汽轮机设备及系统课件

汽轮机设备及系统（二）汽轮机控制装置的发展经历了如下几个阶段：

1、最早:机械式液压调节系统MHC--MechanicalHydraulicControl

2、60年代初:电液调节系统EHC--Electro-HydraulicControl

->EHC与MHC并存

3、60年代中:模拟电液系统AEH--AnalogElectro-HydraulicControl->AEH纯电调(60年代末)

4、80年代及以后:数字电液系统DEH--DigitalElectronicHydraulicControl

或MEH--Microprocessor-basedElectro-HydraulicControl

自动调节器的基本动作规律三种基本控制作用：比例调节作用（简称P作用）积分调节作用（简称I作用）微分调节作用（简称D作用）再热式汽轮发电机组调节特点主蒸汽压力对汽轮机静特性的影响汽轮机静特性是指在稳定状态下汽轮机转速与汽轮机输出功率的对应关系主汽压力的波动必然引起蒸汽作功能力的变化中间再热器对汽轮机控制的影响汽轮机超速问题中间再热器容积的存在，使汽轮发电机适应负荷变化的能力降低3.1概述数字式电液液控制系统统具有下列列优点具有适应机机组工艺流流程改进的的灵活性带负荷时可可以根据需需要实现喷喷嘴调节与与节流调节节的双向切切换能实现汽轮轮机自启动动、监视和和自动负荷荷控制具有CRT显示示运行参数数、趋势记记录及打印印功能具有系统的的数据传输输功能，能能方便地与与其他系统统进行通信信3.2DEH的组组成、功能能与运行方方式DEH控制制系统的组组成汽轮发电机机组参数的的测量数字控制器器液压部分电液转换器器DEH控制制系统的组组成DEH控制制系统的基基本功能汽轮机的自自动控制设置有转速速控制回路路和负荷控控制回路根据电网要要求参与一一次调频设置DEH的目目标转速，，目标负荷荷，负荷上上、下限及及负荷变化化率，以及及转速变化化率能自动地迅迅速冲过临临界转速区区控制程序中中设有调节节级压力和和功率控制制回路，可可以在机组组并网后由由运行人员员选择是否否投入或切切除该控制制回路能适应冷态态、温态、、热态启动动具有阀门管管理功能具有CCS接口，可可以遥控操操作重要模拟量量和开关量量的三选二二处理可通过操作作按钮或键键盘，对高高、中压主主汽门和调调门进行全全程阀门试试验DEH控制制系统的基基本功能汽轮机超速速保护（OPC）甩全负荷保保护甩部分负荷荷保护超速保护汽轮机状态态监视运行参数曲曲线，差胀胀和轴向位位移，轴城城振动，轴轴承温度，，调节级温温度，汽温和壁温温，进水检检测，故障障显示，发发电机参数数，定子温温度汽轮机自启启停（ATC）ATC启动动ATC负荷荷控制DEH控制制系统的运运行方式操作员自动动（OA、AUTO）汽轮机自启启动（ATC）变更转速、、改变升速速率、产生生转速保持持、改变负负荷变化率率、产生负负荷保持ATC控制制、ATC监视、ATC进行行自动同步（（AS）遥控-协调调控制DEH接受受CCS来来的负荷增增、减，脉脉冲信号，，运行人员员无法在DEH键盘盘上改变负负荷的目标标值和升负负荷率汽轮机手动动操作主汽门增、、主汽门减减、高压调调门增、高高压调门减减、中压调调门增、中中压调门减减DEH设定定值形成回回路运行人员输输入的转速速和负荷的的目标值转转化为设定定值设定值的大大小设定值变化化速率，升升速率和升升负荷率设定