汽轮机数字电液控制系统的组成及功能幻灯片.ppt

1、第二章汽轮机电液调节系统的组成及功能第一节汽轮机本体简介,为了使读者对DEH的组成及功能有更深入的了解，本书中重点以某电厂300MW机组配套的INFI-90数字电液调节系统为例加以介绍。 该电厂的300MW汽轮机为东方汽轮机厂制造，为一次中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机。它与相应容量的锅炉和汽轮发电机配套，构成大型火力发电机组，在电网中以带基本负荷为主，也可承担部分调峰任务。 该汽轮发电机组采用高压抗燃油数字电液控制系统，该系统从美国BAILEY集团ETSI公司引进，它可以和其他上位机取得联络实现机电炉的协调控制。控制系统具备如下基本功能。,(1)汽轮机自动启动功能： (2)汽轮机自同期功能；

2、(3)转子应力监控功能； (4)阀门管理功能； (5)转速调节功能； (6)负荷控制功能： (7)超速保护功能； (8)阀门活动试验功能； (9)CCS接口功能。 本章第三节DEH的功能有11条。DEH的核心功能是什么？,第一节汽轮机本体简介 一、主要技术规范 (1)型号：N300-16.75375374(合缸)。 N-凝汽式（B，C，CC，CB，H，G，Y）；300-额定功率；16.7-蒸汽初压； 537-蒸汽初温；537-中间再热蒸汽温度；4-变型设计序数；合缸-高中压合缸 (2)型式：亚临界中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机。 (3)额定功率（ECR）：300MW。 (4)最大功率（MCR）

3、：330MW。 (5)转速：3000rmin。 (6)转向：从汽轮机向发电机方向看为顺时针方向。 (7)额定蒸汽参数。 新蒸汽：(高压主汽阀前)16.7MPa535。 再热蒸汽：(中压联合汽阀前)3.3MPa535。 背压：冷却水温为20时，设计背压为5.20kPa。,(8)额定新汽流量：935th。 (9)最大新汽流量：1025th。 (10)回热系统：由三个高压加热器、三个低压加热器和一个除氧器构成，除氧器采用滑压运行，各加热器疏水逐级自流。 (11)通流级数：总共28级，其中 高压缸：1调节级+8压力级。 中压缸：6压力级。 低压缸：26压力级。 (12)给水泵拖动方式：350B-MCR

4、电动调速给水泵。 (13)轴系临界转速。 第一临界转速区：13531453rmin。 第二临界转速区：16161816rmin。,二、机组运行特点 1启动状态 本机组启动状态的划分是根据高压内缸上半调节级后的金属温度来确定的。电液调节系统采集该点的温度，并通过相应的程序判断当前的启动状态。共有以下四种启动状态。 冷态启动：温度小于150。 温态启动：150300。 热态启动：300400。 极热态启动：温度大于400。 2启动方式 本机组具有中压缸启动和高中压缸联合启动两种方式。 中压缸启动方式，具有降低高中压转子的寿命损耗、改善汽缸热膨胀和缩短启动时间等优点。,中压缸启动时，在机组冲转前、锅

5、炉点火升温时，蒸汽通过高压旁路，倒暖阀RFV进入高压缸，对高压缸预暖，同时对高压主汽管、高压主汽调节阀和再热器、中压联合汽阀进行加热； 与锅炉点火同时，凝汽器开始抽真空，在高压内缸预暖到150时可以逐渐开启中压调节阀进行冲转，中压调节阀打开的同时，关闭倒暖阀RFV，开启通风阀VV，联通至凝汽器的真空系统，高压缸内呈现高真空。并网后进一步开大中压调节阀增加负荷，同时逐渐关闭低压旁路。低压旁路全关后，进行高中压缸切换，即开启高压调节阀，蒸汽流过高压缸，高压排汽止回阀自动打开，同时关闭通风阀VV ，并投入高压缸夹层加热系统。,高中压缸联合启动时，高中压缸同时进汽，当机组负荷达到30以上时，中压调节阀

6、全开，由高压调节阀控制机组功率。,3运行操作控制方式 (1)运行人员手动方式(手动)。该方式时，运行人员通过操作盘“阀增”、“阀减”按钮。手动改变阀位，实行手动调节。 (2)运行人员自动方式(半自动)。该方式时，由运行人员给出每个阶段的目标值，由电液调节系统自动形成设定值，通过PI运算后形成指令，由阀门管理程序形成各阀门开度指令。 (3)汽轮机自启动方式(全自动)。该方式下，由DEH系统根据机组的热状态及运行工况给出各个阶段的目标值、升速率，通过基本控制回路控制机组的转速和负荷，不需要运行人员干预，控制汽轮机自动完成冲转、升速、同期并网、带初负荷等启动过程。 手动、半自动、全自动的信号从图中的

