汽轮机调速系统讲义
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汽轮机调速系统讲义
（二）迟缓率
迟缓率：同一
负荷下，可能 的最大转速变
△n
动△n与额定转
速之比。
n 100
no
100
迟缓率对汽轮机的正常运行是十分不利的， 因为它延长了汽轮机从负荷发生变化到调节阀开 始动作的时间，造成汽轮机不能及时适应外界负 荷的变化。
如果迟缓率过大，在汽轮机突然甩负荷后， 将使转速上升过高以致引起超速保护装置动作； 对孤立运行的机组，将产生较大的负荷摆动，对 并列运行机组，将会产生较大的负荷漂移。
4.油动机时间常数
油动机时间常数的物理意义为：当滑阀油口在最大开度时，油 动机从全开到全关所需要的时间。这一时间的长短决定了油动 机动作的快慢。显然，油动机时间常数越小油动机动作越迅速， 调节系统的稳定性也就越好，反之稳定性越差。
5.容积时间常数
汽轮机中有一些有害容积的存在，使得调节气阀开度变化后通 过汽轮机的蒸汽流量不能立即改变到应由数值，这种现象对调 节过程是不利的。这种不利的程度可以用容积时间常数来反映。
主汽门
在挂闸后，压力油通过A油孔 进入油动机活塞下腔，此时， 手动可以缓慢开启主汽门。注 意，主汽门一旦开快了，主汽 门油动机活塞下油压会快速下 降，主汽门会立马落座。
打闸（异常）后，主汽门下的 压力油会快速被泄掉，主汽门 在弹簧弹力和活塞重力下快速 落座。此时，油动机活塞下腔 中的油因活塞快速落座会形成 阻碍活塞落座的力，此时，这 部分油会通过B油孔泄掉。C 油孔泄掉溢出的部分油。
Z41H-10
汽轮机调速系统培训教程
第一章 调节系统的特性 第二章 调节系统各设备动作原理
第一章 调节系统的基本概念
第一节 调节系统的任务及组成
一、汽轮机调节系统的任务 1 供应用户足够的电力，及时调节汽轮机的
汽轮机调速培训课件
2021/10/10
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3．一般工况
现以外界负荷增加为例来讨论。当外界负荷增加时，电 网 频 率 降 低 ， 转 速 模 拟 电 压 un 相 应 减 小 ， 此 时 uN、uN＊、 un＊均未变，因而PID校正单元的翰入信号为正频率偏差信 号u△n，经PID作用后输出u，调节汽阀开大，机组功率增加。 功率增大而引起反馈送回的功率模拟信号uN也增大，但功率 给定uN＊未变，因此功率偏差uN＊－ un出现负值，该负的功 率偏差信号与正的频率偏差信号在PID中相比较。如果功率 偏差的负电压信号正好等于频率偏差的正电压信号，则两者 互相抵消，PID输入为零，调节过程结束，如果功率偏差的 负电压信号不能完全抵消频率偏差的正电压信号，PJD的输 入就不为零，使调节系统继续动作，增大机组功率直到功率 偏差信号和频率偏差信号相平衡，PID输入为零，调节系统 动作才；告结束，达到一个新的稳定工况。
如图7-3所示
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第二节 典型调节系统
一、上海汽轮机厂生产的N300汽轮机调节系统 在运行时，由连接于转子前端的旋转阻尼出来的一次油压P1信号
送至放大器，一次油压变化经放大后形成二次油压P2，送至低油 压选择器，与负荷限制器输出油压Px在低油压选择器中进行低值 比较，比较后的低油压信号PA，经1：1流量放大器流量放大后输 出控制油压Pa，经磁力断路油门控制8只油动机用以操纵高压调 节汽门的开度。
一次调频：当外界负荷发生变化时，将使电网频率 发生变化，从而引起电网中各机组均自动地按其静 态特性承担一定的负荷变化，以减少电网频率地改 变。
△n
△p1
ห้องสมุดไป่ตู้2021/10/10
△p2
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大型汽轮机电液调速系统讲解
空负荷时转速超过额定值
1.由于调速器主弹簧初紧度过大， 造成低限超过额定转速
Hale Waihona Puke 空负荷时转速超过额定值2.由于油动机和调节汽门的位置配 合不当
空负荷时转速超过额定值
3.调节汽门不严密
空负荷时转速摆动
迟缓率过 大是造成 转速摆动 的最普遍 原因
