背压式的抽汽背压式汽轮机电液调节系统
背压式汽轮机最佳运行及系统改造后的热效率分析
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald99由于供热背压式机组的发电量决定于热负荷大小，宜用于热负荷相对稳定的场合，否则应采用调节抽汽式汽轮机。
背压式汽轮机的排汽压力高,蒸汽的焓降较小,与排汽压力很低的凝汽式汽轮机相比，发出同样的功率，所需蒸汽量为大，因而背压式汽轮机每单位功率所需的蒸汽量大于凝汽式汽轮机。
但是，背压式汽轮机排汽所含的热量绝大部分被热用户所利用，不存在冷源损失，所以从燃料的热利用系数来看，背压式汽轮机装置的热效率较凝汽式汽轮机为高。
由于背压式汽轮机可通过较大的蒸汽流量，前几级可采用尺寸较大的叶片，所以内效率较凝汽式汽轮机的高压部分为高。
1 背压式汽轮机原理分析背压式汽轮机是将汽轮机的排汽供热用户使用的汽轮机。
其排汽压力（背压）高于大气压力。
背压式汽轮机排汽压力高，通流部分的级数少，结构简单，同时不需要庞大的凝汽器和冷却水系统，机组轻小，造价低。
当他的排汽用于供热时，热能可得到充分利用，但这时汽轮机的功率与供热所需蒸汽量直接相关，因此不可能同时满足热负荷或动力负荷变动的需要，这是背压式汽轮机用于供热时的局限性。
发电用的背压式汽轮机通常都与凝汽式汽轮机或抽汽式汽轮机并列运行或并入电网，用其他汽轮机调整和平衡电负荷。
对于驱动泵和通风机等机械的背压式汽轮机，则用其他汽源调整和平衡热负荷。
发电用的背压式汽轮机装有调压器，根据背压变化控制进汽量，使进汽量适应生产流程中热负荷的需要，并使排汽压力控制在规定的范围内（见表1），对于蒸汽参数低的电站汽轮机，有时可在老机组之前迭置一台高参数背压式汽轮机(即前置式汽轮机)，以提高电站热效率，增大功率，但这时需要换用新锅炉和水泵等设备。
由表1可知，这种机组的主要特点是设计工况下的经济性好，节能效果明显。
另外，它的结构简单，投资省，运行可靠。
主要缺点是发电量取决于供热量，不能独立调节来同时满足热用户和电用户的需要。
汽轮机数字电液调节系统
汽机转速 轴向位移 差胀 振动 大轴弯曲 热膨胀 油箱油位 电涡流传感器、振动传感器、差动变压器或差动电感位移传感器 和转速传感器直接进入DEH-NTK系统，也可通过TSI仪表输出到DEH-NTK系统。 TSI系统在汽机盘车、启动、运行和超速试验以及停机过程中可 以连续显示和记录汽轮机转子和汽缸机械状态参数，并在超出预 置的运行极限时发出警报，当超出预置的危险值时使机组自动停 机。
高压抗燃油纯电调
由计算机控制系统和低压透平油液压系统构成的低压透平油数字电液控制系统，简称低压透平油DEH，也是一种纯电调，能达到高压抗燃油DEH同样的性能和功能。低压透平油液压系统是汽轮机制造厂传统的液压系统，低压透平油纯电调的发展远不如高压抗燃油纯电调快，其主要原因是电液转换问题解决不好，缺少像高压系统的电液伺服阀那样规范而高性能的电液转换元件
汽轮机数字电液 调节系统
汽轮机自动调节任务
汽轮机调节系统的任务是要及时地调节汽轮机功率，使它满足外界负荷变化的需要，同时又要维持电网的频率在50HZ左右，这两个任务是有机地相互联系在一起的。 汽轮机上将热能转化为机械能的设备。 蒸汽作用在汽轮机转子上产生的主动力矩为MT，发电机受到的制动力矩MG（不考虑摩擦损失）则有： Mt-Mg=J.dw/dt 当M=0时，机组转速将发生变化。 汽轮机转速变化，将带来以下影响： （1）影响供电质量，供电质量有两个指标，即频率和电压。 电压虽与机组转速有关，但主要是对励磁电流的调整进行调节，而频率只取决于机组转速，其关系式为：f=p.n/60 p:发电机组极对数 n: 机组转速 （2）影响机组安全，机组转速增加过大，将使转动部分零部件产生过大的应力。 因此，为了保证供电质量和机组安全，汽轮机都装有调节系统，基本任务是： 在外界负荷与机组功率相适应时，保证机组稳定运行，当外界负荷改变时，机组转速发生变化时调节系统能相应地改变汽轮机功率，使之与外界负荷相适应，建立新的平衡，并保持机组转速偏差不超过规定的范围。
背压式的抽汽背压式汽轮机电液调节系统
..目录1. 背压式汽轮机调节 (1)1.1 背压式汽轮机工作过程 (1)1.2 背压式汽轮机液压调节系统 (3)1.3 背压式汽轮机电液调节系统（DEH） (4)1.3.1 背压式汽轮机电液调节系统构成 (5)1.3.2 背压式汽轮机电液调节系统的基本原理 (8)1.3.3 背压式汽轮机电液调节系统的主要功能 (10)1.3.4 背压式汽轮机电液调节系统的性能指标 (14)1.3.5 DEH控制系统设计要求 (14)1.3.6 调节保安系统 (15)2. 抽背式汽轮机调节 (17)2.1 抽背式汽轮机工作过程 (17)2.2 抽背式汽轮机电液调节系统 (18)2.2.1 工作原理 (18)2.2.2 基本功能 (20)2.2.3 性能指标 (20)2.2.4 DEH控制系统要求 (20)2.2.5 调节保安系统（见图11） (21)1. 背压式汽轮机调节1.1 背压式汽轮机工作过程背压式汽轮机是一种既供电又供热的电热联供的汽轮机，背压式汽轮机工作原理示意图如图1所示从锅炉来的新蒸汽经过主汽门TV 和调节阀门GV ，进入背压式汽轮机中膨胀做功。
从背压式汽轮机排出的具有一定压力的蒸汽通过阀门V2进入热用户的热网。
这种以电热联供的背压式汽轮机，可以提高循环效率，降低煤耗，达到充分利用能源的目的。
