调节、节流调节、旁通调节。6. 透平自动调节的本质：固有特性的改变。7. 并列运行的机组对要求：他们的一般应该很相近。8. 工业透平的主要形式有：背压式 、 冷凝式 、抽气式。9. 抽汽式透平调节调节方式:联系调节、不联系调节。10. 单元机组调节两方式有：燃烧调节法和压力调节法。11. 单元机组的运行方式：定压运行 、滑压运行。12. 单元机组等压运行：是透平在不同工况运行时，依靠改变调节阀的开度来改变机组的功率，新汽压力是维持不变的。13. 单元机组滑压运行：是指透平在不同工况运行时，不仅主汽门全开的，而且调节阀也是全开的

6、，靠改变新汽压力来改变机组的功率，新汽压力随机组工况在不断变化。14. 数字电液调节系统的组成：（1）电子控制器 （2）操作系统 （3）油系统 （4）执行机构 （5）保护系统 3、 简答1. 自动控制系统的类型 按给定值变化规律分类：恒值控制系统 、程序控制系、统随动 控制系统。 按控制系统结构分类：闭环控制系统、开环控制系统，复合控 制系统。 按控制系统的闭环回路数分：单回路、多回路控制系统。 按被控量数目分类：单输入单输出 多输入多输出。 按控制作用的形式分类：连续控制系统，离散控制系统，继电 作用控制系统。 按系统特性分类：线性控制系统，非线性控制系统。2. 典型环节的数前馈一反馈复合控

7、制系统:工程上常将前馈与反馈结合起来，构成前馈一反馈复合控制系统。 学模型a.比例控制：简称P控制 比例放大系数Kp是比例控制唯一的特性参数，它表示了比 例作用的强弱。它的倒数称比例带(或称比例度)。比例控制规律还有另外一个显著特点就是有差控制。b.积分控制：简称 I 控制 积分控制输出的变化率与偏差成比例。只要偏差不为零，积分控制的输出就不会停止变化。积分控制有消除稳态误差的能力，这是积分控制最显著的优点。c.微分控制 :简称D控制 微分控制的输出，反映了偏差变化的速度。这可以使偏差只有变化倾向而未产生实际的变化时就产生控制作用，阻止被控变量进一步的变化，加快控制系统的响应。微分控制的这种特

8、性可以称为“超前控制”。这种控制作用特别适合于惯性较大的被控对象。 3. 前馈一反馈复合控制系统:定义：工程上常将前馈与反馈结合起来，构成前馈一反馈复合控制系统。作用：由于反馈控制有消除偏差的能力，前馈控制在复合控制系统中仅起“粗调”作用就可以了，不必要求一定要完全补偿主要扰动的影响。前馈控制把主要扰动的影响降低到一定程度后，余下的部分可以通过反馈的“细调”作用来补偿，这就减低了对前馈控制器的要求。4. 前馈控制的不变性原理Gpd(s)是被控对象扰动通道的传递函数，Gpc(s)是被控对象控制通道的传递函数。当扰动D(s)作用于系统时，将使系统的被控变量发生变化，如果我们同时测量扰动， 并让扰动

9、通过一个传递函数为Gff(s)的前馈控制器，并通过被对象的控制通道使被控变量也产生一个变化，当两个输出大小相等，方向相反时，被控变量将不发生任何变化，好像与扰动无关。这就是前馈控制的不变性原理。5. 串级控制系统定义：两个控制器串联工作，且一个控制器的输出作为另一个控制器的给定值的控制系统。作用：a.能快速消除二次扰动对被控量的干扰。 b.改善了控制对象的动态性。6. 和 的关系：假定机组 =5%，=0.5%。单机运行时，机组功率与电负荷平衡，机组转速在=0.5%范围内随意不定。机组在电网中并列运行时，转速与电网频率严格保持同步，转速基本恒定，机组功率将在较大范围内随意不定。7. 同步器的功用