迟缓率的存在将会使转速和功率产 生如下范围的变化： △n=δn0△N=NHε/δ 其中：△n、△N：转速和功率 的变化值；ε：调速系统迟缓率；δ： 调速系统速度变动率； n0、 NH：额定转速和功率。 由上式可知，迟缓率越大，则转 速及负荷的变化值也越大。
谢谢大家！
造成调节系统卡涩的原因
活动间隙结垢（如调门阀杆和阀套 结盐垢） 油质不清洁（如油中含有硬质机械 杂质等）
调节主件锈蚀（如油中进水)
造成调节系统卡涩的原因
金属材料蠕胀 调节部件间隙过大或过小以及 调节元件结构不合理（如润滑不 良、滑阀液压卡涩紧力过大）等 等。
避免调节系统卡涩的措施
1. 应经常地保持油质清洁、蒸汽 品质良好、密封系统（如油档 和汽封）和疏水系统工作正常。
调节系统部件漏油
• 一方面将会造成系统油压过低、油 动机出力不足，调节系统迟缓率增 加以及调节元件性能的失常，从而 引起调节系统的摆动。另一方面对 安全生产也十分不利。
调节系统部件漏油的原因
1.调节系统部件磨损腐蚀造成配合 间隙过大
2.油动机活塞缸壁局部磨损严重使 油动机两腔室短路
调节系统部件漏油的原因
空负荷时转速摆动
迟缓率过大，有时是由于调节部 件的卡涩造成的，它不象连接松 旷、滑阀过封度过大那样经常存 在着，而通常表现为不等值的， 有时是间断的，所以它对调节系 统的影响也通常表现为非周期的、 不等幅和间断的。
1.由于调速器主弹簧初紧度过大， 造成低限超过额定转速
Hale Waihona Puke 空负荷时转速超过额定值2.由于油动机和调节汽门的位置配 合不当
空负荷时转速超过额定值
3.调节汽门不严密
空负荷时转速摆动
迟缓率过 大是造成 转速摆动 的最普遍 原因
迟缓率的存在将会使转速和功率产 生如下范围的变化： △n=δn0△N=NHε/δ 其中：△n、△N：转速和功率 的变化值；ε：调速系统迟缓率；δ： 调速系统速度变动率； n0、 NH：额定转速和功率。 由上式可知，迟缓率越大，则转 速及负荷的变化值也越大。
谢谢大家！
造成调节系统卡涩的原因
活动间隙结垢（如调门阀杆和阀套 结盐垢） 油质不清洁（如油中含有硬质机械 杂质等）
调节主件锈蚀（如油中进水)
造成调节系统卡涩的原因
金属材料蠕胀 调节部件间隙过大或过小以及 调节元件结构不合理（如润滑不 良、滑阀液压卡涩紧力过大）等 等。
避免调节系统卡涩的措施
1. 应经常地保持油质清洁、蒸汽 品质良好、密封系统（如油档 和汽封）和疏水系统工作正常。
调节系统部件漏油
• 一方面将会造成系统油压过低、油 动机出力不足，调节系统迟缓率增 加以及调节元件性能的失常，从而 引起调节系统的摆动。另一方面对 安全生产也十分不利。
调节系统部件漏油的原因
1.调节系统部件磨损腐蚀造成配合 间隙过大
2.油动机活塞缸壁局部磨损严重使 油动机两腔室短路
调节系统部件漏油的原因
空负荷时转速摆动
迟缓率过大，有时是由于调节部 件的卡涩造成的，它不象连接松 旷、滑阀过封度过大那样经常存 在着，而通常表现为不等值的， 有时是间断的，所以它对调节系 统的影响也通常表现为非周期的、 不等幅和间断的。
《汽轮机原理-调速系统》讲稿解读
3，油压与转速的关系：
旋转阻尼工作时，油柱的 离心力与油压力相平衡，油压
与转速的平方成正比，油压变
化的相对值与转速变化的相对 值成正比。
图7----14
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（三）液压调速器的静态特性（P---n、x----n 的关系）
当转速变化时，使压力变换器活塞移动（图7---12），根据 k x A P 力平衡，有： 式中，x--------压力变换器活塞位移； k--------弹簧刚度； A------ 油压 p1 有效作用面积；
0
动率，用表示。
(n2 n1 ) *100% n0
(7----3)
8
（三）调速系统的组成部分
并把转速变化信号转化为其他物理量而输送给下一调节环节。 （2）传动放大机构： 传动放大机构是接受、放大转速感受元件输 送的信号，并输送给下一机构。 （3）配汽机构： 配汽机构是接 受放大后的信号，调节汽轮机 的进汽量，改变机组功率。
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图7—9 200MW汽轮机的油系统