由于热用户对所需蒸汽的质量有一定的要求，即要求背压保持一定，而流量是变化的。
但因背压式汽轮机排汽的压力是基本保持不变的，所以蒸汽流量的改变必将引起发电量的变化。
因此，电用户和热用户之间如何协调工作是背压式汽轮机调节系统的任务背压式汽轮机通常有两种运行方式，一种是按电负荷进行工作，另一种是按热负图 1荷进行工作，根据不同的运行方式，对调节系统的要求也不尽相同。
按电负荷工作的背压式汽轮机通常与其它热源共同向热用户供汽。
热用户所需要的蒸汽量除了由背压式汽轮机提供外，还应有其它汽源。
例如：抽汽式汽轮机，低压锅炉或锅炉的高压蒸汽经减温减压器等方案。
火电厂设备及运行_长沙理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
火电厂设备及运行_长沙理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.当燃料量增加时，实际水位的变化过程为：参考答案:先升高后降低2.出现锅炉缺水时，给水流量大于蒸汽流量。
参考答案:错误3.锅炉本体中“锅”主要指的是：参考答案:汽水系统4.改变火焰中心高度的方法有：参考答案:改变上、下层燃烧器运行方式_改变配风工况_改变摆动燃烧器倾角5.汽包锅炉汽压降低时，具体调节措施为：参考答案:先增风，再增燃料、增给水6.ETS为汽轮机的危急遮断系统，主要用于汽轮机转速大于3000rpm、或轴向位移过大、润滑油压低等因素，使汽轮机紧急跳闸的情况。
参考答案:错误7.改变烟气量的调整方法有：参考答案:调节分割烟道挡板_调节送风量_采用烟气再循环8.发生尾部烟道二次燃烧事故时，烟气含氧量上升。
参考答案:错误9.出现锅炉缺水时，给水流量蒸汽流量。
参考答案:小于10.对于汽包锅炉，蒸汽侧影响汽温变化的主要因素有：参考答案:锅炉负荷的变化_给水温度的变化11.除氧器的连接方式主要有：定压连接和连接。
参考答案:滑压12.旁路系统的类型主要包括：一级大旁路、和三级旁路系统。
参考答案:两级旁路串联13.发生汽轮机水冲击事故时，汽轮机轴向位移、振动减小。
参考答案:错误14.影响蒸汽压力变化的因素中，内扰的特征是：参考答案:蒸汽压力P与蒸汽流量D变化方向相同15.按蒸汽参数，可将机组的启动分为：参考答案:滑参数启动_额定参数启动16.OPC保护指的是：当汽轮机转速达到103%额定转速时，OPC电磁阀打开，关闭高中压调门和各抽汽逆止门。
参考答案:正确17.顺阀控制指的是：所有的高压阀门开启方式一致，各阀开度相同。
参考答案:错误18.把从汽轮机的某一中间级抽出部分蒸汽，加热锅炉给水，以提高给水温度的方法称为给水回热加热。
参考答案:正确19.汽轮机的润滑油采用的是：参考答案:普通透平油20.DEH控制系统原理方框图中，主要包括哪三个回路：参考答案:转速一次调频回路_功率调节回路_调节级压力回路21.影响蒸汽压力变化的因素中，外扰指的是：。
汽轮机控制系统
汽轮机控制系统包括汽轮机的调节系统、监测保护系统、自动起停和功率给定控制系统。
控制系统的内容和复杂程度依机组的用途和容量大小而不同。
各种控制功能都是通过信号的测量、综合和放大，最后由执行机构操纵主汽阀和调节阀来完成的。
现代汽轮机的测量、综合和放大元件有机械式、液压式、电气式和电子式等多种，执行机构则都采用液压式。
调节系统用来保证机组具有高品质的输出，以满足使用的要求。
常用的有转速调节、压力调节和流量调节3种。
①转速调节：任何用途的汽轮机对工作转速都有一定的要求，所以都装有调速器。
早期使用的是机械式飞锤式离心调速器，它借助于重锤绕轴旋转产生的离心力使弹簧变形而把转速信号转换成位移。
这种调速器工作转速范围窄，而且需要通过减速装置传动，但工作可靠。
20世纪50年代初出现了由主轴直接传动的机械式高速离心调速器，由重锤产生的离心力使钢带受力变形而形成位移输出。
图 1 [液压式调速器]为两种常用的液压式调速器的工作原理图[液压式调速器]，汽轮机转子直接带动信号泵(图1a[液压式调速器])或旋转阻尼（图1b[液压式调速器]），泵或旋转阻尼出口的油压正比于转速的平方，油压作用于转换器的活塞或波纹管而形成位移输出。
②压力调节：用于供热式汽轮机。
常用的是波纹管调压器（图 2 [波纹管调压器]）。
调节压力时作为信号的压力作用于波纹管，使之与弹簧一起受压变形而形成位移输出。
③流量调节：用于驱动高炉鼓风机等流体机械的变速汽轮机。
流量信号通常用孔板两侧的压力差(1-2)来测得。
图3 [压差调节器]是流量调节常用压差调节器波纹管与弹簧一起受压变形而将压力差信号转换成位移输出。
汽轮机除极小功率者外都采用间接调节，即调节器的输出经由油动机（即滑阀与油缸）放大后去推动调节阀。
通常采用的是机械式（采用机械和液压元件）调节系统。
而电液式（液压元件与电气、电子器件混用）调节系统则用于要求较高的多变量复合系统和自动化水平高、调节品质严的现代大型汽轮机。
汽轮机控制系统
汽轮机控制系统包括汽轮机的调节系统、监测保护系统、自动起停和功率给定控制系统。
控制系统的内容和复杂程度依机组的用途和容量大小而不同。
各种控制功能都是通过信号的测量、综合和放大，最后由执行机构操纵主汽阀和调节阀来完成的。
现代汽轮机的测量、综合和放大元件有机械式、液压式、电气式和电子式等多种，执行机构则都采用液压式。
调节系统用来保证机组具有高品质的输出，以满足使用的要求。
常用的有转速调节、压力调节和流量调节3种。
