项目6 任务6 (1).1熟知汽轮机调节的任务与型式

授课教师：孙为民项目6电厂汽轮机调节、保安及油系统的认识任务6.1熟知汽轮机调节的

任务与型式第一部分PART

ONE汽轮机调节的任务第二部分PART

TWO汽轮机调节系统的型式CONTENTS目录第三部分PART

THREE汽轮机运行对调节系统性能的要求汽轮机调节的任务第一部分汽轮机调节的任务4电力用户对电力的供应有一定量和质的要求。▼量的要求功率的大小电能无法大量储存，而电力用户对电能的需要是随时变化的。质的要求一是电压，二是频率供电电压除与汽轮发电机组运行转速有关外，还与发电机的励磁电流有关，电厂主要通过调整发电机励磁电流的大小来调节电压。供电频率取决于汽轮发电机组的运行转速。频率与转率的关系是：因此要求汽轮发电机组能够随时按用户的电量需要来调整功率。汽轮机调节的任务5汽轮发电机组运行时，作用在转子上的力矩有三个▼即Mt

汽轮机的蒸汽动力矩Me

发电机的电磁阻力矩Mf

机械阻力矩在负荷较高时，Mf比Mt、Me小得多，可忽略不计，所以，根据牛顿第二定律，可列出转子运动方程式。汽轮机调节的任务6由汽轮机内功率(Mt)、转子转动角速度(Pi)与蒸汽动力矩(ω)的关系Pi=Mt

ω。可推出由上式可知，在汽轮机功率一定时，汽轮机的蒸汽主力矩Mt与转速成反比，如图所示。随着转速的升高，主动力矩逐渐减小。汽轮机调节的任务7由于电网中绝大多数属于第二类负载，所以负载特性如图所示。转速增大时，电磁阻力矩随之增大。电磁阻力矩与转速的关系取决于外界负载的特性。电网的综合负载与频率的关系取决于各类负载所占的比例。汽轮机调节的任务8如图所示曲线Mt1与Me1曲线的交点a为汽轮机的平稳工况点，此时汽轮机的转速为Na