值形成成回路的主主要工作方方面目标值是一一个阶跃信信号，必须须经过设定定值形成回回路，将目目标值转化化成以一定定速率上升升的设定值值在机组升速速和升负荷荷过程中，，根据机组组运行情况况，能随时时暂停升速速和升负荷荷过程，进进行转速保保持或负荷荷保持机组运行过过程出现某某些局部缺缺陷，需要要限制机组组负荷或减减少出力，，也是设定定值回路处处理3.3DEH的转转速和负荷荷控制DEH系统统的转速控控制三种控制方方式中压调门控控制（IC）高压主汽门门控制（TC）高压调门控控制（GC）两种冲转方方式主汽门冲转转中压调门冲冲转DEH系统统的负荷控控制阀门管理主要功能实现在线单单阀/顺序阀的的无扰切换换在阀门控制制方式转换换期间，若若负荷设定定值不变，，则DEH能够保持持负荷基本本不变实现阀门流流量特性的的线性化保证DEH系统能均均衡地从手手动方式切切换到自动动方式提供最佳的的阀位位置置单阀控制方方式顺序阀控制制方式单阀控制方方式向顺序序阀控制方方式的转换换顺序阀控制制方式向单单阀控制方方式的转换换DEH的液液压控制系系统DEH的主主汽门、调调门执行机机构每套执行机机构都有一一套独立的的汽门、油油动机、快快速卸载阀阀、隔绝阀阀以及伺服服放大器和和电液伺服服阀，共同同组成液压压伺服系统统，独立执执行各自任任务每套执行机机构的油动动机都是单单测油动机机结构，开开启以高压压抗燃油为为动力油，，关闭依靠靠弹簧力，，系统漏油油时，油动动机能自动动关闭执行机构都都制成一种种组合阀门门机构由于组合阀阀门机构把把逆止阀、、隔绝阀、、快速卸载载阀、电液液伺服阀和和油动机等等组合成一一体，减少少了独立设设置时各功功能构件的的管路连接接，使阀门门组件结构构紧凑，提提高了系统统可靠性快速卸载阀阀是一种由由导流阀控控制的溢流流阀每套执行机机构有一个个高压油进进口，为执执行机构提提供能源；；一个压力力回油口，，用于故障障时快速泄泄油；一个个控制油口口，用于控控制快速卸卸载阀动作作3.4DEH的液液压系统与与汽轮机的的自动保护护油动机照片片调节阀油动动机参考插装卸卸荷阀图片片插装卸荷阀阀图片插装卸荷阀阀盖板图片片执行机构部部分高压主汽阀阀执行机构构----调调节型2台台中压主汽阀阀执行机构构----开关型2台高压调节阀阀执行机构构----调节型4台中压调节阀阀执行机构构----调节型4台高压主汽阀阀执行机构的主要部件件（开/关型）隔离阀插装卸荷阀阀逆止阀开关电磁阀阀活动电磁阀阀行程开关危急遮断系系统为了防止汽汽轮机在运运行中因部部分设备工工作失常可可能导致机机组发生重重大损伤事事故，在机机组上装有有危急遮断断系统。基基本构成如如下：OPC电磁磁阀组AST电磁磁阀薄膜阀超速保护与与危机遮断断控制组件件作用：在DEH液压压控系统中中，将机组组保护系统统来的超速速保护或者者停机保护护信号变成成油压变化化信号，以以关闭高、、中压调门门或者全部部阀门危机遮断电电磁阀超速保护电电磁阀单向阀隔膜阀EH油压试试验组件DEH的超超速保护控控制系统DEH系统统三个超速速保护功能能中压调门快快速关闭CIV负荷下跌预预测LDA超速控制中压调门快快关控制EIV使能能逻辑CIV动作作逻辑CIV复位位与IV重重开信号负荷下跌预预测根据热力过过程变工况况理论，即即负荷大幅幅度下降时时，再热蒸蒸汽压力大大幅度下降降，OPC压力也随随之下降的的规律，以以测量甩负负荷时OPC压力变变化为手段段，实现负负荷下跌的的预测功能能超