①转速调节：任何用途的汽轮机对工作转速都有一定的要求，所以都装有调速器。
早期使用的是机械式飞锤式离心调速器，它借助于重锤绕轴旋转产生的离心力使弹簧变形而把转速信号转换成位移。
这种调速器工作转速范围窄，而且需要通过减速装置传动，但工作可靠。
20世纪50年代初出现了由主轴直接传动的机械式高速离心调速器，由重锤产生的离心力使钢带受力变形而形成位移输出。
图 1 [液压式调速器]为两种常用的液压式调速器的工作原理图[液压式调速器]，汽轮机转子直接带动信号泵(图1a[液压式调速器])或旋转阻尼（图1b[液压式调速器]），泵或旋转阻尼出口的油压正比于转速的平方，油压作用于转换器的活塞或波纹管而形成位移输出。
②压力调节：用于供热式汽轮机。
常用的是波纹管调压器（图 2 [波纹管调压器]）。
调节压力时作为信号的压力作用于波纹管，使之与弹簧一起受压变形而形成位移输出。
③流量调节：用于驱动高炉鼓风机等流体机械的变速汽轮机。
流量信号通常用孔板两侧的压力差(1-2)来测得。
图3 [压差调节器]是流量调节常用压差调节器波纹管与弹簧一起受压变形而将压力差信号转换成位移输出。
汽轮机除极小功率者外都采用间接调节，即调节器的输出经由油动机（即滑阀与油缸）放大后去推动调节阀。
通常采用的是机械式（采用机械和液压元件）调节系统。
而电液式（液压元件与电气、电子器件混用）调节系统则用于要求较高的多变量复合系统和自动化水平高、调节品质严的现代大型汽轮机。
火电厂热力设备及系统复习题(带答案)
复习题一、填空题1.输煤系统流程：运输工具入厂(计量)后，进入输煤中转站，一部分进入煤场，在煤场中进行(存储、混煤、筛分)后，再经过输煤中转，经(破碎、称量)，通过输煤皮带送至原煤斗。
2.煤的种类分为无烟煤、贫煤、烟煤和褐煤四大类。
3.烟煤着火点(低)，着火(容易)，(中等)碳化程度，挥发分(较高)。
4.煤的元素成分：(碳C)、(氢H)、氧O 、(氮N)、硫(S)、水分和(灰分)。
5.1kg 碳(C)燃烧后释放32866kj 热量；同理，1kg 氢(H)燃烧后的热量为119743kj 。
6.煤的工业分析基准有(收到基)、(空气干燥基)、(干燥基)、(干燥无灰基)。
7.制粉系统分为(中间储仓式)、(直吹式)两大类。
8.锅炉燃烧室是燃料燃烧和热交换的场所，理想目的(完全燃烧)、(热交换充分)。
9.灰的熔融性用灰的(变形温度DT)、软化温度ST 和(液化温度FT)来表示。
10.锅炉炉膛出口处的过量空气系数一般用(氧气测量仪：氧化锆)来测定。
11.炉膛内燃料燃烧后产生的烟气包含有(CO 2)、(SO 2)、N 2、(O 2)、水蒸汽(H 2O)、少量的(CO)，(H 2)，(CH 4)等。
12.煤粉进入炉膛内的燃烧过程分为：(着火)、(燃烧)、(燃烬)三个阶段。
13.二次风量、(风速)、风温和(投入位置)对着火稳定性和燃烧过程起着重要作用。
对于大容量锅炉尤其要注意二次风(穿透火焰)的能力。
14.反平衡法计算锅炉效率的公式：( )。
15.旋流燃烧器的旋转射流既有轴向速度，也有较大的切向速度，从燃烧器出来的气流有旋转的趋势，又有从切向飞出的趋势，旋转射流初期(扰动非常强烈)。
16.锅炉型号 SG –1910/25.4–M951中，SG ――(上海锅炉厂制造)；1910――(最大连续蒸发量BMCR)；25.4――(过热蒸汽压力）；M ――(燃煤)。
17. 锅炉水循环方式分为(自然循环)、(强制循环)、(直流式)三类。
《汽轮机原理》讲稿第07章
二，背压机热电负荷之间的关系
图4--1为背压式汽轮机装置示意图。新蒸汽进入背压机1膨胀作功后，排
汽送到热用户4。由于无回热抽汽，进汽量等于排汽量。所以，当热负荷增大
时，进汽量增大，发电功率增大；反之亦然。这就是说，背压机的发电功率 要受供热量大小的限制，不能同时满足热、电两负荷的要求。因此，背压机
e
图4—4中的
线为最大抽汽量工况线，即 De De max ， e max 的 D 大小决定于设计条件。若在设计时，最大抽汽量只能在最大进
ee'
汽量时抽出。
4 ， 等凝汽量工况线 当通过低压缸流量 Dc 为不同常数时，机组的功率与流量的一组 关系曲线称为等凝汽量工况线。这时候，机组的功率为：
Pi
第四章
•
供热式汽轮机
能同时对外供电、供热的汽轮机称为供热式汽轮机（或热电联产汽轮机）
• 安装有供热式汽轮机的电厂称为热电厂。
• 供热式汽轮机有背压式汽轮机和调节抽汽式汽轮机两大类： – 背压式汽轮机排汽压力（背压）高于一个大气压力。
– 调节抽汽式汽轮机是将在汽轮机内作过功的蒸汽从某个中间级后抽出来
供给热用户。根据热用户对用汽参数的不同要求，调节抽汽式汽轮机可 以是单抽汽的，也可以是双抽汽的。 • 供热式汽轮机的供热参数一般有两种，即工业用汽和采暖用汽两种不同的 参数。工业用汽的压力一般为 0.8 ~ 1.3 Mpa (8 ~13 a t a ) ；采暖用汽压力一 般为0.05 ~ 0.12Mpa （0.5 ~1.2 a t a )。
以使整机热效率达85 % 左右。而调节抽汽式汽轮机组，由于保留了冷源损失
装置，其热效率高于凝汽式汽轮机组而低于背压式汽轮机组，约为（40 ~ 85）
汽轮机数字电液调节系统的基本工作原理
DEH 的基本工作原理DEH控制系统的主要目的是控制汽轮发电机组的和功功率，从而满足电厂供电的要求。
对于供热机组DEH控制还将控制供热压力或流量。
DEH系统设有转速控制回路，电功率控制回路，主汽压控制回路，超速保护等基本控制回路以及同期，调频限制，信号选择，判断等逻辑回路。
