第九章 汽轮机控制系统
汽轮机控制原理
汽轮机控制原理一、汽轮机的基本原理汽轮机是一种利用高速旋转的转子带动涡轮叶片工作，从而将热能转化为机械能的热力学装置。
其基本原理是利用高温高压的蒸汽或气体驱动涡轮旋转，使得涡轮带动发电机或其他设备工作。
二、汽轮机控制系统的组成汽轮机控制系统主要由以下几个部分组成：1. 传感器：用于测量汽轮机运行状态参数，如温度、压力、转速等；2. 控制器：根据传感器采集到的数据，对汽轮机进行控制和调节；3. 执行器：根据控制器发出的指令，对汽轮机进行操作和调整；4. 监测系统：对汽轮机运行状态进行监测和诊断，及时发现故障并处理。
三、汽轮机控制系统的功能1. 调节蒸汽流量：通过调节蒸汽阀门开度来控制蒸汽流量，以满足负荷需求。
2. 调节燃料供给：通过调节燃料阀门开度来控制燃料供给量，以满足负荷需求。
3. 调节转速：通过调节蒸汽阀门和燃料阀门的开度，控制涡轮旋转速度，以满足负荷需求。
4. 控制温度和压力：通过控制蒸汽流量、燃料供给和排气温度等参数，控制汽轮机的温度和压力。
5. 监测和诊断：对汽轮机运行状态进行监测和诊断，及时发现故障并处理。
四、汽轮机控制系统的工作原理1. 蒸汽流量控制：当负荷需求增加时，传感器检测到蒸汽流量下降，控制器会发出指令，使蒸汽阀门开度增加，增加蒸汽流量。
反之亦然。
2. 燃料供给控制：当负荷需求增加时，传感器检测到燃料供给不足，控制器会发出指令，使燃料阀门开度增加，增加燃料供给。
反之亦然。
3. 转速调节：当负荷需求增加时，传感器检测到涡轮转速下降，控制器会发出指令同时调节蒸汽阀门和燃料阀门的开度，以增加蒸汽流量和燃料供给，从而提高涡轮转速。
4. 温度和压力控制：当负荷需求增加时，传感器检测到温度和压力下降，控制器会发出指令调节蒸汽流量、燃料供给和排气温度等参数，以提高温度和压力。
5. 监测和诊断：通过监测各种参数，如振动、温度、压力等，及时发现汽轮机故障，并进行诊断和处理。
五、汽轮机控制系统的优点1. 自动化程度高：汽轮机控制系统能够自动进行负载调节、转速调节等操作，减少了人工干预。
汽轮机控制原理解析
汽轮机控制原理解析标题：汽轮机控制原理解析摘要：本文将深入探讨汽轮机控制原理，并从简到繁地介绍了汽轮机控制系统的基本功能、组成部分以及工作原理。
通过对汽轮机的运行过程和控制需求的分析，我们将探讨汽轮机的主要参数调节与保护、调速与负荷控制以及保证汽轮机稳定运行所需的控制策略。
最后，我们将总结汽轮机控制原理的重要观点和理解。
引言汽轮机作为最常见的动力装置之一，广泛应用于发电厂、化工厂和石油炼油厂等领域。
为了确保汽轮机能够安全、高效地运行，控制系统起着至关重要的作用。
本文将详细解析汽轮机的控制原理，从而帮助读者深入了解汽轮机的工作原理和控制过程。
一、汽轮机控制系统概述1.1 汽轮机控制系统的基本功能汽轮机控制系统的基本功能是监测和控制汽轮机的运行状态，以实现安全、稳定和高效的运行。
它主要包括参数调节与保护、调速与负荷控制以及安全与事故保护等方面内容。
1.2 汽轮机控制系统的组成部分汽轮机控制系统通常由传感器、执行器、控制器和人机界面等组成。
本节将详细介绍每个组成部分的功能和作用。
1.3 汽轮机控制系统的工作原理汽轮机控制系统通过监测和分析各种传感器信号，实时反馈汽轮机的运行状态，并根据需要调节控制器输出，从而实现对汽轮机运行的控制。
本节将详细讨论汽轮机控制系统的工作原理及其基本流程。
二、汽轮机主要参数调节与保护2.1 蒸汽压力调节与保护蒸汽压力是汽轮机运行的重要参数之一。
本节将介绍蒸汽压力的调节原理和保护措施，并讨论如何保持稳定的蒸汽压力，以满足载荷变化和系统需求。
2.2 燃烧温度调节与保护燃烧温度是汽轮机燃烧过程中的关键参数。
本节将介绍燃烧温度的调节原理和保护措施，并讨论如何保持适宜的燃烧温度，以确保燃烧的有效性和热效率。
2.3 轴瓦温度调节与保护轴瓦温度是汽轮机轴承系统的重要参数。
本节将介绍轴瓦温度的调节原理和保护措施，并讨论如何保持适宜的轴瓦温度，以延长轴承的使用寿命和确保轴的稳定运行。
三、汽轮机调速与负荷控制3.1 汽轮机调速系统汽轮机调速系统的目标是实现稳定的转速和载荷变化要求。
汽轮机控制系统
汽轮机控制系统汽轮机控制系统组成一般来讲，汽轮机控制系统由人机界面、测量元件、控制装置、执行机构等部分组成。
人机界面为各种操作显示设备，如CRT，各种指示灯/表，鼠标，操作按钮/开关等。
测量元件为各种传感器，如测速头，热电偶，变送器，行程开关等。
它们将各种工艺过程变量转换成不同形式的电子信号，送往控制装置。
