汽轮机电液调节解析

4. 汽轮机电液调节系统4.1 330MW汽轮机调速油系统4.1.1 系统功能本机组调速油向汽轮机液压控制保安系统提供：一主汽门油动机高压控制油（12MPa），一汽轮机保安系统中压控制油（1MPa）。

调速油为具有阻燃特性的磷酸酯抗燃油。

为保证汽轮机控制系统的正常运行，调速油必须具有并保持如下特殊工作条件：一粘度（需要油温调整）一纯度（需要过滤）—稳定度（需要长期的化学处理）4.1.2 系统介绍4.1.2.1 总体情况系统组成：一个油箱一套供油系统一套冷却系统一套化学处理系统4.1.2.2 调速油箱调速油箱尺寸： 2.6×2.6×1.75m调速油系统需用油量：2300kg系统储备容量：500kg调速油箱设计压力：0.1MPa调速油箱储油量：2m3调速油牌号、油质标准：ZR-884—G电力工业部DL/T574—95油箱配置：一个开口，用于通过充油过滤器补充调速油一个放油阀，在油箱底部一个接口，通过通气过滤器与大气相通油箱油位通过磁性油位指示器显示。

三项油位报警分别检测：高油位：低油位：极低油位：油箱油温通过一个温度计和一个热电偶进行监测。

4.1.2.3 高压供油系统（12MPa）油箱旁边设置两台100%容量的调速油泵，油泵入口通过两个截止阀与油箱相连。

油泵型式为变量柱塞泵。

每台泵均包括一个压力调整器，调整柱塞位移，以保证在维持出口油压恒定的同时，向用户提供所需的油量。

调速油泵型式：变量柱塞泵容量：140—170L/min出口压力：12MPa每台调速油泵的出口均设置下列设备：一个滤油器，配有阻塞指示器一个过压阀，设定压力为13.5MPa，这个过压阀可以通过一个电磁阀解除设定，这样，油泵启动时调速油可以进行再循环，使油温升高。

一个隔离阀一个逆止阀调速油泵出口通过一个蓄能器与各油动机进行连接。

蓄能器安装在油箱上，调速油泵电机电源切换期间可以维持油压不变。

4.1.2.4 中压供油系统（1MPa）中压供油系统是由高压供油系统通过一个节流孔和一个减压阀进行供油的。

减压阀故障时，还有一个过压阀防止保安系统油压过高（油压达到过压阀整定的动作值时，过压阀自动打开进行泄压）。

4.1.2.5 冷却及化学处理系统冷却及化学处理系统的作用是：a)维持油箱油温恒定（约50℃）b)通过化学处理维持调速油的中和酸值（中和酸值小于0.5mg KOH/g）。

甲、乙调速油循环泵由同一电机驱动，装在调速油箱旁边，泵入口与油箱相连。

甲调速油循环泵作为调速油循环冷却用，乙调速油循环泵作为调速油进行化学处理用，冷却系统和化学处理系统流量恒定，油压约为0.3MPa。

调速油冷却回路由一个冷油器和冷油器旁路组成。

一个三通温控阀在冷油器和它的旁路之间进行油量分配，这样，通过这个自整温控阀即可维持油箱油温恒定。

冷却回路全部油量均要通过一个滤油器以保证油箱内调速油的纯度。

该滤油器配有阻塞指示器。

调速油化学处理回路配有一台Fuller硅藻土滤芯过滤器，其后面还有一台滤网过滤器。

返回油箱的油经过Fuller硅藻土滤芯，以便将调速油的中和指数维持在可以接受的水平上。

后面的机械过滤器防止Fuller硅藻土被带入油箱。

调速油冷却器型式：卧式冷却面积： 1.6m2设计压力：管侧：0.7MPa壳侧：0.3MPa设计温度：管侧：33℃壳侧：43℃材料：管子：不锈钢壳体：不锈钢总长：1504mm总重: 62kg甲调速油循环泵型式：齿轮油泵流量：55L/min压力：0.15MPa电动机容量：1.5KW电动机转速：1420rpm电动机电压：380V乙调速油循环泵型式：齿轮油泵流量：5L/min压力：0.1MPa电动机容量：1.5KW电动机转速：1420rpm电动机电压：380V4.1.3 调速油系统的运行4.1.3.1 正常运行一台调速油泵处于运行状态，提供所需的油压和油量：高压油油压为12MPa。