DEH系统通过电液伺服阀控制高压阀门，从而达到控制机组转速，功率的目的。
机组在启动和正常运行过程中，DEH接收CCS指令或操作人员通过人机接口所发出的增减指令，采集汽轮机组的转速和功率以及调节阀的位置反馈等信号，进行分析处理，综合运算，输出控制信号到电液伺服阀，改变调节阀的开度，以控制机组的运行。
机组在升速过程中（即机组没有并网），DEH控制系统通过转速调节回路来控制机组的转速，功率控制回路不起作用。
在此回路下，DEH控制系统接收现场汽轮机的转速信号，经DEH三取二；逻辑处理后，作为转速的反馈信号。
此信号与DEH的转速设定值进行比较后，送到转速回路调节器进行偏差计算，PID调节，然后输出油动机的开度给定信号到伺服卡。
此给定信号在伺服卡内与现场LVDT油动机位置反馈信号进行比较后，输出控制信号到电液伺服阀控制油动机的开度，即控制调节阀的开度，从而控制机组转速。
升速时操作人员设置目标转速和升速率。
机组并网后，DEH控制系统便切到功率控制回路，汽机转速作为一次调频信号参与控制。
在此回路下有两种调节方式：（1）阀位控制方式（功率反馈不投入。
,）：在这种情况下负荷设定是由操作员设定百分比进行控制。
设定所要求的开度后，DEH输出阀门开度给定信号到伺服卡，与阀位反馈信号进行比较后输出控制信号到电液伺服阀从而控制阀门开度，以满足要求的阀门开度。
在这种方式下功率是以阀门开度作为内部反馈的，在实际运行时可能有误差，但这种方式对阀门特性没有高的要求(2)功率反馈方式：这种情况下，负荷回路调节器起作用。
DEH接收现场功率信号与给定功率进行比较后送到负荷回路调节器进行差值放大，综合运算，PID调节输出阀门开度信号到伺服卡，与阀位反馈信号进行比较后，输出控制信号到电液伺服阀，从而控制阀门的开度，满足要求的功率。
背压式、抽背式及凝汽式汽轮机的区别
背压式、抽背式及凝汽式汽轮机的区别1、背压式汽轮机背压式汽轮机是将汽轮机的排汽供热用户运用的汽轮机。
其排汽压力（背压）高于大气压力。
背压式汽轮机排汽压力高，通流局部的级数少，构造简略，同时不用要巨大的凝汽器和冷却水编制，机组轻小，造价低。
当它的排汽用于供热时，热能可得到充足使用，但这时汽轮机的功率与供热所需蒸汽量直接联系，因此不或许同时餍足热负荷和电（或动力）负荷变更的必要，这是背压式汽轮机用于供热时的部分性。
这种机组的主要特点是打算工况下的经济性好，节能结果昭着。
其它，它的构造简略，投资省，运行可靠。
主要缺点是发电量取决于供热量，不克独立调理来同时餍足热用户和电用户的必要。
因此，背压式汽轮机多用于热负荷整年安稳的企业自备电厂或有安稳的根本热负荷的地区性热电厂。
2、抽汽背压式汽轮机抽汽背压式汽轮机是从汽轮机的中间级抽取局部蒸汽，供必要较高压力品级的热用户，同时保留必定背压的排汽，供必要较低压力品级的热用户运用的汽轮机。
这种机组的经济性与背压式机组相似，打算工况下的经济性较好，但对负荷改变的合适性差。
3、抽汽凝汽式汽轮机抽汽凝汽式汽轮机是从汽轮机中间抽出局部蒸汽，供热用户运用的凝汽式汽轮机。
抽汽凝汽式汽轮机从汽轮机中间级抽出具有必定压力的蒸汽提供热用户，平常又分为单抽汽和双抽汽两种。
此中双抽汽汽轮机可提供热用户两种分别压力的蒸汽。
这种机组的主要特点是当热用户所需的蒸汽负荷猛然下降时，多余蒸汽可以通过汽轮机抽汽点以后的级持续扩张发电。
这种机组的长处是灵敏性较大，也许在较大范畴内同时餍足热负荷和电负荷的必要。
因此选用于负荷改变幅度较大，改变屡次的地区性热电厂中。
它的缺点是热经济性比背压式机组的差，并且辅机较多，价钱较贵，编制也较庞杂。
背压式机组没有凝固器，凝气式汽轮机平常在复速机后设有抽气管道，用于产业用户运用。
另一局部蒸汽持续做工，最后劳动完的乏汽排入凝固器、被冷却凝固成水然后使用凝固水泵把凝固水打到除氧器，除氧后提供汽锅用水。
汽轮机rexa执行器deh系统(系统简介)(4)
力驱动执行机构 特点
REXA执行器输出力、位移 FR FCS
压力油P
REXA执行器输出力FR FR≈1000kg
错油门上部油压作用力FCS 错油门上部油压作用面积fCS FCS=P×fCS
FOPC
错油门下部油压作用力FCX
FCX
错油门下部油压作用面积fCX=2fCS FCX=POPC×fCX≈（1.5~2）FCS
力驱动执行机构 特点
（3）在原透平油调节系统中，当错油门滑阀处于中间位置时，滑阀 上部的油压作用力与滑阀自重之和与滑阀下部脉动油压作用力相平 衡，在动态过程中若脉动油压变化0.1MPa，则作用在滑阀上的跟踪力 约为16kgf~40kgf。由于提高了错油门滑阀下部油压，并为固定油压， 则无论在稳态或动态工况下，滑阀在其下部高压油的作用下，始终保 持有约100kgf~200kgf的向上作用力，因而，提高了错油门滑阀的跟踪 力和抗油质污染能力；
3. 控制系统 标准配置
PC
PC
冗余控制器
终端匹配电阻50Ω RIO分支器
冗余RIO网 10Base 10Mbps
RIO分支器 同轴电缆
终端匹配电阻50Ω
用户终端
(编程与监控)
，
冗余管理控制网 TCP IP 100 Mbi
热备连接电缆 同轴电缆
RIO分站# 1
RIO 分站
I /O
I /O
I/ O
I/O
DEH 控制器
＋ × ×—
伺服卡 放大器
DDV阀
错油门
LVDT
油动机
图11 DDV阀电液放大执行机构方框图
DEH
＋
控制器
×
×—
