汽轮机的调节

3、调节阀的联合升程流量特性和重叠度
二、传动机构及静态特性
L =常数 m
三、配汽机构的静态特性
G L G = · m m L
=常数
第六节 调速系统的静态特性
调速系统的静态特性：稳态下汽轮机功率与转速之间关系
m N N p1 = · · n n p1 m
（b）操作同步器可改变电网中各台机组的负荷分配以及调整 电网频率。 （二次调频）
3、在机组并网前，操作同步器可调整机组转速与电网同步并 入电网。
：
第七节 汽轮机的保护装置
一、自动主汽阀
1、作用：
2、要求 ：（1）任何紧急情况迅速关闭
（2）足够大关闭力和快速性 （3）隔热防火措施 （4）正常运行时活动主汽阀的小滑阀
三、轴向位移保护装置
采用原因：各种原因造成轴向推力过大时将导致推力瓦的
乌金融化，转子产生不允许的轴向位移，使汽轮机动静摩擦。
功能：当轴向位移达到一定值（±1mm)，发出报警信号，当
轴向位移达到危险值（ ± 1.2mm），自动保护装置动作，切 断汽源停机。 按感受元件：液压式
电气式：山型铁芯、线圈 电涡流式
汽轮机调节
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第一节 一般概念
一、汽轮机调速系统的任务
1、功率平衡 2、稳定转速
供电质量标准：电压
频率（n）
pn f 60
f—供电频率 p—发电机磁极对数 n—机组转速
作用于转子上三力矩：Me：汽轮机的蒸汽主力矩
M1：发电机的反力矩 Mf：摩擦阻力矩（忽略）
转子运动方程式：
d I M e M1 dt
（5）足够严密性。
3、组成：主汽阀
建立安全油压
操纵座：控制主汽阀开启、关闭的执行机构
二、超速保护装置
功能：转速升高到额定转速的1.10~1.12倍时动作，迅速
关闭自动主汽阀和调节阀。
采用原因：转速升高，转动部件应力增大，危及转子的强度。
组成：危急遮断器（危急保安器）：飞锤式、飞环式
危急遮断油门：接受危急遮断器动作，使主汽阀 关闭的机构 动作转速 复位转速
背压式+凝汽式 纯凝汽运行工况： 热负荷为0 D0=DC 纯背压运行工况： 热负荷很大时关闭低压调节阀， D0=De
二、一次调整抽汽式汽轮机的调节
调节变量有两个，一个是转速，另一个是供热压力， 它们的改变分别反映了电负荷和热负荷的变化。 为使用户对热、电两方面的需求同时得到满足，必须保 证汽轮机能够在热、电两种负荷中任何一种改变而进行调节 时，对另一种负荷不产生影响。调节过程应满足：
1、中间再热机组调速系统的缺点： a) 抗内扰能力差 b) 负荷的适应性差 2、解决办法：采用功频电液调节 3、功频电液调节的特点：既具有电子装置灵敏度高、综 合方便以及非电量-电量转换实现容易的优点，有具有 液压执行机构的工作能力大、体积小、动作迅速而且 平稳的优点。
二、功频电液调节简化方框图
转速变送器
=常数
一、调速系统静态特性曲线的绘制
四象限图
注意3点
二、对调速系统静态特性的要求
（一）调速系统的速度变动率
nmax nmin n 100 % 100 % n0 n0
说明汽轮机同样负荷变化下稳定转速变化大小。
速度变动率对运行影响：
1、不同机组间负荷分配 1)一次调频 2)带基本负荷机组:δ =4% ~ 5%，δ ≯6%
N i额
i i