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作业：
1、叙述汽轮机液压调节系统主要组成部分及其功能。 2、叙述汽轮机供油系统主要组成部分及其功能。 3、简述p321图7—4所示液压调节系统的工作原理。
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第二节 调速系统的转速感受 机构（调速器）
调速器的作用就是将一个物理 量（转速）转换为另一个物理量 （位移、油压），并作为下一个调 节环节的输入。
停止流动。调速系统达到新的平衡状态。
* 当外界负荷N增加时，机组转速n下降，调速系统各部套调节过程相同，而 动作方向相反。
6
图7---2
7
（二）调速系统的静态特性曲线（图7--3）
1，有差调节：从图7---2可知，杠杆C有不同位置，则A就有不同位置，而B点在 任一平衡状态其位置不变。这就是说，对应不同的功率，就有不同的转速。
汽轮机调速系统 ppt课件
• （3） 对于带调节抽汽的汽轮机来说，当汽 轮机工况发生变化时，调整抽汽压力在规 定范围内。
PPT课件
22
调速系统应满足下列要求：
1、当主汽门全开时，调速系统应能维持汽轮机空 负荷运行。
2、当汽轮机由满负荷突然甩负荷时，调速系统应 能维持汽轮机的转速在危急保安器的动作转速 以下。
3、主汽门和调速汽门阀杆、错油门、调速系统连 杆上的各连接装配应没有卡涩和松动现象，当 负荷改变时，调门应平均而平稳地移动，当系 统负荷稳定时，负荷不应晃动。
• EH油经EH控制块、滤油器、逆止阀和溢流阀，进 入高压集管和蓄能器，以建立14MPa的表压力， 回油经一个方向控制阀引导流经一组冷油器。当 系统油压增加到16.4～16.8MPa表压时，则经高压 溢流阀回入油箱。
PPT课件
15
• 高压蓄能器：高压蓄能器防止油压的瞬时波动，当供油总 管油压下降时，高压蓄能器释放压力，维持系统压力。
• 主汽阀、调节汽阀和再热调节汽阀的执行机构可以将汽阀 控制在任意的中间位置上，成比例地调节进汽量以适应需 要。执行机构上装有一个伺服阀和一个线性位移变送器 （LVDT）。
PPT课件
14
EH供油系统
• EH供油系统的功能是提供高压抗燃油并由它来驱 动伺服执行机构。该执行机构响应从电子控制器 来的电指令信号，以调节汽机各蒸汽阀开度。EH 油是一种三芳基磷酸脂，具有良好的抗燃性能和 流体稳定性。
• AST油压：危急遮断油压，AST电磁阀组动作泄掉的油压。 • OPC油压：快速关闭调门和逆止门，防止甩负荷或其他原
因造成汽轮机超速。 • ASP油压:ASP油压一般为监视油压，是AST油压的一般左右，
用来监视AST电磁阀的好坏，或者做机组跳闸通道试验时 使用。
PPT课件
22
调速系统应满足下列要求：
1、当主汽门全开时，调速系统应能维持汽轮机空 负荷运行。
2、当汽轮机由满负荷突然甩负荷时，调速系统应 能维持汽轮机的转速在危急保安器的动作转速 以下。
3、主汽门和调速汽门阀杆、错油门、调速系统连 杆上的各连接装配应没有卡涩和松动现象，当 负荷改变时，调门应平均而平稳地移动，当系 统负荷稳定时，负荷不应晃动。
• EH油经EH控制块、滤油器、逆止阀和溢流阀，进 入高压集管和蓄能器，以建立14MPa的表压力， 回油经一个方向控制阀引导流经一组冷油器。当 系统油压增加到16.4～16.8MPa表压时，则经高压 溢流阀回入油箱。
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15
• 高压蓄能器：高压蓄能器防止油压的瞬时波动，当供油总 管油压下降时，高压蓄能器释放压力，维持系统压力。
• 主汽阀、调节汽阀和再热调节汽阀的执行机构可以将汽阀 控制在任意的中间位置上，成比例地调节进汽量以适应需 要。执行机构上装有一个伺服阀和一个线性位移变送器 （LVDT）。
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14
EH供油系统
• EH供油系统的功能是提供高压抗燃油并由它来驱 动伺服执行机构。该执行机构响应从电子控制器 来的电指令信号，以调节汽机各蒸汽阀开度。EH 油是一种三芳基磷酸脂，具有良好的抗燃性能和 流体稳定性。