控制装置是整个控制系统的核心，实现系统的各种控制功能。
目前常用的控制装置都是以微处理器和网络技术为基础的数字式控制系统。
通常由通过网络连接的控制站、操作员站、工程师站以及电源装置和必要的机柜等辅助设备构成。
其中，控制站包括运算处理部件和I/O转换部件。
由于汽轮机是一种大型高速旋转设备。
其执行机构必须具有较大出力和快速响应，所以普遍采用液压型执行机构，也称作油动机。
因此，还必须配备液压动力源向执行机构提供液压工作介质。
根据设计的不同，可以采用汽轮机润滑油作为工作介质，也可以配置独立油源。
另外，在数字式控制系统中还有大量的不同功能的软件程序分布在系统各部件中，与硬件设备协同工作，共同完成控制任务。
汽轮机作为一种在高温、高压、高速条件下连续运行的大型机械设备，其高可靠性既是工艺过程的要求，也是自身安全的需要。
所以在配置汽轮机控制系统时必须给予高度重视。
冗余技术、自诊断技术和分散结构被广泛采用。
在控制装置内部，均采用双网结构，防止信息传送故障。
CPU处理器采用三冗余配置，3取2表决机制或双机热备配置，裁决机制，一用一备。
对重要信号，从一次元件到I/O通道都采用3冗余或双冗余配置。
执行器一般采用双线圈伺服阀；双泵供油，一用一备，自动连锁。
另外，分散结构使系统各功能科学合理地分配在不同的部件中，任何部件损坏只会引起系统部分功能丧失，不会导致整个系统故障，更不会危及机组运行安全；同时系统中非常完善的自诊断功能可以对系统中绝大多数异常进行有效的鉴别、报警，必要时自动将故障部件从系统中隔离。
目前，自诊断都可以达到具体I/O通道。
汽轮机控制系统
第1章 汽轮机控制系统的基本概念汽轮机是一种将蒸汽的热能转变为机械功的外燃回转式原动机。
它的任务是把蒸汽的热能转换为机械能，再利用传动机构拖动发电机发出电能。
由于汽轮机的转换效率较高，且能设计和制造出较大的功率，所以在火电厂里得到了普遍的应用。
随着计算机技术的发展及计算机在生产领域的普遍应用，当前新投运的汽轮机越来越多的采用了以数字式电子计算机为控制器核心的数字电液控制系统（DEH ）。
它由计算机控制部分和液压执行机构两大部分组成，是发电汽轮机组的专用控制设备，它包括了对汽轮发电机组的自动监测、自动控制、顺序控制及自动保护四大功能，可实现发电机组的自动启动、停机、功率频率调节，实现远方自动调度等功能。
实现对汽轮机组的自动保护，使汽轮机自动控制水平由前一阶段的单独控制提高到机、炉、电协调控制及电网中心统一控制的高级综合水平。
汽轮机电液控制系统的出现，要求汽轮机运行人员和设备维护人员不仅要具有汽轮机原理和液压调节系统方面的知识，而且还要具有控制原理、电子、计算机等方面的知识。
1.1 汽轮机转速与所发电能频率的关系因为电能很难大量储存，所以电力生产中对发电设备必须进行自动调节，以随时满足用户对所发出的电能的量和质的要求。
在此处量指的是电能功率的大小，质指的是电能的频率与电压（我国规定频率变化在±1%以内，电压变化在±6%以内）。
电能的频率与电压这两者都和汽轮机的转速有关，电压除取决于转速外，还可以通过调节励磁电流来控制，而频率就直接取决于汽轮机的转速。
因为发电机是直接由汽轮机拖动的，所以汽轮机的转速升高，电能的频率就增高，汽轮机的转速降低，电能的频率也减小。
发电机转速与发电频率的关系为：)/(s Hz Zn f ⨯=我国规定发电频率为 50Hz ，通常汽轮发电机的磁极对数为1，所以汽轮机的转速应为每分钟3000转。
汽轮机调节系统的主要任务是：既要使机组能及时满足用户对发电能量的需求，又要保证机组的转速维持在规定范围内，以保证供电频率的准确和机组自身的安全。
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。
关于汽轮机控制系统的优化设计
关于汽轮机控制系统的优化设计
汽轮机控制系统是汽轮机运行和调节的关键部分，对于提高汽轮机工作效率、减少能
源消耗具有重要意义。
优化设计汽轮机控制系统可以提高汽轮机的运行稳定性、可靠性和
经济性。
汽轮机控制系统的优化设计需要考虑到汽轮机的工况变化。
不同工况下汽轮机的运行
特性和要求不同，因此控制系统需要根据工况的变化灵活调整参数和控制策略，以确保汽
轮机的运行稳定性。
在负荷突变的情况下，控制系统需要快速调整汽轮机的负荷分配，以
确保汽轮机的运行稳定。
汽轮机控制系统的优化设计需要考虑到汽轮机的性能优化。
通过优化汽轮机的控制参
数和控制策略，可以提高汽轮机的热效率和发电效率。
通过调整汽轮机的排汽压力和回热