10、a.单机运行时调整机组的转速，即同步器一定位置规定了机组的一定转速，叫做“转速给定”；b.并列运行时调整机组的功率，即同步器一定位置规定了机组的一定功率，叫做功率给定。c.当电网频率正常时，可通过同步器调整各机组间的功率分配（负载的总功率并不改变）。d.当电网频率不正常时（即电网输出输入的能量不相适应），可通过同步器增加或者降低某些机组的功率以恢复电网的正常频率，这叫做二次调频。8. 段流式放大器的特点：a. 在任何稳定工况，油口关闭，无经常性耗油。但为调节阀的快速动作，油动机要耗费大量的压力油。b. 工作能力极大，且与调速器套筒的位置无关c. 平衡状态下滑阀始终在滑阀套的中间位置。其静态特性

11、与杠杆相似。d.自定位能力极强，较好保证单值对应性.e.反馈越弱，不均匀度 越小，信号放大倍数越大，输出的控制信号越强。f.对油压不敏感。9. 通流式放大器的特点：a. 在任何稳定工况下，都有经常性耗油。b. 工作能力较断流式放大器小.c. 采用矩形油口时，控制滑阀的位移z应尽量小，否则应采用特殊油口。d. 弹簧起反馈作用。弹簧刚度越大，反馈越强。e. 改变通流式放大器静态特性的方法很多。f. 通流式放大器的自定位能力较差g. 通流式放大器能方便地以无杠杆液压联系来实现信号和控制的传递与综合。10. 齿轮泵供油特点：a. 齿轮泵是一种容积泵，具有自吸能力，不另需供油设备。b. 齿轮泵PQ特性曲

12、线为垂直线，略有弯曲。c. 当量面积f越小，阻力R越大，当量面积f越大，阻力R越小。问题：机组在平衡工况下运行时，f30时，油泵工作在A点， f3>0时，油路阻力降低使油泵工作在B点。油泵的排油量不变且润滑油量减少Q,断流式放大器的工作油量通过润滑油的减少来获得。调节系统越希望油动机快速动作，油动机耗油量越大，油压和润滑油量下降就越严重，这对调节系统与润滑系统都很不利，因此需要补偿解决办法：a.润滑油量不足补偿将油动机排油引入润滑系统。但同时排油压力略有提高，使油动机的工作能力有所降低。b.供油压力下降的补偿油动机的快速动作使调节系统当量面积增加f3，此时在自动减压阀的配合下，润滑系统当

13、量面积fg下降f3， 即fg+f3保持不变。则油泵的工作点将保持在A点近似不变.11. 离心泵供油特点：齿轮泵n低，流量少，效率低，已不能适应发展的需要，而离心泵便于主轴直接拖动，转速高，容量大，且具有较高的效率。问题及解决办法： 离心泵自吸能力差，在进口要保证0.030.05MPa的表压，因此我国各制造厂广泛应用射油器作为离心泵供油设备。 压力油经过射油器压力降低，油箱中被抽出的油压力升高，射油器就是利用这个压差从油箱中抽油。12. 高压抗燃油系统 组成：油箱、管道、蓄能器、控制件、叶片泵、电动机、滤油器以及热交换器。EH油系统与润滑供油系统分离的原因：a. 大型机组供油动机用的动力油和供轴

14、承用的润滑油压力相差越来越大.b. 动力油系统与润滑油系统的介质不同.c. 动力用油和润滑用油对清洁度要求不同.13. 全液压调节系统问题：脉动油压信号弱，工作能力小；油压波动对正常工作的干扰大。 解决办法：a通过多次放大解决脉动油压信号弱的问题b.把调节系统的工作油路和脉动油路分开，用单独的两个离心泵来分别供油，调节时对脉动泵油压的干扰大大减小。 14. 调节系统与安全保护的关系自动调节兼负安全保护的作用，安全保护也在向自动 调节方面发展。15. 危急遮断器工作原理：对于大功率透平发电机组而言，为了增加机组的安全性，往往在一个主轴上装有两个危急遮断器，并且能够在带负荷的情况下单个进行喷油试验

15、以检查其灵活性并增加其可靠性在这种情况下应使n2>nH以保证在电网并列运行的条件下停止喷油试验后飞环能自动复位，否则将增加额外的油路和操作。16. 工业透平的特点：1. 工作可靠、不依赖于外部电源、过载能力大2. 可以用于热能电能的联合生产3. 可利用工业部门产生的废热（如硫酸厂、炼钢厂）4. 可以满足高速、变速、大功率拖动的要求17. 背压式透平调节的调节方式及特点a. 按电负荷运行：热能用户大而电能用户小，供热不足由热网或者抵押锅炉来补足，需设速度自动调节以保证电负荷的频率。b. 按热负荷运行：电能用户大而热能用户小，供热不足由电网来补足，机组频率和电网保持同步，速度调节不工作；为了