i 1
n
N i额
带基本负荷：δ较大 4%~6% 带尖峰负荷：δ较小 3%~4%
（二）调速系统的迟缓率
迟缓原因：摩擦、间隙、滑阀过封度 迟缓率：
迟缓对机组运行影响：
n2 n1 100 % n0
迟缓区(不灵敏区)
1、机组孤立运行时引起转速波动，机组并列运行时引起 负荷波动。
供热式汽轮机装置的热效率： ηth=（W+Q）／Q1 = ηt（1+Q／W） W、Q──汽轮机发出的电能和供应的热能 Q／W──供热式汽轮机装置的热电比
∵1+Q／W＞1 ∴ηth＞ηt
结论：
（1）先进的高参数、大功率纯发电用凝汽式机组： 热效率约40% （2）背压式机组： Q／W高达6~8，热效率可达85%左右 （3）调节抽汽式机组： 抽汽量为0或最大值，热效率40%~85%
p1
m
G
配汽机构的静态特性：稳态下ΔG和Δm关系 配汽机构 调节阀：输入： ΔL
输出： ΔG 传动机构：输入：Δm 输出： ΔL
G L G = · m m L G —调节阀的静态特性 L （升程流量特性） L m
—传动机构的静态特性 (传动特性)
一、调节阀及静态特性
1、结构 单座阀：要求提升力大，小机组 带预启阀的调节阀：提升力大为减小，大机组 2、调节阀的升程流量特性
二、直接调节和间接调节
归纳：
（1）调节系统组成：转速感受机构 传动放大机构 执行（配汽）机构 （2）有差调节：稳态时不同负荷下对应不同稳定转 速的调节
N125全液压调节系统介绍：
油动机两个重要技术指标：
提升力、油动机时间常数
第五节 配汽机构及其静态特性
n
转速感受机构传动放大机构 配汽机构
频率放大
转速给定 综合 放大器 PID 功率 电液 放大器 转换器 油动机 T ～
功率给定
功率放大 测功器
三、功频电液调节系统的工作原理
1、转速调节过程 2、功率调节过程 3、频率-功率调节过程 4、甩负荷过程
四、数字电液调节
供热式汽轮机
第一节 供热式汽轮机的类型及其经济性
一、供热式汽轮机的类型
（二）中间再热容积的影响
1、中、低压缸功率滞延 2、甩负荷性能恶化
二、中间再热式汽轮机的调节特点：
（一）机炉协调控制
1、炉跟机方式 2、机跟炉方式 3、协调方式 （二）设置旁路系统、中压调节阀
旁路型式：三级、二级、一级
（三）设置中压主汽阀
（四）高压缸调节阀动态过调
第十节 电液调节
一、概述
2、甩负荷时易超速。 调速系统对迟缓要求：机械：ε＜0.5% 液压：ε＜0.3% 电液：ε＜0.1%
三、同步器
（一）同步器作用
1、在单机运行时，操作同步器可调整机组转速，使机组在任 何负荷下都能保持额定转速运行，从而保证供电频率稳定。
2、在机组并列运行时，
（a）操作同步器可改变机组功率，使机组在电网频率不变时 带不同负荷。
高，轴向推力增大，汽轮机振动加剧。
功能：真空降低到一定值（ 0.086MPa）发出报警信号，
真空降至规定危险值（ 0.063MPa ）自动停机。
第九节 中间再热式汽轮机的调节
一、中间再热机组的特点：
（一）单元制运行方式的影响：
1、减少了新汽源的容量：降低了机组一次调频能力 2、机炉的蒸汽量不匹配 （1）机炉的负荷配合问题 （2）再热器的保护问题
2、背压式汽轮机的调节
（1）按电负荷运行时：只要转动凸轮将调压器切除。
（2）按热负荷运行时：转动凸轮使调压器投入。 Qe↑→De↑→pe↓→调压器活塞d↓→ap↑→px↓→中间 滑阀活塞↓→油动机活塞↑→调节阀↑→D0↑
T形油口采用目的:减小甩负荷时调压器的反调作用.
第三节
调整抽汽式汽轮机
一、一次调整抽汽式汽轮机热电负荷之间的关系
第二节
背压式汽轮机
一、背压式汽轮机 热电负荷之间的关系
（1）不能同时满足热、电负 荷的需要
（2）常需与凝汽式汽轮机并 列运行，凝汽式汽轮机承担电 负荷变化
（3）当外界热负荷大于背压 机最大排汽量或背压机事故检 修时，由减温减压器向外界供 热
三、背压式汽轮机的调节
1、与凝汽式机组调节系统比较，主要是增加了一个供热蒸 汽压力的感受机构——调压器，通过它可将背压式机组排汽 压力转换为滑阀的位移。 调压器型式：波纹筒式压力变换器 薄膜钢带式
四、润滑油压保护装置
采用原因：润滑油压过低，会烧坏轴承乌金造成动静摩擦。 功能：（1）发出信号
（2）投入辅助油泵 （3）关闭主汽阀 （4）停止盘车 ＜0.078MPa ＜0.054MPa 交润自投 ＜0.039MPa 直润自投 ＜0.02MPa ＜0.015MPa
五、低真空保护装置
采用原因：真空降低，影响汽轮机出力且使排汽温度升
热负荷↑→pe↓→调门↑→D0↑→pe↑恢复 （电负荷不变） 电负荷↑→高调↑→D0↑→NiⅠ↑ （热负荷不变） →Pe↑→低调↑→NiⅡ↑ Ni1↑→低调↓→NiⅡ↓ Ni↑
→pe↓恢复
启动时调压器一般不投入
实例：青岛汽轮机厂生产的具有一段可调汽轮机的调节系统
调节抽汽式汽轮机的低压调节阀常常不采用阀门形式， 而是采用旋转隔板。
调频机组： δ =3% ~ 4%，δ ≮3%
2、调速系统稳定性 δ≥3%
3、甩负荷时超调量
δ ≤6%
速度变动率对不同机组间负荷分配影响： （一次调频）
N N1 N 2
N1 N N1额 N1额
1
N 2额
1

2
N 2 N N1额
N 2额
2
N 2额
1

2
N i N
供热式汽轮机：同时对外供应热能和电能的汽轮机
类型： 背压式： 前置式 调整抽汽式： 抽凝式（一抽、二抽、三抽） 抽背式
二、供热式汽轮机的热经济性
供热式汽轮机装置的热效率（或燃料利用率）高于纯发 电用汽轮机装置 纯发电用汽轮机装置的热效率： ηt=W／Q1 W──汽轮机发出的电能 Q1──锅炉供给的热量