关于背压式、抽气式、冷凝式汽轮机的区别
1、背压式汽轮机背压式汽轮机是将汽轮机的排汽供热用户使用的汽轮机。
其排汽压力（背压）高于大气压力。
背压式汽轮机排汽压力高，通流部分的级数少，结构简单，同时不需要庞大的凝汽器和冷却水系统，机组轻小，造价低。
当它的排汽用于供热时，热能可得到充分利用，但这时汽轮机的功率与供热所需蒸汽量直接相关，因此不可能同时满足热负荷和电（或动力）负荷变动的需要，这是背压式汽轮机用于供热时的局限性。
这种机组的主要特点是设计工况下的经济性好，节能效果明显。
另外，它的结构简单，投资省，运行可靠。
主要缺点是发电量取决于供热量，不能独立调节来同时满足热用户和电用户的需要。
因此，背压式汽轮机多用于热负荷全年稳定的企业自备电厂或有稳定的基本热负荷的区域性热电厂。
2、抽汽背压式汽轮机抽汽背压式汽轮机是从汽轮机的中间级抽取部分蒸汽，供需要较高压力等级的热用户，同时保持一定背压的排汽，供需要较低压力等级的热用户使用的汽轮机。
这种机组的经济性与背压式机组相似，设计工况下的经济性较好，但对负荷变化的适应性差。
3、抽汽凝汽式汽轮机抽汽凝汽式汽轮机是从汽轮机中间抽出部分蒸汽，供热用户使用的凝汽式汽轮机。
抽汽凝汽式汽轮机从汽轮机中间级抽出具有一定压力的蒸汽供给热用户，一般又分为单抽汽和双抽汽两种。
其中双抽汽汽轮机可供给热用户两种不同压力的蒸汽。
这种机组的主要特点是当热用户所需的蒸汽负荷突然降低时，多余蒸汽可以经过汽轮机抽汽点以后的级继续膨胀发电。
这种机组的优点是灵活性较大，能够在较大范围内同时满足热负荷和电负荷的需要。
因此选用于负荷变化幅度较大，变化频繁的区域性热电厂中。
它的缺点是热经济性比背压式机组的差，而且辅机较多，价格较贵，系统也较复杂。
4、小结背压式汽轮机的排汽全部用于供热，虽然发电少了，但是机组总的能量利用效率可以达到70～85，所以背压式是能量利用最好的机组。
凝汽式汽轮机系统目前能量利用率最多只有45％。
背压式汽轮机一般只适合50MW以下机组，主要原因是受排汽热力管网制约，因为热力管网的输送距离蒸汽一般在4km，热水一般10km，因此无法采用大机组。
背压和抽汽式汽轮机的调节
背压式汽轮机进汽量的调节由调压器来 实现。当热用户消耗的蒸汽量增大时， 供热压力降低，调压器接受这一压力信 号后，通过中间放大机构开大调节汽门， 以增加汽轮机进汽量，反之亦然。由于 调压器的作用，背压式汽轮机的排汽压 力将维持在一定范围内。
二、具有一段抽汽的抽汽式汽轮机的调节概念
在机组从一个稳定工况过渡到另一个稳 定工况的过程中，应满足热负荷改变而 电负荷不变，以及电负荷改变而热负荷 不变的要求，这就是动态自整。由于动 态过程的时间很短，而且过渡过程中抽 汽量或电负荷的暂时变化一般不会引起 不良影响，因此实际设计调节系统时， 往往可以不满足或只基本满足动态自整 条件即可。
谢谢
电厂汽轮机
讲授 孙为民
Байду номын сангаас
第七节 背压和抽汽式汽轮机的调节
一、背压式汽轮机调节的概念 背压式汽轮机是既供电又供热的汽轮机的一种。 显然，热用户所需要的蒸汽量和电用户对汽轮机 功率的要求是不可能完全一致的。在一般情况下， 背压式汽轮机是按照热负荷运行的，也就是根据 热用户的需要决定汽轮机的运行工况，此时汽轮 机的进汽量由热用户所消耗的蒸汽量决定，并随 供热量的变化而作相应的改变，汽轮机的功率将 随热负荷变化，而电网频率将由电网中并列运行 的其它凝汽式机组维持。
抽汽式汽轮机电液调节及液压调节系统间的无扰切换技术
制的基本原理过程。
液调后备 的存在使 得机械液压环节相应增多 ，系统迟缓 率等性
１ 液压控制 系统 。 ． ２ 液压调节系统 由离心式径向钻孔主油泵 、 继 能受到一定影响 ； 统一用油存在一定的油质干扰风险。 系统调整 流式压力变换器、 断流式错油 门以及油动机组成 。调压系统能够 也 比较麻烦 。 在系统跟踪上 ， 液调对电调的跟踪是通过同步器进 保持抽汽压力为一定值 ， 以此保证系统的正常运转 。
科技 论 坛
民营 科技 丽覃 丽 ｉ
抽汽 式汽轮机 电液调节及液压 调节 系统 问的无 扰切换 技术
罗新伟
（ 湛江电力有限公 司， 广东 湛江 ５４ ９ ） ２０ ９
摘 要： 随着能源危机的不 断袭 来， 人们越 来越 重视 能源的综合利 用。抽 汽式汽轮机 正式能源综合利 用最具代表 性的一种方
可 以 分 为 一 次 调节 抽 汽 式 汽 轮 机 和 二 次 调 节 抽 汽 式 汽 轮 机 。 电 采 用 转 移 的方 式 完 成 联合 控 制 ：电液 转 换 器 担任 调 节 动 态 负荷
液调节系统及液压调节系统作为抽汽式汽轮机 中较为重要的组 的作用 ，同步器用 于承担缓变 负荷 。稳 态时电液转换器处于零 成部分 ， 系统问的调节也非常重要。 其
式。在 火力发 电中采用抽汽式汽轮机 可以将发 电过程 中的剩余热能提 出后进行集 中供热等工作。在抽汽式汽轮机发电中汽轮机 电
液调节及液压调 节系统间的无扰切换技术是整个 系统 中较为重要 的一部分 ， 对抽 汽式汽轮机 电液调节及液压调节 系统间的无扰 针
128条电厂生产基础知识问答题含解析
1、何谓火电厂？答：用燃料生产电能的工厂。
2、什么叫绝对压力、表压力和真空？答：工质本身的实际压力称为绝对压力，用P表示。
当地的大气压力用Pamb表示。
当尽对压力高于大气压力时，压力表指示的数值，称为表压力，用Pe表示，即p=Pe+Pamb。