• AST油压：危急遮断油压，AST电磁阀组动作泄掉的油压。 • OPC油压：快速关闭调门和逆止门，防止甩负荷或其他原
因造成汽轮机超速。 • ASP油压:ASP油压一般为监视油压，是AST油压的一般左右，
用来监视AST电磁阀的好坏，或者做机组跳闸通道试验时 使用。
汽轮机调速系统学习课件(青岛捷能汽轮机)
当△Q0=△Q2 时，Q1 保持不变，即热负荷维持不变 热负荷波动对调节系统的要求： 热负荷↓→抽汽压力↑→抽汽调压器滑阀上移→f3↓,f03↑→一次脉冲油压 P01 瞬间 ↑、二次脉冲油压 P02 瞬间↓→高压错油门滑阀上移，高压油动机下腔室进油，上腔室 回油， 高压调节汽阀关小； 低压错油门滑阀下移， 低压油动机上腔室进油， 下腔室回油， 低压调节汽阀开大→热负荷↓ 对电负荷的影响：高压调节汽阀↓→Q0↓,N1↓ 低压调节汽阀↑→Q2↑,N2↑ 因为：N= N1+ N2 当 ∣△N1∣=∣△N2∣时，N 保持不变，即电负荷维持不变 当然，由于计算和加工上的误差，热电互不干扰只是相对的，并非绝对的。
开关量 16 个 4 个必选：停机 NC、复位、转速升、转速降 12 个可选（如果是发电用机组，GB（发电机油开关）和 TB （电网油开关）是必选的） 输出：模拟量 8个 2 个必选（执行器）+6 个可选
开关量 8 个 2 个必选：报警、停机 NC 6 个可选 （7）电源： 三种 24VDC 110VAC/110VDC 220VAC
Δ
KW
kg/h kJ/kg
H：蒸汽透平的绝热函降
η0i：汽轮机的内效率 N：功率
● ●
被调量或调节参数：表象看：转速、功率、排汽压力、进汽压力、抽汽压力等 实际调节量或参数：蒸汽流量、调节汽阀的开度
I 二：电调系统的定义、分类和组成 1、 电调系统的定义：在全液压调节的基础上，某些环节由电子产品所代替的调节系 统。 优点：精度高、更稳定、操作方便 缺点：安全性能低——通过冗余和保护来解决 2、 分类： 厂内产品：KD 系列 K 系列 按反馈方式分：电反馈、液压反馈、机械反馈 按所选用的电调产品分：Woodward 系列、ABB 系列、HLS 系列、新华系列等 3、电调系统与液压调节系统的比较：
汽轮机调速系统讲义
汽轮机调速系统讲义一、引言汽轮机调速系统是现代电力系统中非常重要的组成部分。
它负责控制汽轮机的转速和功率，确保汽轮机的稳定运行，并对电力系统的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。
本讲义旨在介绍汽轮机调速系统的基本概念、组成、工作原理以及调试和维护等方面的知识，帮助读者更好地理解和掌握汽轮机调速系统的相关内容。
二、汽轮机调速系统的基本概念汽轮机调速系统是指通过调节汽轮机的进汽量来控制汽轮机的转速和功率的系统。
它主要由调速器、执行机构、油系统和控制系统等组成。
调速器是汽轮机调速系统的核心部件，它根据汽轮机的转速和功率等参数，通过调节进汽阀门的开度来控制汽轮机的进汽量，从而维持汽轮机的稳定运行。
三、汽轮机调速系统的组成和工作原理1、调速器调速器是汽轮机调速系统的核心部件，它根据汽轮机的转速和功率等参数，通过调节进汽阀门的开度来控制汽轮机的进汽量。
常见的调速器有离心式调速器和液压式调速器等。
离心式调速器是通过离心力的原理来控制进汽阀门的开度，而液压式调速器则是通过控制油压来调节进汽阀门的开度。
2、执行机构执行机构是汽轮机调速系统的重要组成部分，它负责将调速器的调节信号转化为实际行动，即控制进汽阀门的开度。
执行机构通常由油动机、传动机构和反馈装置等组成。
油动机是执行机构的核心部件，它通过油压的作用来控制进汽阀门的开度。
传动机构将调节信号传递给油动机，反馈装置则将进汽阀门的实际开度反馈给调速器，以便调速器能够更好地控制汽轮机的进汽量。
3、油系统油系统是汽轮机调速系统的能源供应部分，它负责提供压力油来驱动执行机构。
油系统通常由油泵、压力油罐、油管道和阀门等组成。
油泵将油从压力油罐中抽出，通过油管道和阀门将压力油输送到执行机构，以驱动油动机和控制进汽阀门的开度。
4、控制系统控制系统是汽轮机调速系统的神经中枢，它负责接收来自调速器和执行机构的信号，并根据这些信号来控制整个调速系统的运行。
