汽轮机四六章

1、第一节 汽轮机调节系统的任务与型式 4.14.1 汽轮机调节系统的任务与型式汽轮机调节系统的任务与型式 IPIPLPLPG G锅炉锅炉高压缸高压缸中压缸中压缸凝汽器凝汽器再热器再热器主汽阀主汽阀调节阀调节阀低压缸低压缸中压主汽阀中压主汽阀中压调节阀中压调节阀过热器过热器LPLP中间再热机组主再热蒸汽系统中间再热机组主再热蒸汽系统HPHP第一节 汽轮机调节系统的任务与型式 4.14.1 汽轮机调节系统的任务与型式汽轮机调节系统的任务与型式一、调节系统的任务 1. 1.供应用户足够的电量，及时调节汽轮机的功率以满足外界用供应用户足够的电量，及时调节汽轮机的功率以满足外界用户的需要；户的需要； 2.

2、2.保证汽轮机的转速在规定范围内，从而把发电频率保证汽轮机的转速在规定范围内，从而把发电频率维持在规定的范围内。维持在规定的范围内。 机组的转速，即电网频率由转子运动的平衡方程确定。机组的转速，即电网频率由转子运动的平衡方程确定。095559555triTtGhPMnn231234eMkk nk nk n转子上转子上的力矩的力矩蒸汽主力矩蒸汽主力矩发电机电磁阻力矩发电机电磁阻力矩摩擦阻力矩摩擦阻力矩teftedIMMMMMdt转子运动方程转子运动方程fM相对很小，可以忽略。相对很小，可以忽略。60nPf 电网负载减少，阻力矩特性线变为电网负载减少，阻力矩特性线变为M Me2e2 4.14.1

3、汽轮机调节系统的任务与型式汽轮机调节系统的任务与型式,0tedMMdt,0,tedMMndt电网负载与功率平衡时：电网负载与功率平衡时：力矩力矩转速转速MtMe2Me1naanbb力矩力矩转速转速Mt1Me2Me1naanbbMt2cnc231234eMkk nk nk ntedIMMdt具有自动调节的系统，当负载减小，具有自动调节的系统，当负载减小，转速升高时，调节系统减小机组进汽量。转速升高时，调节系统减小机组进汽量。蒸汽主力矩特性线变为蒸汽主力矩特性线变为M Mt2t2，095559555triTtGhPMnn 4.14.1 汽轮机调节系统的任务与型式汽轮机调节系统的任务与型式二、调节系

4、统的型式二、调节系统的型式按结构特点分为两种：液压调节系统和电液调节系统。按结构特点分为两种：液压调节系统和电液调节系统。液调液调 电调电调 设设备备方方面面转速测量转速测量 弹性调速器、旋转阻尼弹性调速器、旋转阻尼及脉冲泵（测量范围在及脉冲泵（测量范围在30003000转转/ /分附近，非线分附近，非线性）性）磁阻发讯器（测量范围磁阻发讯器（测量范围大大0 040004000转转/ /分，线性）分，线性）功率测量功率测量 无无 发电机有功功率发电机有功功率 油动机油动机 机械平衡式油动机机械平衡式油动机 电液伺服油动机电液伺服油动机 调节器调节器 比例（有差）调节比例（有差）调节 PIPI（

5、无差）调节（无差）调节 承受干扰的承受干扰的能力能力受油质、油温影响大，受油质、油温影响大，承受干扰能力弱承受干扰能力弱 受油质、油温影响小，受油质、油温影响小，承受干扰能力强承受干扰能力强 4.14.1 汽轮机调节系统的任务与型式汽轮机调节系统的任务与型式控控制方制方功面功面能能系统迟缓率系统迟缓率 0.20.20.5% 0.5% 0.06% 0.06% 升速控制升速控制手动升速手动升速 自动升速自动升速 升速率和升升速率和升负荷率负荷率 手动升速手动升速 自动升速自动升速 功率控制功率控制 开环控制（不能克服内扰）开环控制（不能克服内扰）闭环控制（能够克服内扰）闭环控制（能够克服内扰）主汽

6、压控制主汽压控制 无此功能无此功能 有此功能，可以实现快速有此功能，可以实现快速调节调节运行、维护及调试难度运行、维护及调试难度 较难较难 较易较易 综合综合评价评价调节控制品调节控制品质质 低低 高高 自动化程度自动化程度 低低 高高 对电厂综合对电厂综合自动化的适自动化的适应能力应能力低低 高高 4.2 4.2 液压调节系统液压调节系统转速感受机构转速感受机构径向脉冲径向脉冲油泵（转速转换为油压）油泵（转速转换为油压）传动放大机构传动放大机构压力变送压力变送器、错油门、油动机等。器、错油门、油动机等。（油压转换、放大为位移）（油压转换、放大为位移）配汽机构配汽机构调节阀及其与调节阀及其与油