压力，可以提高汽轮机的发电效率；通过优化汽轮机的汽速控制、燃烧控制和压缩机调节，可以提高汽轮机的热效率。
汽轮机控制系统的优化设计还需要考虑到汽轮机的可靠性。
通过优化控制系统的硬件
配置和软件设计，可以提高汽轮机的故障诊断和故障恢复能力，减少停机时间和维护成本。
引入故障诊断技术和在线监测系统，可以实时监测汽轮机的状态，并及时发现并修复潜在
故障。
汽轮机控制系统的优化设计还需要考虑到汽轮机的经济性。
通过优化汽轮机的控制系统，可以降低汽轮机的运行成本和维护成本，提高汽轮机的经济运行水平。
通过优化汽轮
机的负荷分配和运行调度，可以最大限度地利用汽轮机的发电能力，并降低燃料消耗和耗
材消耗。
第九章 汽轮机热力系统概述
汽轮机热力系统概述第一节主、再热蒸汽及旁路系统本机组主蒸汽及再热蒸汽系统采用单元制、一次中间再热型式。
通常我们将进入高压缸的蒸汽称为主蒸汽；高压缸排汽称为冷再热蒸汽；冷再热蒸汽经锅炉再热器重新加热后进入中压缸的蒸汽称为热再热蒸汽；从主蒸汽管道经高压旁路控制阀至冷再热蒸汽管道称为高压旁路管道；从热再热蒸汽管道经低压旁路控制阀以及喷水减温器后至凝汽器的管道称为低压旁路管道。
一、主蒸汽系统１、主蒸汽管道主蒸汽管道采用A335P91优质合金钢。
最大蒸汽流量为锅炉B-MCR工况时的最大连续蒸发量1025t/h。
设计蒸汽压力18.2Mpa，设计蒸汽温度546℃，主蒸汽管道计算压力降约为0.6556MPa(MCR工况)。
主蒸汽从锅炉过热器出口联箱，由单根管道接出通往汽机房。
至汽机主汽门前分成两根支管，各自接到汽轮机高压缸左右侧主汽及调节汽阀。
然后再由四根高压主汽管导入高压缸。
在高压缸内作功后的蒸汽通过两个高压排汽止回阀，在出口不远处汇合成单根管道进入锅炉再热器。
这种单管系统的优点〈比较双管系统〉是简化管道布置，并能节省管材投资费用，同时，还有利于消除进汽轮机的主蒸汽和热再热蒸汽由于锅炉可能产生的热偏差，以及由于管道阻力不同产生的压力偏差。
两个主汽门出口与汽轮机调速汽门阀壳相接。
主汽门的主要功用是在汽轮机故障或甩负荷情况下迅速切断进入缸内的主蒸汽，汽轮机正常停机时，主汽门也用于切断主蒸汽，调速汽门通过各自蒸汽导管进汽到汽轮机第一级喷嘴。
调速汽门用于调节进入汽轮机的蒸汽流量，以适应机组负荷变化的要求。
由过热器出口至汽轮机主汽门入口的范围内，在主蒸汽管道上依次设有两只电动对空排汽阀、一只高整定压力的弹簧安全阀、一只低整定压力的弹簧安全阀和一个电磁释放阀、水压试验堵阀。
水压试验堵阀的作用是当过热器水压试验时，隔离主蒸汽管道，防止由于主汽门密封不严而造成汽轮机进水。
由主汽主管上沿汽流方向依次接出的管道有：汽机高压旁路接管及启动初期向汽机汽封系统及汽机夹层加热的供汽管。
汽轮机控制系统..课件
03
拓展应用领域
汽轮机控制系统广泛应用于电力、化 工、冶金等领域。在未来的工作中， 我将积极拓展应用领域，为更多行业 的生产和发展提供支持和服务。
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关键问题及解决方案
关键问题1
01
控制系统稳定性不足。解决方案：采用先进控制算法，如模糊
控制、神经网络控制等，提高系统稳定性。
关键问题2
02
参数整定困难。解决方案：运用智能优化算法，如遗传算法、
粒子群算法等，进行参数自动寻优。
关键问题3
03
系统安全性有待提高。解决方案：引入故障诊断与容错控制机
制，实时监测系统运行状况，确保安全可靠运行。
未来发展趋势预测与展望
趋势1
智能化。随着人工智能技术的发展，汽轮机控制系统将更加智能化，实现自适应、自学习、自优化等功能。
趋势2
数字化。数字化技术将进一步普及，推动汽轮机控制系统向数字化、网络化、信息化方向发展，提高系统集成度和信 息共享水平。
趋势3
绿色化。节能减排、低碳环保是未来汽轮机控制系统发展的重要方向，通过优化控制策略、降低能耗、 减少排放等措施，实现绿色可持续发展。
定义
汽轮机控制系统是用于控制汽轮机运 行的一套系统，包括传感器、控制器 和执行器等组成部分。
作用
通过监测汽轮机的运行状态和参数， 实现对汽轮机的启动、停机、负荷调 节和安全保护等功能，确保汽轮机的 安全、稳定和高效运行。
汽轮机控制系统的发展历史
早期机械式控制系统
采用机械式调速器和离心式调速器等控制设备，实现对汽轮机的 简单控制。
CHAPTER 03
汽轮机控制系统的功能实现
启动与停机控制
汽轮机原理 第九章 汽轮机控制系统