16、保证供热压力恒定，需设压力自动调节.18. 抽汽式透平调节A. 不联系调节： 工作方式： a.假定电负荷变化而热负荷不变，电负荷增加，机组转速n低， 调速系统开大高压调节阀，功率增加，同时进汽量的增加引起 抽汽压力Pe增加，调压系统开大低压调节阀。高压调节阀和 低压调节阀动作方向相同. b.假定热负荷变化而电负荷不变，热负荷增加，抽汽压力Pe 降低，调压系统关小低压调节阀以维持抽汽压力的恒定，低压 透平功率降低，总功率降低，调速系统开大高压调节阀维持功 率平衡。高压调节阀和低压调节阀动作方向相反。 缺点：无论是电负荷变化还是热负荷变化，调速系统和调压系 统都要投入工作。B. 联系调节： 19.

17、 冷凝式透平调节 转速调节：和电站透平调节没什么差别 进汽压力调节：当工业透平只与废热锅炉配合运行发电时采 用。透平进汽压力作为被调参数时（冷凝透平只有一个调节元 件只能有一个被调参数），透平转速只能靠电网维持，机组单 独运行则频率不稳。甩负荷时，转速调节要投入工作。 变速调节：拖动范畴，被调参数通常为泵、压缩机或风机的流 量或出口压力，称变速流量调节或变速压力调节。20. 背压式透平调节 转速调节：常用于单独运行，按电负荷工作，热负荷由旁路或 辅助锅炉保证。 背压调节：电负荷大于热负荷，按热负荷工作，调压器控制透 平调节阀。机组频率由并列运行的其它机组来维持。 进汽压力调节：只与废热锅炉配合

18、发电时可以采用，由调压器 来控制透平调节阀，机组频率由电网维持，背压由旁路或辅 锅炉维持，甩负荷时调速器应投入工作。 变转速调节：同冷凝式透平。21. 抽汽式透平调节 转速抽汽压力调节：由调速器和调压器同时控制透平的高压 调节阀和中压调节阀，在一定范围内能同时满足热电两者需 求，是基本运行方式。 进汽压力抽汽压力调节：当只与废热锅炉配合运行发电时常 采用。机组的转速由电网来维持，甩负荷调速器须投入工作。 变速调节：被拖动的泵或压缩机的流量或压力必须作为一个 被调参数，两个调节元件，可以同时有两个被调参数，则另 一个可选抽汽压力以满足热负荷的需求。22. 中间再热机组的问题解决办法 A.动态超速

19、问题、功率滞后问题 B.单元机组问题23. 解决中间再热机组问题的办法 动态超速问题中压联合汽门 ：中压联合汽门是蒸汽由中 间再热器回到中压缸之前的两个阀门，即中压调节阀和中压截 止阀。其中，中压调节阀主要是为了甩负荷时防止机组过分超 速而设置的；中压截止阀的作用则完全和高压主汽门的作用相 似。 机炉最小负荷不一致问题旁路系统：24. 单元机组的调节方式： a.燃烧调节法:在单元机组调节中的所谓“燃烧调节法”就是 用锅炉的出口汽压P去控制锅炉的燃料供给。有以下特点：1、 采用燃烧调节法时利用了锅炉的蓄存能力来参加电网的 一次调频。但为了机炉的安全运行，锅炉的汽压P不能过大。 2、由于锅炉汽压P的变化，实行的平衡工况需要较长的过 渡时间才能达到。b.力调节法就是用锅炉出口汽压P去控制透平的调节阀 ，而用透平的转数n去控制锅炉的燃料供给阀 ，25. 单元机组滑压调节的特点 变压运行时透平各级的蒸汽温度受工况变化的影响小，比等压运行时易于为此不变，因此，对机组在变工况下的热应力和热变形等都是非常有利的。 从锅炉看，变压运行较易维持新汽温度（一次汽温）和再热温度（二次汽温）在较大范围内不变