7、动机间的连接机构。油动机间的连接机构。（位移转换开度）（位移转换开度）第二节 液压调节系统一、液压调节系统的工作原理 4.2 4.2 液压调节系统液压调节系统PnxmP1P2配汽机构配汽机构特性曲线特性曲线传递特传递特性曲线性曲线调速器特调速器特性曲线性曲线调节系统静调节系统静态特性曲线态特性曲线调节系统的四方图调节系统的四方图n n2 2油动机位移油动机位移功率功率转速转速调速器位移调速器位移n n1 1 4.2 4.2 液压调节系统液压调节系统稳定工况下，汽轮机功率稳定工况下，汽轮机功率和转速之间的关系。和转速之间的关系。（一）速度变动率（一）速度变动率1.1.速度变动率的定义速度变动率的

8、定义 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比，称为调节系统的小转速之差，与汽轮机额定转速之比，称为调节系统的速度变动速度变动率率，或称为速度不等率，其表达式为：，或称为速度不等率，其表达式为：maxmin0100%nnnmaxnnpminn大小 速度变动率决定了静态特性曲线的倾斜程度。一般速度变动率速度变动率决定了静态特性曲线的倾斜程度。一般速度变动率在在3%-6%3%-6%之间。之间。 4.2 4.2 液压调节系统液压调节系统二、液压调节系统的静态特性二、液压调节系统的静态特性nPP2n2P1n

9、1n2单机运行单机运行nPP2P1n1n2并网运行并网运行P1P2 4.2 4.2 液压调节系统液压调节系统2.2.速度变动率对机组运行的影响速度变动率对机组运行的影响 当外负荷变化时，并网机组的总功率与电负荷失衡，引起电当外负荷变化时，并网机组的总功率与电负荷失衡，引起电网频率变化，并网机组按各自静态特性曲线改变功率，使机组功网频率变化，并网机组按各自静态特性曲线改变功率，使机组功率变化等于总负荷变化，这个过程叫做率变化等于总负荷变化，这个过程叫做一次调频一次调频。电网总负荷变化量在电网总负荷变化量在参加一次调频的各机参加一次调频的各机组间如何分配？组间如何分配？P1n1nPnPn2P2P1

10、P2P2P1112 4.2 4.2 液压调节系统液压调节系统速度变动率小的机组，承担负荷的变化大，一次调频能力强。速度变动率小的机组，承担负荷的变化大，一次调频能力强。速度变动率大的机组，承担负荷的变化小，一次调频能力弱。速度变动率大的机组，承担负荷的变化小，一次调频能力弱。 不同性质机组对速度变动率不同性质机组对速度变动率的要求不一样：的要求不一样：带基本负荷机组的速度变动率较大，一般为带基本负荷机组的速度变动率较大，一般为4%-6% 4%-6% ；尖峰负荷机组尖峰负荷机组3%-4%3%-4%。速度变动率不能太大或太小。速度变动率不能太大或太小。max0IInPPn（二）迟缓率（二）迟缓率

11、4.2 4.2 液压调节系统液压调节系统1200100%100%nnnnn0.2% 0.5%纯液压调节系统纯液压调节系统0 .0 6 %功频电液调节系统功频电液调节系统 带状区域的宽度表示该调节系统迟缓的程度，用调节系统的带状区域的宽度表示该调节系统迟缓的程度，用调节系统的迟缓率迟缓率表示。表示。xmnn1n2P汽轮机单机运行，迟缓率会引起机组转速波动。汽轮机单机运行，迟缓率会引起机组转速波动。汽轮机并列运行，迟缓率会引起机组的功率的晃动。汽轮机并列运行，迟缓率会引起机组的功率的晃动。nP0nn 0n0000nnnnnPPPPnPnnPPn0nP单机运行单机运行并网运行并网运行迟缓率对机组运行

12、的影响迟缓率对机组运行的影响 4.2 4.2 液压调节系统液压调节系统（三）汽轮机运行对调节系统静态特性的要求（三）汽轮机运行对调节系统静态特性的要求0nn（1 1）并列容易。）并列容易。（2 2）并网初始负荷变动较小，防止并网带负荷过大，）并网初始负荷变动较小，防止并网带负荷过大，导致机组加热过快，产生较大的温差应力和胀差。导致机组加热过快，产生较大的温差应力和胀差。2P1Pn（3 3）满负荷时不会过载。）满负荷时不会过载。连续，光滑，单调，沿功率增加方向向下倾斜。连续，光滑，单调，沿功率增加方向向下倾斜。空负荷、低负空负荷、低负荷及满负荷处荷及满负荷处较陡，中间区较陡，中间区域较平坦。域较

13、平坦。合理的静态特合理的静态特性曲线的形状性曲线的形状整体速度变动率在合格范围内，且保持一定的一次调频能力，中间整体速度变动率在合格范围内，且保持一定的一次调频能力，中间段的最小局部速度变动率不得小于整体速度变动率的段的最小局部速度变动率不得小于整体速度变动率的4040 。nP0静态特性曲线静态特性曲线 4.2 4.2 液压调节系统液压调节系统三三 同步器同步器 4.2 4.2 液压调节系统液压调节系统同步器：能够平移静态特性曲线的装置。同步器：能够平移静态特性曲线的装置。1.1.为什么采用同步器？为什么采用同步器？单机运行：单机运行：转速随负荷的变化而变化，供电质量无法保证。转速随负荷的变化