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第五节 汽轮机的数字电液控制系统 2．汽轮机的负荷自动调节功能 ① a. b. ② a. b. c. 汽轮机的负荷自动调节有两种情况： 两种 冷态启动时，机组并网带初负荷（5%额定负荷）后，负荷由高压调节 阀控制； 热态启动时，机组负荷未达到35%额定负荷以前，负荷由高、中压调 节阀控制，以后， 中调阀全开，负荷只由高压调节阀控制。 当机组处于负荷控制阶段， DEH调节系统具有下述功能： 具有操作员自动、远方控制和电厂计算器控制方式，以及它们分别与 ATC组成的联合控制方式； 具有自动控制（A和B机双机容错）、一级手动和二级手动冗余控制方 式； 可采用串级或单级PI控制方式。当负荷大于10%以后，可由运行人员 选择是否采用调节级汽室压力和发电机功率反馈回路，这也就是决定 采用何种PI控制方式；
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第一节 汽轮机控制系统的任务和系统组成
模拟电液调节系统
模拟电液调节系统是基于模拟电路的连续控制调节系统，它 将电子技术与液压控制技术有机地结合在一起，综合了电子元件 检测灵敏、精度高、线性好、迟缓小、传输速度快、调整方便、 能实现复杂调节规律，以及液压元件驱动功率大、惯性小的优点。 检测、运算采用电子元件，执行机构为液压部件。
汽轮机原理
第九章 汽轮机控制系统
第一节 汽轮机控制系统的任务和系统组成 1.1 发电厂汽轮机控制系统的任务
（1）汽轮机为什么必需具备自动调节系统？ 电能不能大量储存，火电厂发出的电力必须随时满足用户要求，即在 数量、质量要求同时满足用户要求。 ①数量要求：要求电力负荷根据用户要求来调整发电大小。 ②供电质量要求：供电质量就是指频率和电压。电压可以通过变压器解决 。电网频率则直接取决于汽轮机的转速。转速高则频率高，转速低则频率 低。
汽轮机的控制系统说明书
汽轮机的控制系统说明书1. 前言本说明书介绍的是该汽轮机的控制系统，以及如何操作和维护它。
控制系统是确保汽轮机正常运行的关键部分。
为了确保操作者和设备的安全，必须严格按照说明书中的要求进行操作。
2. 控制系统概述该汽轮机的控制系统采用PLC（可编程逻辑控制器）控制，通过传感器和执行机构实现对汽轮机的监控和控制。
PLC控制器负责对汽轮机的负载、温度、转速等参数进行监控，并通过执行机构和电磁阀等设备实现对汽轮机的调节和控制。
3. 操作指南3.1 开机操作（1）检查汽轮机周围环境是否安全，清理杂物和障碍物。
（2）检查汽轮机运行前的准备工作是否完成，如润滑油和冷却水是否充足。
（3）打开汽轮机控制箱门，并按照控制箱上的操作指南操作。
（4）在PLC控制器的屏幕上设置负载、温度等参数，并按下“启动”按钮。
3.2 运行操作（1）在汽轮机运行过程中，应事先设置好各项参数，如负载、温度、转速等。
（2）应每隔一段时间对汽轮机的运行情况进行监控，以确保其正常运转。
如发现异常，应及时采取处理措施。
（3）定期检查和维护汽轮机控制系统，确保各部件的正常运转。
3.3 关机操作（1）在汽轮机运行结束时应先调整到低负载，然后再按下“停止”按钮。
（2）将各设备逐一关闭，如切断汽轮机供电。
（3）清理现场，关闭控制箱门。
4. 维护指南4.1 日常维护（1）保持汽轮机周围环境的清洁，避免杂物和灰尘进入汽轮机内部。
（2）定期清洗控制系统设备和维护电线连接器；如有锈蚀、损坏等情况应及时更换或修理。
（3）检查润滑油和冷却水是否充足，如不足应及时添加。
4.2 周期性维护（1）定期更换油、滤芯等易损件。
（2）对控制器进行定期检查和维护，确保其正常运行。
（3）按照规定周期检查和维护汽轮机原有的操作和维护手册。
5. 故障排除如果发现汽轮机出现故障，首先应该检查控制系统和各部件的连接是否正常、设备是否缺损或损坏。
如果无法解决，则应及时联系制造商或售后服务商进行处理。
关于汽轮机控制系统的优化设计
关于汽轮机控制系统的优化设计汽轮机是一种重要的动力设备，广泛应用于发电厂、船舶和工业生产中。
汽轮机控制系统的优化设计对于提高汽轮机的性能、降低能耗、延长设备寿命具有重要意义。
本文将从汽轮机控制系统的优化设计方面进行探讨，为读者提供关于汽轮机控制系统优化设计的详细信息。
一、汽轮机控制系统的基本结构汽轮机控制系统是指用于控制汽轮机转速和输出功率的一组装置，其基本结构包括调速器、调节器和安全保护装置。