当工质的绝对压力低于大气压力时,压力表指示的数值，称为真空，用PV表示，即Pv=Pamb-P o3、水蒸汽定压形成时有哪五种状态？答：未饱和水状态、饱和水状态、湿饱和蒸汽状态、干饱和蒸汽状态、过热蒸汽状态。
4、水的临界点？答：水的临界点：P=22.115MpaT=374.12o C5、有无30(TC的未饱和水？为什么？答：有，因为饱和温度是随饱和压力的增加而增大。
6、喷管的作用是什么？答：喷管的作用是增速降压。
7、传热的基本方式有哪三种？答：导热、对流、热辐射。
8、保温材料为什么都是多孔性的？答：因孔内有空气，空气的导热系数很小，且不活动。
9、润滑油温为什么不能过高？答：由于油温过高，粘性减小，油膜变薄，或厚薄不均，不能形成连续均匀的油膜，会使机组振动加大，也会危及机组的安全。
所有为保持适当的液体粘性，一般润滑油的出口油温控制在45。
C左右。
10、什么是水击?如何防止和消除？答：当液体在压力管道中活动时，由于某种外界扰动，液体活动速度忽然改变，引起管道中压力产生反复的、急剧的变化，这种现象称为水击。
11、叶片式泵与风机又分为哪几类？其工作原理、使用范围如何？答：叶片式泵与风机分为：离心式、轴流式、混流式。
工作原理分别为：离心力；升力；部分是离心力，部分是升力。
使用范围分别为：小流量，高扬程；大流量，低扬程；大流量，低扬程。
12、离心泵与风机内损失有哪些？答：机械损失、容积损失、活动损失。
13、简述火力发电厂生产过程。
答：煤送进锅炉燃烧，放出的热量将给水加热、蒸发成为饱和蒸汽，经过热器加热后，成为具有一定温度和压力的过热蒸汽，送往汽轮机做功,高速汽流推动汽轮机转子并带动发电机的转子一起旋转发电。
REXA执行器电液调节系统应用
机电信息2019年第5期总第575期图1REXA 执行器REXA 执行器电液调节系统应用赵冠夫赵连彬（沈阳东北电力调节技术有限公司，辽宁沈阳110000）摘要：以某电厂青岛捷能30MW 背压式汽轮机组为例，其原调速系统使用DDV 阀、伺服放大器、错油门、油动机等结构形式，现采用REXA 执行器代替DDV 伺服装置作为系统调节动力源，通过杠杆驱动油动机、错油门，改造后的汽轮机调速系统具有良好的静态和动态性能。
关键词：调速系统；DDV 阀；REXA 执行器；电液调节0引言某电厂有1台青岛捷能30MW 背压机组，汽轮机机组形式是高压单缸、冲动式、非调整抽汽背压式。
调速系统采用的是数字式电气液压调节系统（DEH ），控制系统采用的是和利时MACS 系统，液压部分是DDV 阀、OPC 电磁阀、错油门、油动机结构形式。
供油系统包括主油泵及注油器等，主油泵出口的高压油（2.0MPa ）除供给调节保安系统中各元件的经常用油外，大部分供给注油器。
此外，主油泵还供给油动机快速动作时所需的耗油[1]。
机组正常运行时DDV 伺服装置有卡涩现象，为保证机组安全稳定运行，对该机组的调速系统进行了改造。
DEH 系统的核心单元是电液转换器，它和汽轮机调速系统的电液转换器都必须提供辅助控制油站，对油的品质要求特别苛刻，并且油源易受周围环境污染，调节系统时常出现堵塞、卡涩问题，严重影响汽轮机的稳定运行[2-3]。
所以，为提高电液转换器的抗干扰特性，简化原装置构造，进一步提高DEH 系统运行的稳定性，根据现场30MW 背压机组的特点，采用REXA 执行器进行改造，通过杠杆驱动油动机、错油门。
1REXA 液压调节系统1.1REXA 执行器构成及工作原理1.1.1REXA 执行器构成REXA 执行器可分为两个单元，由控制模块与动力模块两部分组成。
REXA 液压控制装置是液压输出力的转换装置，可将仪表4～20mA 信号转换为机械力输出，是机组调速系统改造的核心部件[4]。
汽轮机调节控制系统试验导则
中华人民共和国电力行业标准汽轮机调节控制系统试验导则DL/T 711－1999中华人民共和国国家经济贸易委员会E54备案号：6791—2000中华人民共和国电力行业标准DL/T 711－1999汽轮机调节控制系统试验导则Test guide of steam turbine governing system2000－02－24 发布2000－07－01 实施1 范围 (4)2 引用标准 (4)3 术语、符号、定义和单位 (4)4 技术规范和要求 (6)5 试验准备 (9)6 保安系统试验 (10)7 调节系统静态特性试验 (13)8 调节系统动态特性试验 (15)9 编写试验报告 (22)附录A(标准的附录)汽轮机调节控制系统方框图 (22)附录B(标准的附录)测功法甩负荷试验结果的修正方法 (23)附录C(标准的附录)调节系统空负荷试验改变转速的方法 (23)附录D(提示的附录)国产典型机组动态参数 (24)附录E(提示的附录)常规法与测功法甩负荷试验方法的特点 (24)中华人民共和国国家经济贸易委员会发布前言本导则是根据原电力工业部下达的1998年电力行业标准计划项目(综科教［1998］28号文)的安排制定的。
该导则规定了汽轮机调节控制系统的性能标准，提出了统一的静态、动态和保安系统的试验方法，以及对试验仪器、仪表的要求。
为电站驱动发电机的汽轮机机械型、液压型、电液型调节控制系统的调整试验、验收试验和考核试验的标准和方法提供依据。
导则中的规定与要求，根据我国的国情，综合了国内外有关标准，力求与国际标准接轨。
调节控制系统的基本术语、专业术语和技术规范，参照了IEC标准。
试验方法以我国有关规程的规定为基础进行编制，增加了试验项目，使导则内容更加规范化、标准化和实用化。