。当外界负荷减小时，引起电磁阻力矩减小，发电机特性线变动到Me2，此时若不改变汽轮机内功率，则由于Mt＞Me，转速增大，会导致Mt减小而Me增大，最终在一更高转速下达到新的平衡，新的平衡点为b，新的平衡转速为Nb汽轮机调节的任务9汽轮发电机组依靠自身力矩与转速之间的变化特性可以自发地从一个稳定工况调整到另一稳定工况，这种调整能力被称作汽轮发电机组的自平衡能力。由此可见事实上，这种自平衡能力很弱，转速变化很大，▼不仅使机组发出的电能频率和电压不满足用户要求，而且对汽轮发电机组零件强度及运行效率来说也是不允许的。汽轮机调节的任务10适当调整汽轮机内功率，不仅能满足外界负荷变动的要求，而且根据蒸汽动力矩与转速的关系式可知：可以改变汽轮机蒸汽动力矩特性如图所示蒸汽动力矩由Mt1线移到Mt2线时，Mt2与Me2会在c点达到新的平衡状态，并能保证机组转速Nc在允许的范围之内。汽轮机调节的任务11由上述分析可知当机组发出的功率与负荷不相适应时，汽轮机的转速就要发生变化。汽轮机转速既是为了提高供电质量而必须保证的一个量，又是反映功率平衡的一个量。当转速发生变化时，必须对汽轮机进行调节（改变汽轮机的进汽量），改变汽轮机发出的功率，使之与外界负荷平衡，才能保证汽轮机转速保持在规定的范围内。汽轮发电机组必须具备能调节汽轮机功率的调节系统，汽轮机调节的任务是及时调整汽轮机的功率，使它能满足外界负荷变化的需要，同时保证转速在允许的范围内。故此得出结论汽轮机调节系统的型式第二部分汽轮机调节系统的型式13早期的汽轮机调节系统主要由机械部件与液压部件组成，主要依靠液体作工作介质来传递信息，因而被称为液压调节系统。又由于根据机组转速的变化来进行自动调节，因而又被称作液压调速系统。液压调节系统1汽轮机调节系统按其结构特点可划分为两种型式液压调节系统电液调节系统这种调节系统的调节精度低，反应速度慢，运行时工作特性是固定的，不能根据转速变化以外的信号调节需要来作及时调整，而且调节功能少。但是由于它的工作可靠性高且能满足机组运行调节的基本要求，所以至今仍具有一定的应用价值。汽轮机调节系统的型式14随着单机容量的不断增大、蒸汽参数的逐步提高、中间再热循环的广泛采用以及机组运行方式的多样化，对机组运行的安全性、经济性、自动化程度以及多功能调节提出了更高的要求，仅依靠原有的液压调节技术已不能完全适应。于是，电液调节系统便应运而生了电液调节系统2该系统主要由电气部件、液压部件组成▼利用电气部件测量与传输信号方便，并且信号的综合处理能力强，控制精度高，操作、调整与调节参数的修改又方便。液压部件用作执行器(调节汽阀驱动装置)时充分显示出响应速度快、输出功率大的优越性，是其它类型执行器所无法取代的。汽轮机调节系统的型式15由于早期电气部件的可靠性较低，所以在给机组配置电液调节系统的同时还配有液压调节系统作后备。当电液调节系统因故障而退出工作时，由液压式调节系统来接替工作，以保证机组能安全连续运行。随着电气部件可靠性的提高，后来就不需要配置液压调节系统作后备了。(1)功频电液调节系统早期的电液调节系统是以模拟电路组成的模拟计算机为基础的，引入了功率、频率两个控制信号的电液调节系统，常称为功频电液调节系统，又被称为模拟电液调节系统，也称功频模拟电液调节系统。汽轮机调节系统的型式16(2)数字电液调节系统随着数字计算机技术的发展及其在电厂热工过程自动化领域中的应用，开发了以数字计算机为基础的数字式电液调节系统，也可简称为数字电调或DEH。前期的数字电调大多以小型计算机为主机构成；后期随着微机的出现以及微机技术的发展，数字电调改用以微机为主机，因此可称为微机型数字电调。汽轮机运行对调节系统性能的要求第三部分汽轮机运行对调节系统性能的要求181调节系统在运行中应能满足如下要求▼调节系统应能保证机组启动时平稳升速至3000r／min，并能顺利并网；即在机组启动升速过程中，能手动向调节系统输入信号，控制进汽阀门开度，平稳改变转速。2机组并网后，蒸汽参数在允许范围内，调节系统应能使机组在零负荷至满负荷之间任意工况稳定运行；即机组在并网运行时，能手动向调节系统输入信号，任意改变机组功率，维持电网供电频率在允许范围内。汽轮机运行对调节系统性能的要求193调节系统在运行中应能满足如下要求▼在电网频率变化时，调节系统能自动改变机组功率，与外负荷的变化相适应；在电网频率不变时，能维持机组功率不变，具有抗内扰性能。4当负荷变化时，调节系统应能保证机组从一个稳定工况过渡到另一个稳定工况，而不发生较大的和长时间的负荷摆动。对于大型机组，由于输出功率很大，而其转子的转动惯量相对较小，在力矩不平衡时，加速度相对较大。在调节系统迟缓率和中间蒸汽容积的影响下，机组功率变化滞后。若不采取相应措施，会造成调节阀过调和功率波动。汽轮机运行对调节系统性能的要求203调节系统在运行中应能满足如下要求▼在电网频率变化时，调节系统能自动改变机组功率，与外负荷的变化相适应；在电网频率不变时，能维持机组功率不变，具有抗内扰性能。4当负荷变化时，调节系统应能保证机组从一个稳定工况过渡到另一个稳定工况，而不发生较大的和长时间的负荷摆动。抑制功率波动的有效方法是：采用电液调节系统，尽可能减小系统的迟缓率，并对调节信号进行动态校正和实现机炉协调控制。汽轮机运行对调节系统性能的要求215调节系统在运行中应能满足如下要求▼当机组甩全负荷时，调节系统应使机组能维持空转(遮断保护不动作)。超速遮断保护的动作转速为3300r／min，故机组甩全负荷时，应控制最高动态转速

<(1.07～1.08)；为此，大型机组在甩负荷时，功率给定(同步器)自动回零，并设置防超速保护和快关卸载阀。在机组甩负荷转速达3