控制系统通常由传感器、逻辑控制器和调节器等组成。
汽轮机培训精品讲义：调速系统的静态特性
（iii）如外界负荷降低，转速升高，由于迟缓 存在转速刚上升时，z＝0，m，P不变。当 转速达到n2时，离心力克服迟缓后，滑块位 移z随n的升高而升高，此时m2P2不变。第 二象限内，静态特性线为两根，在这范围内 ，转速的变化不引起z变化，称调速器的不 灵敏区；
（iv）由于传动放大机构的迟缓，当转速升到n3，滑块的位移z3克服 了摩擦间隙及滑阀的重叠度，随着z的增大，油动机开始关小， Δm↓。第三象限区，同样为零，通过同步器移动特性线，相当于改变汽 轮机组的转速，当转速与外界电网频率同步时，可以合闸并网，这是同 步器名称的来历。
2、同步器类型
静态特性曲线的平移一般通过移动调速器的特性线（第一类同步 器）或传动放大机构的特性线（第二类同步器）实现，以第二类 为主。通过旋转同步器手轮，使弹簧紧力改变，从而使调速器的 静态特性线平移。
• 带尖峰负荷机组：承担电网负荷的波动，积极参与一次调频，启停及 负荷适应性好。特点：设计工况效率不一定高，但效率曲线较平坦， 负荷变动时转速变化不大。速度变化率取小一点，一般为3～4％。
• 带基本负荷机组：稳定电网负荷频率。特点：功率大，在设计工况下 效率高，在电网频率波动时，负荷变化不大，速度变动率应该大些， 一般为4～6％ 。
2）调节系统对动态特性的影响
I）速度变动率
大动态过程的最高转速及稳定转速
高，动态超调量小；
• 小转速飞升的绝对值小，但动态超调
量大，振荡次数增加，动态稳定性差。 II）油动机时间常数Tm 0.1s～0.3s
Tm大则汽门关闭时间长，动态过程中 的最大转速高，过渡时间长；另一方面 减小油压波动对调节系统摆动影响。 III）迟缓率ε ε延长汽门关闭时间，超调量增大。
n
n0
3、ε对运行的影响：
（iv）由于传动放大机构的迟缓，当转速升到n3，滑块的位移z3克服 了摩擦间隙及滑阀的重叠度，随着z的增大，油动机开始关小， Δm↓。第三象限区，同样为零，通过同步器移动特性线，相当于改变汽 轮机组的转速，当转速与外界电网频率同步时，可以合闸并网，这是同 步器名称的来历。
2、同步器类型
静态特性曲线的平移一般通过移动调速器的特性线（第一类同步 器）或传动放大机构的特性线（第二类同步器）实现，以第二类 为主。通过旋转同步器手轮，使弹簧紧力改变，从而使调速器的 静态特性线平移。
• 带尖峰负荷机组：承担电网负荷的波动，积极参与一次调频，启停及 负荷适应性好。特点：设计工况效率不一定高，但效率曲线较平坦， 负荷变动时转速变化不大。速度变化率取小一点，一般为3～4％。
• 带基本负荷机组：稳定电网负荷频率。特点：功率大，在设计工况下 效率高，在电网频率波动时，负荷变化不大，速度变动率应该大些， 一般为4～6％ 。
2）调节系统对动态特性的影响
I）速度变动率
大动态过程的最高转速及稳定转速
高，动态超调量小；
• 小转速飞升的绝对值小，但动态超调
量大，振荡次数增加，动态稳定性差。 II）油动机时间常数Tm 0.1s～0.3s
Tm大则汽门关闭时间长，动态过程中 的最大转速高，过渡时间长；另一方面 减小油压波动对调节系统摆动影响。 III）迟缓率ε ε延长汽门关闭时间，超调量增大。
n
n0
3、ε对运行的影响：
汽轮机结构及调速系统培训讲义
汽轮机结构及调速系统培训讲义
汽缸
• 整個汽缸由汽缸前部（前汽缸）、汽缸中部（中汽缸）和排
汽缸（後汽缸）三段組成，前汽缸、中汽缸、後汽缸分別由 合金鑄鋼、碳素鑄鋼、碳素鑄鋼與鑄鋼件製成，汽缸分上下 兩半，三者之間均採用中分面和螺栓聯接；
• 前汽缸採用雙層缸結構，分為高壓內缸和高壓外缸； • 高壓內缸整體鑄有高壓蒸汽室，為全周進汽，在下半有兩個
噴嘴、隔板及隔板套
• 節流配汽：低負荷時節流損失大效率低，變工況時高壓部分溫度變化小熱應
力小。
• 汽輪機設計為18級隔板，全部為焊接隔板； • 高壓內缸內裝有第一至第六級隔板，其中第一級隔板採用螺栓固定於高壓蒸
汽室後；
• 在前汽缸和中汽缸內部裝有三級隔板套。＃1隔板套內裝有第七至第十一級隔
板，＃2隔板套內裝有第十二至第十四級隔板，＃3隔板套內裝有第十五、第 十六級隔板，第十七和第十八級隔板直接裝在中汽缸上；
• 汽機全部噴嘴（靜葉片）採用全四維（多了一個時間維）氣動設計。高壓第