中压油油压为1MPa。

油箱调速油温为50℃。

甲、乙调速油循环泵处于运行状态，提供冷却和化学处理用油。

4.1.3.2 系统的启动本系统在汽轮机启动前应该启动。

如果油温太低，则需要一个加热阶段。

油温达到35℃时，恢复过压阀初始标定值（13.5MPa）。

调速油预热后，启动调速油泵。

尽快启动甲、乙调速油循环泵。

4.1.3.3 系统的停运汽轮机停运后调速油泵可以停运。

油路可以通过回油门泄油。

建议在汽轮机停运期间保持甲、乙调速油循环泵运行，以保证调速油处理的连续性。

4.2 330MW汽轮机调节系统阿尔斯通汽轮机的调节和保护装置，包括：汽轮机组的调节系统、跳闸保护系统和应力监控器以及机械量测量系统。

还设有低压旁路的调节系统和若干辅助设备（包括调速油系统、润滑油系统、盘车装置、轴封系统、疏水系统、真空系统和凝结水系统等）的自动功能组。

另外还配有一套自启动、停止程控装置和留有汽机--锅炉协调控制、远控（调整一定范围内功率）的接口。

汽轮机组的调节控制系统采用MICROREC自动控制装置，用多台微机分散控制处理的数字电调系统。

该系统由检测、保安和控制调节3个子系统组成，满足机组稳定运行的各方面要求。

液压控制调节系统通过12MPa调速油控制高压缸的2个主汽门和4个调速汽门，控制中压缸的2个主汽门和2个调速汽门。

电子控制系统由电子汽机控制器控制高压缸的4个调速汽门和中压缸的2个调速汽门，以保证汽轮机的转速和负荷。

4.2.1 对调节系统的要求汽轮机运行对调节系统的基本要求是：当外部系统负荷不变时，保持供电的频率不变（即机组转速稳定）；当外部系统负荷变化时，迅速改变汽轮机组的功率，使其与系统的变化相适应，维持供电频率在允许范围内变化（一次调频）；当供电频率超出或将要超出允许变化范围（50±0.5赫兹）时，应能将其调整至允许变化范围之内（二次调频）；当机组甩负荷时，保证机组动态转速不超过最大允许值（额定转速的110％）；能适应机组各种启动、停机工况，并在设备故障时限制机组的负荷。

本机组调节系统除能满足以上要求外，还能满足下列各项要求：a）机组启动特点及对调节的要求机组启动采用中压缸冲转启动方式，当机组负荷达到额定功率的20％时，中压调速汽门的开度为100％；当负荷大于额定功率的20％时，中压调速汽门保持全开状态。

当负荷达到额定功率的15％时（此时，中压调速汽门开度应在80％以上以免反切），高压缸调节阀开始打开（切换为高压缸控制负荷，简称为切缸），3个高压调速汽门全开时，汽轮机的负荷达到额定功率的35％左右。

在负荷为额定功率的35～91％时，机组滑压运行，高压调速汽门的开度保持3个全开；当负荷大于额定功率的91％时，机组转入定压运行，第四个高压调速汽门逐渐开大，直至额定负荷。

调节系统应能满足机组启动特点的要求。

冷态启动从锅炉点火直至机组负荷达额定功率的35％左右，高、低压旁路调节阀协助锅炉调节主蒸汽和再热蒸汽参数，使汽机维持定压运行。

当负荷达到额定功率的35％时，旁路调节系统应使高、低压旁路调节阀全关。

b）参加调频为使汽轮机组能参加一次调频，在定压运行范围（Ne≤35％N；Ne≥91％H）内,当供电频率降低时，应使调速汽门自动开大，反之，应使调节汽门开NH度关小，保证机组功率与外系统负荷的变化相适应。