14、而变化，供电质量无法保证。并网运行：并网运行：电网频率不变时，机组只能带一个与该转速相对电网频率不变时，机组只能带一个与该转速相对 应的固定负荷，不能随用户用电量的变化而变化。应的固定负荷，不能随用户用电量的变化而变化。 4.2 4.2 液压调节系统液压调节系统2. 2. 同步器的工作原理同步器的工作原理二次调频:电网频率不正常时，通过平移某些机组的静态特性曲线，增加或减小这些机组功率，以恢复电网的正常频率。 4.84.8 供油系统供油系统第八节 供油系统汽轮机油系统包括润滑油系统和汽轮机油系统包括润滑油系统和EHEH油系统。油系统。一、供油系统的作用（一）润滑油系统 1.1.为汽轮机各轴承提

15、供润滑用油，在轴承的轴瓦与转子的轴颈为汽轮机各轴承提供润滑用油，在轴承的轴瓦与转子的轴颈之间形成油膜，带走由摩擦产生的热量和高温转子传来的热量；之间形成油膜，带走由摩擦产生的热量和高温转子传来的热量； 2.2.提供汽轮机危机遮断保护系统用油；提供汽轮机危机遮断保护系统用油； 3.3.提供发电机高压备用密封油。提供发电机高压备用密封油。（二）EH油系统 1.1.为汽轮机调节控制系统提供高压油；为汽轮机调节控制系统提供高压油； 2.2.提供汽轮机保护系统安全油。提供汽轮机保护系统安全油。 4.84.8 供油系统供油系统第二节 汽轮机的启停方式 将汽轮机转子从静止状态加速至额定转速，并将负将汽轮机转

16、子从静止状态加速至额定转速，并将负荷逐步地加到额定值的过程称为汽轮机的荷逐步地加到额定值的过程称为汽轮机的启动启动。启动过。启动过程是一个加热过程。汽轮机从带负荷状态到减去全部负程是一个加热过程。汽轮机从带负荷状态到减去全部负荷、解列发电机、切断进汽，到转子静止的过程称为汽荷、解列发电机、切断进汽，到转子静止的过程称为汽轮机的轮机的停机停机。停机过程是一个冷却过程。停机过程是一个冷却过程。 合理的启停方式就是在汽轮机各部件金属温度差，合理的启停方式就是在汽轮机各部件金属温度差，转子与汽缸的相对膨胀差在允许范围内，不发生异常振转子与汽缸的相对膨胀差在允许范围内，不发生异常振动，不引起摩擦和过大热

17、应力的条件下，以尽可能短的动，不引起摩擦和过大热应力的条件下，以尽可能短的时间完成汽轮机启动与停机的方式。时间完成汽轮机启动与停机的方式。6 6.2 .2 汽轮机的启停时方式汽轮机的启停时方式4 4按启动前汽轮机金属温度（汽轮机汽缸或转子表面按启动前汽轮机金属温度（汽轮机汽缸或转子表面温度）水平分类。温度）水平分类。 （1 1）冷态启动：金属温度低于）冷态启动：金属温度低于150150180180以下称为以下称为冷态启动。冷态启动。 （2 2）温态启动：金属温度在）温态启动：金属温度在 180180350350之间称为之间称为温态启动。温态启动。 （3 3）热态启动：金属温度在）热态启动：金属

18、温度在350350以上，称为热态以上，称为热态启动。有时热态又分为热态（启动。有时热态又分为热态（350350450450）和极热态）和极热态（450450以上）。以上）。6 6.2 .2 汽轮机的启停时方式汽轮机的启停时方式 3 3按控制进汽流量的阀门分类。按控制进汽流量的阀门分类。 （1 1）用调速汽门启动）用调速汽门启动 （2 2）用自动主汽门和电动主闸门（或旁路门）启动）用自动主汽门和电动主闸门（或旁路门）启动 二、停机方式的划分停机停机正常停机正常停机事故停机事故停机额定参数停机额定参数停机滑参数停机滑参数停机紧急停机紧急停机故障停机故障停机1.1.正常停机正常停机6 6.2 .2 汽轮机的启停时方式汽轮机的启停时方式额定参数停机额定参数停机 滑参数停机滑参数停机 调节门全开，汽轮机负荷随锅炉的蒸汽参数降低而调节门全开，汽轮机负荷随锅炉的蒸汽参数降低而下降直到解列停机，汽轮机的金属温度也随着下降，这下降直到解列停机，汽轮机的金属温度也随着下降，这种停机方式称为滑参数停机。滑参数停机可可缩短检修种停机方式称为滑参数停机。滑参数停机可可缩短检修工期。工期。 从事故发生时的负荷状态，直接脱扣汽轮机。必