一至第六級隔板採用分流靜葉柵（50年代前100MW以下的中小衝動式汽輪 機採用寬厚靜葉柵，50年代後期開始逐漸使用帶加強筋的窄葉片，80年代開 始使用多分流靜葉柵，降低了型損、端損、二次流損失），全部靜葉採用後 載入魚頭葉型（葉柵通道前後壓差較小，削弱通道的二次流強度，使葉柵損 失大大降低。後載入靜葉柵不僅效率高，而且葉型剛度大，其攻角適應範圍 廣，可以在設計時增加動、靜葉片軸向間隙，使機組的快速啟停與調峰得到 了保證 ）。第七至第十八級採用斜通道設計。第1到12級靜葉採用高效等截 面葉片，第13到18級採用彎扭葉片（利用徑向平衡法確定級間氣流平衡條件， 使其不產生徑向運動而設計出彎扭葉片）； 汽轮机结构及调速系统培训讲义
• 排汽缸兩側支承在排汽缸座架上，其外測處有水準橫鍵連接，
汽缸
• 整個汽缸由汽缸前部（前汽缸）、汽缸中部（中汽缸）和排
汽缸（後汽缸）三段組成，前汽缸、中汽缸、後汽缸分別由 合金鑄鋼、碳素鑄鋼、碳素鑄鋼與鑄鋼件製成，汽缸分上下 兩半，三者之間均採用中分面和螺栓聯接；
• 前汽缸採用雙層缸結構，分為高壓內缸和高壓外缸； • 高壓內缸整體鑄有高壓蒸汽室，為全周進汽，在下半有兩個
噴嘴、隔板及隔板套
• 節流配汽：低負荷時節流損失大效率低，變工況時高壓部分溫度變化小熱應
力小。
• 汽輪機設計為18級隔板，全部為焊接隔板； • 高壓內缸內裝有第一至第六級隔板，其中第一級隔板採用螺栓固定於高壓蒸
汽室後；
• 在前汽缸和中汽缸內部裝有三級隔板套。＃1隔板套內裝有第七至第十一級隔
板，＃2隔板套內裝有第十二至第十四級隔板，＃3隔板套內裝有第十五、第 十六級隔板，第十七和第十八級隔板直接裝在中汽缸上；
• 汽機全部噴嘴（靜葉片）採用全四維（多了一個時間維）氣動設計。高壓第
一至第六級隔板採用分流靜葉柵（50年代前100MW以下的中小衝動式汽輪 機採用寬厚靜葉柵，50年代後期開始逐漸使用帶加強筋的窄葉片，80年代開 始使用多分流靜葉柵，降低了型損、端損、二次流損失），全部靜葉採用後 載入魚頭葉型（葉柵通道前後壓差較小，削弱通道的二次流強度，使葉柵損 失大大降低。後載入靜葉柵不僅效率高，而且葉型剛度大，其攻角適應範圍 廣，可以在設計時增加動、靜葉片軸向間隙，使機組的快速啟停與調峰得到 了保證 ）。第七至第十八級採用斜通道設計。第1到12級靜葉採用高效等截 面葉片，第13到18級採用彎扭葉片（利用徑向平衡法確定級間氣流平衡條件， 使其不產生徑向運動而設計出彎扭葉片）； 汽轮机结构及调速系统培训讲义
• 排汽缸兩側支承在排汽缸座架上，其外測處有水準橫鍵連接，
汽轮机调速系统讲义a
汽轮机调速系统培训讲义广东省电力试验研究院2005年11月目录目录 (1)第一章 (2)汽轮机调节系统的基本概念 (2)第二章 (13)功频电液调节系统 (13)第三章 (17)数字式电液调节系统(DEH) (17)第一章汽轮机调节系统的基本概念一、概述汽轮机是大型高速运转的原动机，通常在高温、高压下工作，它是火电厂中最主要的设备之一.，汽轮机调节的任务是，首先要保证汽轮机安全运行，其次要满足用户所需要的功率，再次要保证电网周波不变，因为周波过高、过低都将直接影响到用户的正常工作，要求周波不变就是要求汽轮机的转速不变，汽轮机往往具有相当完善的自动控制系统，这些系统所包含的内容大体上可分成以下几个方面。
1、自动检测系统2、自动保护系统3、自动调节系统4、程序控制系统二、汽轮机自动调节系统的发展1、机械液压式调节系统早期的汽轮机调节系统是由离心飞锤、杠杆、凸轮等机械部件和错油门、油动机等液压部件构成的，称为机械液压式调节系统(mechanical hydraulic control，MHC)，简称液调。
其示意如图1-1所示。
这种系统的控制器是由机械元件组成的，执行器是由液压元件组成的。
通常只具有窄范围的闭环转速调节功能和超速跳闸功能，并且系统的响应速度较低，由于机械间隙引起的迟缓率较大，静态特性是固定的，不能根据要求任意改变，但是由于它的可靠性高，并且能满足机组运行的基本要求，所以至今仍在使用。
图1-1 机械液压调节装置示意图图1-2 电气液压式调节装置示意图2、电气液压式调节系统（electric hydraulic control，EHC）3、模拟式电气液压调节系统（AEH）随着电气元件可靠性的提高，20世纪50年代中期，出现了不依靠机械液压式调节系统作后备的纯电调系统。