7、何处输入？,4阀门管理 为了进一步提高机组运行的经济性和安全性，本机组采用了 阀门管理方法，能够实现节流调节与喷嘴调节的无扰切换。 节流调节 采用节流调节方式，可使汽轮机快速启停和变负荷时不致产生过大的热应力，减少机组寿命损耗；,说出上图的在本教材中的图号，并说明阀特性曲线的特点（快开、直线、抛物线、等百分比）,采用节流调节、全周进汽时， 高压部分四个调节阀根据控 制系统的指令经阀门特性,曲线校正后形成各个阀门的开度指令，阀门同时开启，对应于4组喷 嘴同时进汽。,喷嘴调节 在正常（额定）负荷范围内采用喷嘴调节变压运行方式，可使机组有最好的热经济性和运行灵活性。 采用喷嘴调节、部分进汽时，当I、

8、号调节阀阀杆开启到24.6m时，号调节阀开启；当号调节阀阀杆行程达到15.8mm时，号调节阀开始开启。,说出上图的在本教材中的图号，并说明阀特性曲线的特点（快开、直线、抛物线、等百分比）,中压联合汽阀内主汽阀和 调节阀共用1个阀座，统 一由一个油动机控制。（ ） 流量在_以下时，中压调 节阀起调节作用，以维持再 热器内必要的最低压力， 流量大于_时，中压调节 阀一直保持全开，仅由高压 调节阀调节负荷。,再热蒸汽通过2个中压联合汽阀从汽缸下半左、右两侧分别进入中压部分，中压部分为全周进汽。中压联合汽阀内主汽阀和调节阀共用1个阀座，由各自独立的油动机分别控制。 中压联合汽阀内主汽阀和调节阀共用1个

9、阀座，统一由一个油动机控制。（ ） 流量在30以下时，中压调节阀起调节作用，以维持再热器内必要的最低压力， 流量大于30时，中压调节阀一直保持全开，仅由高压调节阀调节负荷。,5转子寿命管理 为了把转子热应力作为指导启动运行的主要依据，并应用寿命损 耗概念对机组进行科学技术管理，本机组配置了转子应力监控功 能，转子应力程序提供应力和温度计算的有关信息，汽轮机自启 动功能(ATC)根据这些信息作出汽轮机启动和升负荷的判据。汽 轮机运行寿命如表2-1所示。表中计算有一处错误请指出。,表2-1汽轮机运行寿命（改正后）,6调峰 本机组可以按定压和定-滑-定两种方式运行。 调峰运行时宜采用定-滑-定运行，

10、机组在90ECR负荷以上时采用定压运行；机组在4090ECR负荷时采用滑压运行；机组在40ECR以下负荷时采用定压运行。 这种运行方式能够提高机组变工况运行时的热经济性，减少进汽部分的温差和负荷变化时的温度变化，因而降低了机组的低周热疲劳损伤。 机组最小稳定负荷应取决于锅炉的低负荷能力和机组末级叶片振动特性。在自动控制没有投燃油燃烧情况下，用煤最小稳定燃烧负荷是40%MCR，通过旁路系统调整，汽轮机最小负荷是30MCR。,在什么情况下，主汽压力设定值是机组功率的函数？ 滑压运行有何优点？ 滑压时，汽轮机调节阀门开度变化吗？ 定压时，汽轮机调节阀门开度变化吗？ 机前压力设定值回路的作用是什么？

11、画出定-滑-定曲线。 试在定-滑-定曲线上画出相应的T曲线。 说明ECR/MCR的含义。 定压运行允许的最大负荷变化率为多少？ 滑压运行时允许的最大负荷变化率为多少？,滑压控制 这种运行方式能够提高机组变工况运行时的热经济性，减少进汽部分的温差和负荷变化时的温度变化，因而降低了机组的低周热疲劳损伤。 采用滑压运行能改变机组在变工况运行时的热应力和热变形，使机组启停时间缩短，减小节流损失，降低给水泵功率消耗，提高机组效益。 T= T0 变化 根据机组运行方式 （即定压运行还是滑 压运行）产生压力设 定值P0 试在定-滑-定曲线上画出相应的T曲线 ECR/MCR-额定功率/最大功率,7热力系统 简

12、化的热力系统如图2-1所示。从锅炉过热器出来的主蒸汽经过系统两根主蒸汽管和两个电动阀门进入高压主汽阀，然后再由四根高压主汽管导入高压缸。在高压缸内做功后的蒸汽通过两个高压排汽止回阀，经两根冷段再热蒸汽管进入锅炉再热器。再热后的蒸汽温度升高到537，压力为3.3MPa，再经过两根热段再热蒸汽管进入中压联合汽阀，然后由两根中压主汽管导入中压缸。高压旁路蒸汽从电动阀门前引出，经一级减温减压后排至再热器冷段；低压旁路蒸汽由中压联合汽阀前引出，经二级和三级减温减压后排至凝汽器。 用画出300MW机组汽水流程图。,定压运行允许的最大 负荷变化率为 3ECRmin。 滑压运行时允许的 最大负荷变化率为 5E