调速器通过控制汽轮机的进汽量来调整汽轮机的转速，从而实现对输出功率的控制；调节器则通过控制汽轮机的进汽量和排汽量来调整汽轮机的输出功率和效率；安全保护装置则用于监测汽轮机的运行状态，并在出现异常情况时对汽轮机进行保护。
二、汽轮机控制系统的优化设计目标汽轮机控制系统的优化设计目标主要包括提高汽轮机的运行稳定性、降低汽轮机的能耗、提高汽轮机的效率、延长汽轮机的寿命和提高汽轮机的安全性。
提高汽轮机的效率是汽轮机控制系统优化设计的核心目标，因为汽轮机的效率不仅直接影响到汽轮机的经济性能，还关系到环境保护和资源利用的问题。
三、汽轮机控制系统的优化设计方法（一）基于模型预测控制技术基于模型预测控制技术是一种先进的汽轮机控制系统优化设计方法，其主要思想是根据汽轮机的动态特性建立数学模型，然后利用该模型对汽轮机的未来运行状态进行预测，最后通过对预测结果的分析和优化来实现对汽轮机的精确控制。
这种方法可以有效地提高汽轮机的运行稳定性和效率，同时降低汽轮机的能耗和排放。
（二）基于智能控制技术基于智能控制技术的汽轮机控制系统优化设计方法主要包括模糊控制、神经网络控制和遗传算法控制等。
这些技术都是基于人工智能理论和方法而发展起来的，其特点是能够自适应地调整控制参数，从而实现对汽轮机的在线优化控制。
利用这些技术可以实现对汽轮机的精确控制，提高汽轮机的运行效率和安全性。
（三）基于先进传感器技术传感器是汽轮机控制系统的重要组成部分，其性能直接影响到整个控制系统的性能。
汽轮机控制系统
图3-7中的高压调节阀的顺序阀开启顺序
可设计为GV1/GV2，GV3 GV4，即GV1和
GV2同时开启，然后是GV3，GV4最后开
启。关闭顺序与此相反。 高压缸配汽
高压调节阀GV2
高压调节阀GV4
Ⅱ
Ⅳ
高压调节阀GV3
Ⅲ
Ⅰ
高压调节阀GV1
高压主汽阀TV1
高压主汽阀TV2
过热器蒸汽 图3—7汽轮机阀门布置图
4
4
4
LiSIN LiSEQ Li
i 1
i 1
i 1
显然，这个问题有很多解。为简化问题， 可以设定边界条件：
Li Fi (LiSIN , LiSEQ )
满足该边界条件的最简单解是
Li kSIN LiSIN kSEQ LiSEQ
式中：kSIN为单阀系数；kSEQ为顺序阀系数。 当阀门处于单阀方式时：kSIN =1, kSEQ=0 当阀门处于顺序阀方式时： kSIN =0, kSEQ=1
图3-9 顺序阀控制各阀位计算
高压调节阀阀位指令及阀切换
在单阀／顺序阀方式切换时，一个很重 要的问题是尽量避免阀门的抖动和负荷的 波动，做到均衡平稳地切换。为此，要求 阀门管理回路在实现方式切换期间，保持 通过阀门的总流量不变。为此，把整个切 换分成若干步进行，经过若干个有限的控 制周期完成切换。
控
制
调 节 投 入级 压 力
并 网
机 及 阀 门
液 转 换 、 油
动
蒸 汽 容 积
投
控
入
制
调
频
投
K1
入
频率 校正
调节级压 力测量
功率 测量
中
、
中 间 再 热 器
汽轮机控制
图片：图片：汽轮机控制系统(卷名：自动控制与系统工程)steam turbine control systems对汽轮机进行调节和监测保护的系统。
汽轮机是火力发电厂的主要设备之一，体积大、旋转快。
当它由常温常压的静止状态下转入高温高压高速运行时，操作或控制稍有不慎,就会酿成重大事故,因此汽轮机的自动控制具有重要的意义。
汽轮机控制系统包括自动起停、稳速或调速、参数检测和设备保护等系统。
控制系统的内容和复杂程度依机组的用途和容量大小而异。
自动起停系统要把一台在常温常压静止状态下的汽轮机投入并网运行，首先要起动，转入高温高压高速再并网，然后才能进入正常的运行状态。
这一过程称为起动。
在这个过程中，汽缸内蒸汽压力和温度急剧上升。
由常温常压变成高温高压，必然存在着温差。
如果升温太快，温差太大，金属热应力超过材料极限就可能在局部地方引起残余变形，甚至破裂，造成重大事故。
因此必须对起动升速过程加以控制，以保证汽轮机金属热应力不超过允许值。
为此目的，还要有一些辅助设备的起动和投入。
一台大型汽轮机的起动过程非常复杂，人工操作很难奏效，必须采用自动起动装置或由计算机控制的程序起动系统(图1)。
在大型汽轮机中，产生热应力最严重的部位是高压和中压转子。
但是要直接测量这两部位的应力又不可能，只能用温差电偶测量某些固定点的温差，根据物理规律导出的数学模型来计算受力最大断面所承受的热应力，随后根据热应力情况向汽轮机发出升速率的指令。
调速系统完成起动控制之后，汽轮机进入正常运行状态。
它产生的机械输出功率经发电机转换成电磁功率，提供电网负荷。