开始采用的纯电调系统是由模拟电路组成的，称为模拟式电气液压调节系统(analog eleclric hydraulic control，AEH)，也称模拟电调, 其示意图如图1-3所示。
汽机调速系统讲述
• (1742)转换成二次油压信号,二次油通过油动 机(1910)控制调阀开度，调节进汽量。实现 转速调节。
一、调速系统的基本原理与作用
一、调速系统的基本原理与作用
一、调速系统的基本原理作用
一、调速系统的基本原理作用
一、调速系统的基本原理作用
一、调速系统的基本原理作用
二、汽机调速系统的组成
三、调速系统的静态特性曲线与几个重要概念
三、调速系统的静态特性曲线与几个重要概念
三、调速系统的静态特性曲线与几个重要概念
四、汽机保护系统
四、汽机保护系统
四、汽机保护系统
四、汽机保护系统
功能 当汽轮机在运行中出现故障而被迫停机时（例如超速脱扣或轴向位移过大），危急遮断油门 动作将进入速关阀中的速关油泄掉，这时，速关阀迅速关闭，切断进入汽轮机汽源。危急遮 断油门只能通过手动方式复位。 结构 危急遮断油门安装在前轴承座上，滑阀（7）可在装于壳体（11）的套筒（3、6）中上 下滑动，滑阀上有两个控制凸肩与套筒（3、6）相应的端面起着限位和油路密封作用，危急 遮断油门不投入工作时，弹簧（3）将滑阀推向与套筒（3）端面接触的位置。滑阀的下端通 过活塞（9）与顶块（10）相连接，而顶块的加一端插在转子上的两个凸肩之间。滑阀的上 端，通过定位块（2）与手柄（1）相连接。
1、调速系统方框图
（1）转速感应机构
几种典型的感应机构
几种典型的感应机构
几种典型的感应机构
2、传动放大机构
2、传动放大机构
调门油动机
3、配汽机构
4、反馈机构
三、调速系统的静态特性曲线与几个重要概念
三、调速系统的静态特性曲线与几个重要概念
三、调速系统的静态特性曲线与几个重要概念
《汽轮机原理-调速系统》讲稿PPT课件
图7---11
20
二，液压式转速感受元件
特点： 结构简单，工作可靠，灵敏度高。液压式转速感受元件有 两种：径向泵（或称脉冲泵、信号泵、赞孔泵），旋转阻尼。
（一）径向泵 1，结构：在轮体上赞有十个径向孔。图7----12为径向泵示意图， 由径向泵、压力变换器、活塞、稳压网，节流孔等组成。
2，工作原理： 径向泵进出口油压分别接在
压力变换器活塞上下油室，当转 速变化引起油压变化时，使压力 变换器活塞上下移动，开大（或 关小）控制油压Px的泄油量，使 控制油 压Px发生变化。即把转速 变化信号转换为油压变化信号。
图7----1221
3，油压与转速的关系： 当转速由n1 上升为n2 时，工作点有1升为 2点（图7---13），油泵进出口油压差的变化率与转速的变化率 关
转速由 n1 上升到 n2 。转速的变化量与额定转速 n0之比称为调速系统的速度变
动率，用表示。
(n2 n1) *100%
n0
(7----3)
8
（三）调速系统的组成部分
( 1）转速感受元件： 转速感受元件的作用是测量机组转速的变化， 并把转速变化信号转化为其他物理量而输送给下一调节环节。
（2）传动放大机构： 传动放大机构是接受、放大转速感受元件输 送的信号，并输送给下一机构。
* * 除了调速系统之外，汽轮机组还必须具有保护系统（超速 保护、轴向位移保护等）。
2
3，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...............................................(7 1)
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同 步 器
手轮带动蜗杆，蜗杆带动蜗轮， 涡轮带动同步器芯杆上下运动。 这样，压力变换器弹簧被压紧、 放松，最终改变画法产生位移， 以调节负荷。 加负荷，是使同步器芯杆下移的 过程。
同步器改变汽轮机转速范围为：-5%——7% x 额定转速 其中： -5%x 额定转速，下限富裕行程，在电网频率低，新汽规范高出额定值一定 范围时，使机组能减掉全负荷； 7% x 额定转速，上限富裕行程，电网频率高，新汽规范低时，仍能带满负荷
润滑油压调整阀