速保护控控制保护系统的的工作特点点当ETS系统统有任一遮遮断请求时时，AST总管的油油压失压，，可同时关关闭所有的的主汽门和和调节汽门门，实现紧紧急停机当超速保护护（OPC）系统提提出超速保保护请求时时，超速保保护系统控控制的两个个并联电磁磁阀20-1/OPC和20-2/OPC，只只要有一路路动作，可可通过快速速卸载阀，，把高、中中压调节汽汽门油动机机的控制油油释放，使使之快速关关闭机械超速和和手动遮断断系统的动动作，使隔隔膜阀上部部的油压降降低，并通通过弹簧力力使之打开开，直接卸卸去AST总管的油油压，通过过单向阀也也同时卸去去OPC总总管的油压压，关闭所所有的汽门门，实行紧紧急停机四个AST电磁阀，，采用串联联和并联混混合方式汽轮机自动动保护系统统自动保护系系统的连接接关系通过与被测测对象直接接联系的危危急遮断试试验块检测测到压力信信号，并通通过压力开开关将其转转换成开关关量信号将电触点压压力（真空空）表输出出的开关量量信号送到到电气柜内内的继电器器板处理、、综合，输输出高可靠靠的触点信信号将继电器板板输出的触触点信号送送到自动停停机通道遮遮断继电器器总逻辑电电路，经处处理实现对对四个AST电磁磁阀的控制制EH液压系系统中的危危急遮断控控制组件是是ETS的的执行组件件，它接受受AST电电磁阀的控控制，通过过卸载阀实实现对机组组的保护汽轮机危急急遮断保护护ETS危急遮断控控制系统保保护的项目目汽轮机超速速保护推力轴承磨磨损保护轴承润滑油油压低保护护凝汽器真空空保护ETS还提提供一个外外部遥控遮遮断接口，，接受汽轮轮机轴承振振动、MFT、电气气故障等保保护信号，，以及运行行人员紧急急打闸停机机接口机械超速—危急遮断器器当发生机械械超速时，，危急遮断断器、危急急遮断器滑滑阀能迅速速切断汽机机的进汽，，停止汽轮轮机的运行行并发出报报警信号。。OPC-AST控制制块照片薄膜阀阀当危急遮断断器动作或或危急遮断断装置发出出停机信号号时，薄膜膜阀打开，，使AST油母管泄泄油，关闭闭高、低压压主汽阀和和高、低压压调节阀执执行机构。。强迫汽轮轮机停机。。薄膜阀照片片汽轮机热应应力控制与与自动程序序控制的功功能汽轮机热应应力控制在启停和变变负荷过程程中，由于于汽轮机金金属热惯性性大，如果果蒸汽温度度变化太快快，汽轮机机内部温差差太大，将将产生过大大的热应力力对转子表面面加热一次次，接着一一次等量的的冷却，构构成了一次次热循环ATC程序序选择合适适的时间长长度，即选选择多种变变化的升速速速率或变变负荷速率率来适应汽汽轮机的各各种运行情情况，把应应力限制在在相应的疲疲劳允许水水平汽轮机制造造厂家提供供了寿命控控制曲线和和计算程序序机组热应力力变化剧烈烈的部分通通常是高、、中压缸的的第一级，，控制机组组第一级蒸蒸汽温度的的变化速度度，就能控控制热应力力，而蒸汽汽温度变化化又可通过过控制负荷荷的变化量量和变化速速率来达到到3.5汽轮机自动动程序控制制ATC系统统的功能转子应力控控制速度控制阶阶段，将速速率从50-500r/min/min分为为10级，，当实际温温差△T<40℃时时，每3min可升升一级升速速率；当△△T>40℃时，每每3min降低一级级升速率负荷控制阶阶段，将变变负荷率从从1.395-13.95MW/min分为10级，当当实际温差差△T<40℃时，，每3min可升一一级升负荷荷率；当△△T>40℃时，每每3min降低一级级升负荷率率程序的控制制范围控制汽