电网负荷经常处于变化状态，而且电功率变化速率远比机械功率快得多。
当机械输出功率不能及时调节时，汽轮机的转速便随着变化，破坏电网频率的恒定。
因此，为了保证发电机负荷在空载至满载的整个范围内汽轮机总是在额定转速下稳定运行，汽轮机必须装设调速系统。
最早使用的是瓦特离心式机械调速器，它是根据反馈控制原理工作的。
关于汽轮机控制系统的优化设计
关于汽轮机控制系统的优化设计汽轮机控制系统是指对汽轮机进行操作和控制的一系列设备和软件系统。
优化设计是通过对该系统进行改进和完善，以提高汽轮机的工作效率和性能稳定性。
1. 控制策略优化：控制策略是指控制系统的工作逻辑和方式，包括控制信号的生成和调节。
优化设计需要根据汽轮机的工作特点和要求，选择合适的控制策略。
对于负荷变化较大的汽轮机，可以采用模糊控制或神经网络控制等自适应控制策略，以提高系统的控制精度。
2. 传感器选择和布置优化：传感器是汽轮机控制系统获取汽轮机运行状态和参数的重要设备。
优化设计需要选择合适的传感器，并合理布置在汽轮机的关键部位，以确保获取准确的运行数据。
温度传感器可以布置在汽轮机的高温区域，以提供准确的温度数据。
3. 控制回路优化：控制回路是指控制系统中的一个反馈环节，用于校正控制信号和实际输出之间的误差。
优化设计需要对控制回路进行改进和优化，以提高系统的控制精度和稳定性。
可以采用PID控制算法对控制回路进行调节，以提高系统的控制性能。
4. 控制系统界面设计优化：控制系统的界面设计是指用户与控制系统进行交互的界面。
优化设计需要考虑用户的使用习惯和需求，设计简洁直观、易于操作的界面。
可以采用图形化界面和触摸屏技术，以提高用户的操作体验。
5. 系统的可靠性和安全性优化：汽轮机控制系统对汽轮机的运行安全和可靠性至关重要。
优化设计需要加强系统的故障检测和保护功能，确保系统能够及时发现和处理异常情况。
可以加入故障检测和自动保护装置，以降低事故发生的风险。
汽轮机控制系统的优化设计旨在提高汽轮机的工作效率和性能稳定性，需要从控制策略、传感器、控制回路、系统界面和系统的可靠性和安全性等方面进行改进和完善。
通过优化设计，可以使汽轮机控制系统更加智能化、稳定化和可靠化，提高汽轮机的整体性能。
汽轮机控制系统操作说明(DEH))
.汽轮机控制系统（DEH）设计及操作使用说明上海汽轮机有限公司300MW机组DEH系统说明书DEH系统使用的是西屋公司的OVATION型集散控制系统。
其先进性在于分散的结构和基于微处理器的控制，这两大特点加上冗余使得系统在具有更强的处理能力的同时提高了可靠性。
100MB带宽的高速以太网的高速公路通讯使各个控制器之间相互隔离，又可以通过它来相互联系，可以说是整套系统的一个核心。
系统的主要构成包括：工程师站、操作员站、控制器等。
一、DEH系统功能汽轮机组采用由纯电调和液压伺服系统组成的数字式电液控制系统(DEH)，提供了以下几种运行方式：∙操作员自动控制∙汽轮机自启动∙自同期运行∙DCS远控运行∙手动控制通过这几种运行方式，可以实现汽轮机控制的基本功能如转速控制、功率控制、抽汽控制功能。
1．基本控制功能工程师站和操作员站的画面是主机控制接口，它是用来传递指令给汽轮机和获得运行所需的资料。
打开CUSTOM GRAPHIC窗口，运行人员可以用鼠标点击对应的键来调出相应的图像。
也可以打开DATA ANALYSIS AND MAINTENANCE窗口，选用OPERATOR STATION PROGRAMS按钮，在OPERATOR STATION PROGRAMS菜单上选用DIAGRAM DISPLAY按钮，在DISPLAY DIAGRAM菜单上选用所需的图号，再按DISPLAY 按钮，就能调出所需的图形。
1.1 基本系统图像所有基本系统图像将机组运行的重要资料提供给运行人员。
屏幕分成不同的区域，包括一般信息，页面特定信息。
1.2 一般信息1.2.1 控制方式—用来表示机组目前所有的控制方式。
这些方式分操作员自动、汽轮机自动控制、遥控、以及手动同步和自动同步。
1.2.2 旁路方式－DEH提供一个旁路接口，可以调节再热调节汽阀，以便与外部的旁路控制器相配。
运行人员可根据实际情况选择带旁路运行方式和不带旁路运行方式。
汽轮机控制系统基础知识讲座.课件
汽轮机控制系统的控制算法
PID控制
模糊控制
04
汽轮机控制系统的设备与部件
汽轮机控制系统的设备
控制器
用于采集数据、计算控制信号并发送给执行器。
传感器
用于监测汽轮机的各种参数，如温度、压力、 转速等。
执行器
根据控制信号调节汽轮机的各种参数，如进汽量、进汽压力等。