在滑压运行（35％＜Ne ＜91％）时，当外系统负荷增加，供电频率降低时，应使锅炉出口压力相应升高，汽机的进汽量和蒸汽的理想烩降随之增大，使机组输出功率增加，反之，则使锅炉出口压力降低，以使机组功率与外负荷相适应。

为使机组能参加二次调频，调节系统内设置类似同步器的机构，通过它可人为的改变调速汽门的开度（定压运行）或锅炉出口的蒸汽压力（滑压运行）。

为实现滑压运行和滑压运行中的调频要求。

机、炉调节系统之间有调节信号接口。

对于中间再热机组，由于具有容积很大的中间再热器，并采用单元制的连接系统，锅炉的储热能力小，热惯性大，加上中间再热器的影响，在外系统负荷变化时，造成机组的功率变化滞后，使一次调频能力大大降低。

因此，采用“提前燃烧”的调节方式，即将外负荷变化信号直接引人锅炉调节器，以减小锅炉燃烧调节的滞后；同时高压调速汽门采用动态过调，及加大调速汽门的开度变化，直至锅炉主汽压恢复正常，高压调速汽门恢复正常开度，以减小主汽压的波动和中间再热器对负荷变化的影响，提高机组的一次调频能力。

c）机组甩负荷机组甩负荷，调节系统能使动态最高转速控制在3240rpm以内。

此时，高、中压调速汽门关闭，待转速降低时，再逐渐适当打开调速汽门，维持机组空负荷运行。

为了防止加热器内的蒸汽倒流入汽轮机，造成不允许的超速，各抽汽逆止门也相应迅速关闭。

若要求机组甩负荷后带厂用电运行，此时同步器应回到n＝3000rpm对应的位置，使机组在3000rpm下运行。

同步器自动回到n＝3000rpm对应位置，对减小动态超速值有很大好处。

（参阅图4—1）图4—1 同步器位置对动态特性的影响当机组负荷小于额定功率的35％时，维持低定压运行，故甩负荷信号同时传递给锅炉调节系统和高、低旁控制系统，使高、低压旁路打开，锅炉维持最低负荷。

d）停机正常停机和启动时动作过程相反，要求调节系统与启动相反的程序动作；事故停机（如机组跳闸），则要求高、中压调速汽门和高压主汽门、中压主汽门同时迅速关闭，并将跳闸信号传递给高、低压旁路控制系统和锅炉燃烧调节系统，使它们与甩负荷相同方式迅速动作。

4.2.2 调节系统的组成和功能MICROREC自动控制装置，包括由电子调节装置和液压执行机构两部分组成,通称为电液调节系统。

调节装置根据机组运行状态和外系统负荷变化的要求发出调节信号，经调制、放大，转换成可变的控制电流，送至电动液压放大器（电液转换器），转换成液压控制信号，经过油动机的二次液压放大，控制调速汽门的开度。

它可以满足启动、调频、负荷调度、甩负荷和停机等各种运行工况。

系统的组成包括下列主要部件：4.2.2.1 电液转换器结构见电液转换器结构示意图4—2，由电子调节装置发出的控制指令（即控制电流信号），通过电液转换器，送至液压控制系统，监控调速汽门位置。

它由二级放大组成。

第一级将控制电流信号放大成液压信号，第二级将由第一级产生的液压变化信号进一步放大，以便提供移动调速汽门所需的作用力。

电液转换器的动作原理：控制电流信号由电子调节装置发出，引入电磁线圈，因线圈的动作控制安全液压系统油室A的泄油量（见调速汽门液压控制系统原理图4—3）。

液压系统的第一级由安全系统供给调速油，使油动机受安全系统动作的支配，如果安全系统脱扣，油动机很快关闭。

第二级将由第一级产生的液压变化进一步控制三通分配阀滑阀下部C室的油压（见调速汽门液压控制系统原理图4—3），进行油压放大，根据三通分配阀滑阀位置的移动，通过错油门可将油动机的缸体连接到调速油源E室或泄油处D室，以控制油动机位置。