本导则的附录A、附录B、附录C都是标准的附录。
本导则的附录D、附录E都是提示的附录。
本导则归口单位：电力行业电站汽轮机标准化技术委员会。
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目录1. 背压式汽轮机调节 (1)1.1 背压式汽轮机工作过程 (1)1.2 背压式汽轮机液压调节系统 (2)1.3 背压式汽轮机电液调节系统（DEH） (4)1.3.1 背压式汽轮机电液调节系统构成 (5)1.3.2 背压式汽轮机电液调节系统的基本原理 (8)1.3.3 背压式汽轮机电液调节系统的主要功能 (10)1.3.4 背压式汽轮机电液调节系统的性能指标 (14)1.3.5 DEH控制系统设计要求 (14)1.3.6 调节保安系统 (15)2. 抽背式汽轮机调节 (17)2.1 抽背式汽轮机工作过程 (17)2.2 抽背式汽轮机电液调节系统 (18)2.2.1 工作原理 (18)2.2.2 基本功能 (20)2.2.3 性能指标 (20)2.2.4 DEH控制系统要求 (20)2.2.5 调节保安系统（见图11） (21)1. 背压式汽轮机调节1.1 背压式汽轮机工作过程背压式汽轮机是一种既供电又供热的电热联供的汽轮机，背压式汽轮机工作原理示意图如图1所示从锅炉来的新蒸汽经过主汽门TV 和调节阀门GV ，进入背压式汽轮机中膨胀做功。
从背压式汽轮机排出的具有一定压力的蒸汽通过阀门V2进入热用户的热网。
这种以电热联供的背压式汽轮机，可以提高循环效率，降低煤耗，达到充分利用能源的目的。
由于热用户对所需蒸汽的质量有一定的要求，即要求背压保持一定，而流量是变化的。
但因背压式汽轮机排汽的压力是基本保持不变的，所以蒸汽流量的改变必将引起发电量的变化。
因此，电用户和热用户之间如何协调工作是背压式汽轮机调节系统的任务背压式汽轮机通常有两种运行方式，一种是按电负荷进行工作，另一种是按热负荷进行工作，根据不同的运行方式，对调节系统的要求也不尽相同。
按电负荷工作的背压式汽轮机通常与其它热源共同向热用户供汽。
热用户所需要的蒸汽量除了由背压式汽轮机提供外，还应有其它汽源。
例如：抽汽式汽轮机，低压锅炉或锅炉的高压蒸汽经减温减压器等方案。
汽轮机供给热用户的蒸汽量取决于电负荷的图 1要求，供汽量的变化由其它汽源加以补偿。
在这种情况下，背压式汽轮机按照满足电用户需要的运行方式工作，其调节系统和凝汽式汽轮机没有差别,即转速或负荷调节。
调速器的作用是调节背压式汽轮机的转速。
热用户所需的一定蒸汽压力的蒸汽是通过调节其他汽源供汽量来保证。
这时背压式汽轮机的调压器实际上是不起作用的。
大多数情况下，背压式汽轮机是按热负荷特性进行工作的，这时通过汽轮机的蒸汽量随热负荷变化而变化，汽轮机的功率由热负荷决定，电能的需要由并列运行的其他机组来承担。
按热负荷运行的机组，所需的蒸汽量由调压器进行调节。
当热用户所需用蒸汽量增加时，蒸汽管道中流出的蒸汽流量增加，因此流量平衡破坏，蒸汽压力降低，调压器测量到压力变化信号，经放大器传给执行元件，由执行元件开大调节阀门，增加进汽量，达到新的蒸汽流量平衡，保持背压基本不变。
当用户所需的蒸汽量减少时，各元件作用原理相同，但方向相反，同样可达到背压基本不变的目的。
在热负荷变化时，背压式汽轮机的电负荷也将引起相应的变化。
因此，必定引起电网的平衡状态被破坏，导致电网周波的变化，这时电网中所有的机组根据各自调节系统的静态特性进行负荷分配，即一次调频，改变各台机组的输出功率，建立起电网新的平衡关系。
背压式汽轮机中装有调速器，它的作用是在机组并网时使机组与电网同步，在机组并网后，按调节系统的静态特性曲线参加电网的一次调频，在机组甩负荷时进行转速调节，避免机组超速。
1.2 背压式汽轮机液压调节系统背压式汽轮机液压调节系统示意图见图2，在该系统中有两个敏感元件，即转速调节器1和压力调节器2，当汽轮机按热负荷工作时，汽轮机并入电网，转速保持不变，因此调速器滑环的位置也不变。
热负荷的增大将引起排汽管道中的压力下降，由于压力调节器2的作用，通过杠杆使错油门4下移高压油P0经错油门4进入到油动机5活塞下油室，使调节阀门开大，增加汽轮机的进汽量，从而使背压升高，建立新的平衡状态，当油动机活塞上移时，错油门4滑阀也上移，堵住了高压油P0到油动机的通路，油动机维持当前开度。
当热负荷减少时，调压器的动作方向与上述相反。
从图2所示的背压式汽轮机调节系统原理可见，当调速器滑环不动时，不同的调节阀位置，对应不同的调压器活塞的位移，因而压力调节系统是有差调节系统。
根据各元件的静态特性，可以做出调压系统的静态特性曲线，见图3。
它的绘制方法与转速调节系统的静态特性曲线相似，图中第II象限的曲线表示压力调节器的位移△X与汽轮机背压P之间的关图 3图 2系。
第Ⅲ象限的曲线表示压力调节器的位移△X 与油动机位移△Z 之间的关系。
第Ⅳ象限的曲线表示蒸汽流量与油动机位移△Z 之间的关系。
由这三条曲线可用作图法求出第Ⅰ象限中压力调节系统的静特性曲线。
调压系统的不等率的定义和调速系统相似，它定义为最高压力P MAX 与最低压力P MIN 之差与平均压力Pa 之比。
在实际应用中，为方便起见通常用额定压力P 0带替平均压力Pa 。
因此压力不等率可表示为：Pa P P p min max -=δ≥PoP max∆改变调压器弹簧的预紧力，可以平移调压器静态特性曲线，使压力调节系统的静态特性平移。