汽轮机控制系统的部件
反馈回路
汽轮机控制系统的维护
日常维护
定期维护
特殊维护
汽轮机控制系统的故障排除与维修
故障排除
维修方法 维修记录
THANK YOU
汽轮机控制系统通常由传感器、控制器、执行器和反馈回路等组成。
汽轮机控制系统的组成
汽轮机控制系统的基本功能
01 02 03 04
02
汽轮机控制系统的发展历程
汽轮机控制技术的发展历程
起步阶段 发展阶段 完善阶段
汽轮机控制系统的发展趋势
智能化
01
数字化
02
节能化
03
汽轮机控制系统的未来展望
更加高效
案例效果
该系统投入使用后，机组运行稳定，各项参数均得到有效 控制，提高了发电效率，减少了污染物排放。
汽轮机控制系统的应用案例二
案例名称
应用描述
控制策略
案例效果
汽轮机控制系统的应用案例三
案例名称
应用描述
控制策略
案例效果
06
汽轮机控制系统的调试与维护
汽轮机控制系统的调试
调试前准备 调试步骤 调试中注意事项
汽机控制系基知.
• 汽轮机控制系统的发展历程 • 汽轮机控制系统的基本原理 • 汽轮机控制系统的设备与部件 • 汽轮机控制系统的应用案例 • 汽轮机控制系统的调试与维护
检修规程-汽轮机控制系统
汽轮机控制系统目录目录 (1)汽轮机控制系统概述 (3)汽轮机控制系统工作原理 (3)汽轮机控制系统系统配置 (3)汽轮机控制系统电源系统 (3)汽轮机控制系统的技术规范 (4)汽轮机控制系统的总体技术规范 (4)TURBOTROL 6 (4)TURBOMAX 61 (12)S90 (14)控制系统的各组成部件的技术规范 (15)控制系统主机的技术规范 (15)控制系统插件的技术规范 (16)控制系统外围热工设备的技术规范 (16)控制系统的检修周期.......................................................................................错误!未定义书签。
控制系统的大、小修检修周期................................................................................... 错误!未定义书签。
控制系统的日常维护周期........................................................................................... 错误!未定义书签。
控制系统的主机和各插件的日常维护周期........................................................... 错误!未定义书签。
汽轮机控制系统外围热工设备的日常维护周期 (19)检修工序及工艺标准.......................................................................................错误!未定义书签。
控制系统的日常维护工序和工艺标准 ....................................................................... 错误!未定义书签。
汽轮机调节控制系统
调节控制系统（1）调节系统组成调节系统包括转速传感器（715）；WOODWARD505（1310）数字式调速器、电液转换器（1742）、油动机（1910）、调节气阀（0801）。
505调速器同时接收两个转速传感器变送的汽轮机转速信号，将接收的转速信号与转速设定值进行比较后执行信号（4～20mA 电流），再经电液转换器转换成二次油压（1.5～4.5bar）,二次油压通过油动机操纵调节汽阀。
（2）调节系统工作过程转速传感器A/B 根据汽轮机转速向调速器发出信号，或者外部向调速器发出改变速度信号。
调速器根据接到的信号向电液转换器发出信号，电液转换器把接到的信号转变成二次油压。
油动机在二次油压的做用下上、下运动，从而带动调节阀开度变化。
调节阀开度变化，使汽轮机进汽量发生变化，由此来改变转速。
同时调速器根据接到的信号后，如果转速超过极限则向危安保护器（2222、2223）停机信号，使机组停车。
（见图1-1）图1-1调节系统工作过程工艺图（3）启动系统组成及作用(参见下页图1-2)a.启动装置1840启动装置由三个电磁阀及带有相应油路的箱体组成，三个电磁阀中2222和2223为带电通路，失电断路，所有的停机联锁都是通过控制这两个电磁阀来实现停机的；2250为手动停机阀用于接受各种外部综合停车信息，立即切断速关阀油路，使速关阀关闭。