13、CRmin。,热力系统部件符号如图所示，试画出火电厂生产过程热力系统简图，并解释各符号的含义。,1.试画出300MW机组热力系统图，并解释MSV、I、H、L、CV、RSV、P、C、G、ICV、HPB、VV、LPB、RFV、HPCV、Breaker、Over heater、Boiler的含义。（作业6） 2.若30年寿命消耗量是10%，每次寿命消耗量为0.05（%/次），则冷态启动周期寿命（即冷态启动次数）是多少？ 3.试用“”符号画出图2-1的汽水流程（即汽水都流经了哪些设备，包括高低压旁路）。 4.根据表2-1计算30年寿命总消耗量是多少？ 5.若汽轮机MCR为330MW，用煤最小稳燃负荷是

14、多少？通过旁路系统调整，汽轮机最小负荷是多少？,1.见图2-1。 MSV：高压主汽阀；I：中压缸；H：高压缸；L：低压缸；CV：高压调节阀；RSV：中压调节阀；P：给水泵；C：凝汽器；G：发电机；ICV：中压调节阀；HPB：高压旁路；VV：真空阀；LPB：低压旁路；RFV：反流阀；HPCV：止回阀；Breaker：主断路器；Over heater：过热器；Boiler：锅炉 4.10%+15%+20%+1%+0.4%+1.3%+0.1%=47.8% 40%MCR=40%330=132MW； 30%MCR=30%330=99MW,根据下表计算汽轮机运行30年的寿命消耗量,根据下表计算汽轮机运行3

15、0年的寿命消耗量,一、填空 1._运行允许的最大负荷变化率为3ECRmin。 2.具有降低高中压转子的寿命损耗、改善汽缸热膨胀和缩短启动时间优点的启动方式是_。 3.MCR的中文含义是_。 4.ECR的中文含义是_。 5.RFV的中文含义是_。 6.HPCV的中文含义是_。 7.Breaker的中文含义是_。 8.HPB的中文含义是_。 9.LPB的中文含义是_。 10.VV的中文含义是_。,二、选择题 1.若高压内缸上半调节级后的金属温度在300400范围内，则机组的启动状态为_。 A.冷态；B.温态；C.热态；D.极热态 2.汽轮机自启动方式简称为_。 A.手动；B.半自动；C.全自动 3

16、.高中压缸联合启动时，当机组负荷达到_以上时，中压调节阀全开。 A.10%；B.20%；C.30；D.40% 4.采用_调节方式，可使汽轮机快速启停和变负荷时不致产生过大的热应力，减少机组寿命损耗。 A.喷嘴；B.节流；C.顺序阀；D.部分进汽 5.在正常负荷范围内采用_调节变压运行方式，可使机组有最好的热经济性和运行灵活性。 A.喷嘴；B. 节流；C.单阀；D.全周进汽 6.若冷态启动周期寿命是200次，每次寿命消耗量为0.05%，则寿命消耗量是_。 A.10%；B. 13%；C.15%；D.20% 7.机组在_ECR负荷以上时采用定压运行。 A.40%；B. 60%；C.80%；D.90%

17、 8.采用_时，当I、号调节阀阀杆开启到24.6m时，号调节阀开启；当号调节阀阀杆行程达到15.8mm时，号调节阀开始开启。 A.喷嘴调节；B.部分进汽；C.节流调节；D.全周进汽 9.采用_时，高压部分四个调节阀根据控制系统的指令经阀门特性曲线校正后形成各个阀门的开度指令，阀门同时开启，对应于4组喷嘴同时进汽。 A.喷嘴调节；B.部分进汽；C.节流调节；D.全周进汽 10.调峰运行时宜采用定-滑-定运行，机组在_时采用滑压运行。 A.90ECR负荷以上；B.4090ECR负荷；C.40ECR以下负荷,三、判断题 1.DEH系统采集高压内缸下半调节级后的金属温度，自动判断机组的启动状态。（ ） 2.通过旁路系统调整，汽轮机最小负荷是40MCR。（ ） 3.在自动控制没有投燃油燃烧情况下，用煤最小稳定燃烧负荷是 30%MCR。（ ） 4.热态启动每次寿命消耗量大于冷态启动每次寿命消耗量。（ ） 5.30年的汽轮机寿命消耗量最大是热态启动状态。（ ） 6.当机组负荷达到30以上时，中压调节阀全开。（ ） 7.低压旁路全关开后，进行高中压缸切换。（ ） 8.半自动时，运行人员通过操作盘“阀增”、“阀减”按钮。手动改变阀位，实行手动调节。（ ） 9.手动时，由运行