改变调压器弹簧的刚度，可以改变调压器静态特性曲线的斜率，使压力调节系统的不等率值改变。
当几台背压式汽轮机并列运行时，压力不等率决定各机组之间的热负荷分配。
压力不等率除了影响压力调节系统的静态特性以外，还与调压系统的动态过程有密切联系，它将影响系统的稳定性及过渡过程的品质。
由于热负荷对调压系统的静态精度要求较低，压力不等率δP 取的较大，通常为10%～20%，有利于压力调节系统的稳定性。
1.3 背压式汽轮机电液调节系统（DEH ）通常背压式汽轮机容量较小，一般在25MW 、50MW ，因此在系统油源的选择上基本上都选择低压透平油系统，这里只以透平油系统为例，介绍背压式汽轮机DEH 控制系统。
1.3.1 背压式汽轮机电液调节系统构成背压式汽轮机DEH控制系统的结构如图4所示。
图 4图中：1、自动关闭器2、危急遮断错油门3、启动滑阀4、调节阀油动机5、电液转换器背压式汽轮机DEH系统可分为调节和保安两部分。
保安部分由自动关闭器1，危急遮断器2，启动滑阀3，跳闸电磁阀S1等部件组成，其核心部件是危急遮断器，它接受机械超速，手动打闸，跳闸电磁阀的跳闸指令和启动滑阀的挂闸指令，完成机组快速打闸停机以及挂闸开主汽门等任务。
调节部分由电液转换器5，油动机4组成，用于机组的调节控制。
根据所选设备的不同，可以构成伺服型，也可以构成比例型执行机构，对伺服型执行机构，油动机，电液转换器和控制装置中的伺服卡一起构成阀门伺服控制系统，实现阀门的定位控制，而对比例型执行机构，电液转换器接受控制装置的电信号并按比例确定阀门开度。
背压式汽轮机DEH的核心是电控装置，各过程信号的测量、监视、操作、控制、逻辑运算等都在电控装置中完成。
系统还有超速保护电磁阀S2，当机组甩负荷时，通过S2电磁阀快速泄掉油动机错油门下脉动油，使调节阀门迅速关闭，防止汽轮机超速。
背压式汽轮机的控制特性由计算机软件实现。
DEH控制装置DEH控制装置包括机柜，工程师站，操作员站。
控制机柜装有计算机，模拟量，开关量和脉冲量的输入/输出组件，通讯接口组件和电源等，完成数字运算和逻辑运算，输出控制与保护指令。
工程师站：建立和管理数据库，用于DEH系统开发，调试和维护，当该站处于在线状态时，可监视操作员站全部功能等，有时与操作员站合二为一。
操作员站：可选择DEH系统控制方式，修改设定值和控制参数，操作控制系统，显示和确认报警等。
电液伺服机构透平油电液调节系统的供油是由汽轮机主油泵提供，压力是20kg/c㎡(1.96Mpa)它为液压系统提供压力油，调节油和保安油，电液伺服机构主要是指电图 5液转换器和油动机，在小容量机组中，电液转换器多采用进口的TM25和DDV 型，TM25（TA10）是美国WOODWARD 公司生产，它是一个输出位移型的电液转换器，双线圈，输入电流20～200mA ，输出位移是25.4mm ，这种类型电液转换器在实际应用中需要加装转换阀，并需配置专门的油源。
TM25电液转换器与油动机组成伺服控制回路如图5所示。
由图5可知，电液转换器，即TM25，它加了一个转换阀，控制油动机错油门下的脉动油，错油门下的恒定油压由油动机反馈滑阀的排油来维持，油动机压力油由主油泵供给。
TM25的供油是由专用的供油系统供给，以使其不易卡涩,能可靠的工作。
目前用的最多的电液转换器是DDV ，它是MOOG 公司的产品，它与油动机组成的电液伺服控制回路见图6油动机的压力油是由主油泵输出的P 0直接供给，而电液转换器用油，为了防止卡涩，提高可靠性，需将P 0经过精密滤油器，当然也可以采用独立油源，只是价格昂贵。
油动机反馈滑阀取消了，取而代之的是测量油动机活塞杆的位移，用线性差动位移传感器（LVDT ），作为伺服控制回路的位移反馈信号。
图中可调节流孔D 用来调整初始位置及满足从全关到全开的关系。
图 61.3.2 背压式汽轮机电液调节系统的基本原理背压式汽轮机DEH控制系统原理图如图7所示：图 7该系统设有转速控制回路，功率控制回路，背压控制回路及OPC控制和超速保护等基本控制以及同期，调频限制，信号选择，判断等逻辑。
DEH控制系统通过控制调节阀门GV，实现对机组的转速（或负荷）和排汽压力的控制。
转速控制回路转速控制回路完成机组启动升速，快速通过临界转速，同期以及OPC超速控制和正常停机及危急停机控制。
该回路的核心部分是“转速设定值”它受转速给定，转速变化率，超速试验和同期给定等控制，它与机组的实际转速（经3取2）反馈进行比较，其差值经PID调节器，控制调节阀门，实现转速闭环控制，同时将机组实际转速送到OPC超速控制和机组超速保护回路。
功率控制回路功率控制回路完成机组并网后，带初始负荷及正常运行时的功率控制，它的“负荷设定值”受负荷给定，负荷变化率及功率限制的控制。
“负荷设定值”经一次调频信号修正后与机组的实际功率反馈信号进行比较，其差值经PID调节器，它与机组背压控制回路输出流量信号切换选择工作，被选中的信号经电液转换器油动机去控制调节阀门GV。
背压控制回路在背压式汽轮机中，背压调节回路是基本工作回路，“排汽压力设定值”受背压限制及背压调整控制，它与实际背压进行比较，其差值经PID校正器，变为流量信号，它与功率控制回路输出信号进行切换选择，然后通过电液转换器，油动机去控制调节阀门GV。
启动运行方式通常，背压式汽轮机为母管制运行，在额定参数情况下启动，当由DEH系统控制启动时，与冷凝机组一样，主汽门全开，控制调节阀门GV启动，进行冲转，升速，暖机，快速过临界，定速，同期，并网带初始负荷，直至带全负荷。