同时，保安装置被自动挂档，速关阀上的行程开关向（1742）电液转换器发出开关信号，只有速关阀全启后，才允许TS-3000冲动气轮机。
1842为控制速关油阀；1843为控制启动油阀，从而达到控制速关阀开启的目的。
2309为试验装置手动阀。
b.速关阀2301、2302速关阀是中压蒸汽进入透平的第一道阀，只有它完全开启，调速器才能启动透平。
其中速关阀的开启步骤为：先把启动油旋钮1843、速关油旋钮1842手轮拧上，看见启动油建立后，拧下1843手轮，此时速关阀打开。
c.汽轮机监视与保护就地仪表盘及中控室均有转速显示仪表用于运行监视。
关于汽轮机控制系统的优化设计
关于汽轮机控制系统的优化设计汽轮机控制系统是指在汽轮机运行过程中，利用控制技术实现对汽轮机的控制和调节，以优化汽轮机的运行效率、提高汽轮机的可靠性、降低汽轮机的故障率、延长汽轮机的使用寿命等。
优化设计汽轮机控制系统需要考虑以下几个方面：1、控制算法设计汽轮机控制系统主要包括转速、功率、出口温度、进出口压力等参数的控制。
在控制算法设计中，需要主要考虑控制的精度、快速响应以及抗扰动性等因素。
一般情况下，采用模糊控制、PID控制以及神经网络等多种控制算法相结合的方式来优化设计汽轮机控制系统。
2、传感器选择与位置布局传感器是汽轮机控制系统中的重要组成部分，它们的精度和稳定性直接决定了控制系统的精度和稳定性。
在传感器的选择中，需要综合考虑其精度、稳定性、价格以及适应环境的能力等因素。
在传感器的位置布局中，需要根据控制算法的设计目标和汽轮机的结构特点，灵活选择传感器的布置位置，并且注意传感器的间隔距离要合理，以充分利用传感器的检测能力。
3、检测与故障诊断汽轮机控制系统的故障可能来自于机械故障、电气故障、控制算法故障等多重因素，因此需要在汽轮机控制系统中设计检测与故障诊断机制。
在检测方面，可以采用自动诊断，通过监测系统信号，识别潜在的故障；在故障诊断方面，则需要建立完善的数据分析与处理模型，快速判断并定位故障，以便及时修复故障和预防故障的再次发生。
4、实时监控与集成管理汽轮机控制系统的实时监控和集成管理是优化设计汽轮机控制系统的必要手段。
在实时监控方面，需要建立完善的数据采集与管理系统，及时获取汽轮机各个参数的相关数据，便于实时监测和监控；在集成管理方面，则需要将汽轮机控制系统与其他设备的管理系统集成起来，实现其完整的自动化控制，便于实现整体优化设计。
总之，优化设计汽轮机控制系统需要从多个方面综合考虑，并且根据汽轮机的实际情况灵活选择策略和技术手段，以实现控制系统的完美设计。
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第一节 汽轮机控制系统的任务和系统组成
（2）汽轮发电机组转子运动方程式： 机组在工作时，作用在转子上的力矩有三个：蒸汽主力矩、发电机反 力矩、摩擦力矩。在稳定状态下，三者的代数和为零：M t M e M f 0 通常，摩擦力矩很小，上式可写成：M t M e 0 机组运行时，只要蒸汽主力矩和发电机反力矩不平衡，就会产统静态特性
汽轮机调节系统的四方图
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第一节 汽轮机控制系统的任务和系统组成 （3）调速系统的功能：
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第一节 汽轮机控制系统的任务和系统组成 直接调节
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第一节 汽轮机控制系统的任务和系统组成 间接调节
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第三节 汽轮机控制系统的工作特性 3.1 调节系统的静态特性 （1）静态特性曲线及四方图 稳定状态下，汽轮机的功率和转速之间的关系。
汽轮机原理
第九章 汽轮机控制系统
第一节 汽轮机控制系统的任务和系统组成 1.1 发电厂汽轮机控制系统的任务 （1）汽轮机为什么必需具备自动调节系统？ 电能不能大量储存，火电厂发出的电力必须随时满足用户要求，即在 数量、质量要求同时满足用户要求。 ①数量要求：要求电力负荷根据用户要求来调整发电大小。 ②供电质量要求：供电质量就是指频率和电压。电压可以通过变压器解决 。电网频率则直接取决于汽轮机的转速。转速高则频率高，转速低则频率 低。