通过调节阀碟上边的压紧螺钉改 变阀碟开度，进而调节润滑油的 压力
阀门型号
D341F-16C DN350 D：蝶阀 3：驱动方式 涡轮驱动 4：连接方式 法兰连接 1：结构形式 垂直板式 F：密封面或衬里材料 氟塑料 16 ：16公斤 公称压力 C：阀体材料 碳素钢
100 100
迟缓率对汽轮机的正常运行是十分不利的， 因为它延长了汽轮机从负荷发生变化到调节阀开 始动作的时间，造成汽轮机不能及时适应外界负 荷的变化。 如果迟缓率过大，在汽轮机突然甩负荷后， 将使转速上升过高以致引起超速保护装置动作； 对孤立运行的机组，将产生较大的负荷摆动，对 并列运行机组，将会产生较大的负荷漂移。 由此可见迟缓率是反映调节系统品质的又一 重要指标。
主汽门
在挂闸后，压力油通过A油孔 进入油动机活塞下腔，此时， 手动可以缓慢开启主汽门。注 意，主汽门一旦开快了，主汽 门油动机活塞下油压会快速下 降，主汽门会立马落座。
打闸（异常）后，主汽门下的 压力油会快速被泄掉，主汽门 在弹簧弹力和活塞重力下快速 落座。此时，油动机活塞下腔 中的油因活塞快速落座会形成 阻碍活塞落座的力，此时，这 部分油会通过B油孔泄掉。C 油孔泄掉溢出的部分油。
第二章 调节系统各设备动作原理
主油泵的作用
主油泵为单级双吸式离 心泵，安装于前轴承箱 内，直接与汽轮机主轴 （高压转子延伸小轴） 联接，由汽轮机转子直 接驱动。主油泵出口压 力油送到润滑油和调节 油系统。
错油门、油动机
当17脉冲油压升高 时，错油门滑阀上 移，12-13-16,则活 塞下腔进压力油， 上腔泄油，活塞上 行，关小调节气阀。 18—脉冲油压反馈 油口。当脉冲油压 升高时，油动机活 塞上行，导致了18 泄脉冲油量增大。
注意：压力变换器和调压器是并列关 系，；两种只能投运一种。
四 通 阀
主油泵未正常运行时，汽轮油 泵提供压力油：
此时，24-21 22
主油泵正常运行时： 此时，23-21 22 24
轴向位移遮断器
原理：油室I中的油的压力与喷嘴和推力盘 间隙有关，间隙越大，油压越小。 正常运行时， 1-经油室I进入滑阀中心孔，由喷 嘴喷出 3 去危急遮断油门，进而去主汽门
Z41H-10
汽轮油泵自启动装置活塞下部 连接着压力油，当压力油压力 下降时，打开新蒸汽去汽轮油 泵的阀门，使汽轮油泵工作起 来，进而使压力油压力上升至 所需值。
三，注油器
注油器结构如图所示，它是 由喷嘴 1 。吸油室 2 ，混合室 3 和 扩压管 4 组成。压力油以很高的 速度自喷嘴 1 喷出，将吸油室中 的油带入混合室 3 ，然后进入扩 压管 4 ，在扩压管中油流速度降 低，其速度能转变为压力能。由 此可见，注油器的作用是将小流 量的高压油转换成大流量的低压 油，对主油泵的入口或润滑系统 供油。注油器通常布置在油箱里， 既可使油均匀地进入吸油室，又 可避免漏入空气。
用电负荷减少，则反动力矩Mel相应减少，如果 主动力矩Me应保持不变，则Me- Mel大于零， (dw/dt）大于零，即转子的角加速度增加。反之 则减少。
由此可见，汽轮机转速的变化取决于输入、输出 功率的平衡，就能使转速稳定，否则转速就发生 变化。汽轮机调节系统的功能就是感受转速的这 种变化，控制调节汽阀，使输入和输出功率重新 平衡，并使转速保持在规定范围内。
汽轮机调速系统培训教程
第一章
第二章
调节系统的特性
调节系统各设备动作原理
第一章
调节系统的基本概念
第一节 调节系统的任务及组成
一、汽轮机调节系统的任务 1 供应用户足够的电力，及时调节汽轮机的 功率以满足外界的需要。
2 使汽轮机的转速始终保持在额定范围内，从 而把发电频率维持在额定值左右。
I(dw/dt）＝ Me- Mel
（二）迟缓率对运行的影响
（1）机组孤立运行时，造成机组转速摆动，其波动 范围（相对值）即为ε
（2）机组并列于电网运行时，由于转速决定于电网 频率，不能任意摆动，这种单值对应关系的破坏则 反映在功率上，造成功率可在一定范围内自发变化。
Εn0
δn0
△p
= p p
△p
δn0
Ε
Εn0
=
δ
pn
△p
pp
第五节 调节系统的动态特性及对调节系统的要求
一、调节系统动态特性简介 （一）调节系统的稳定性 1.速度变动率 理论和实践都证明：速度变动率越大，系统的动态稳定 性越好，反之稳定性越差。 2.迟缓率 迟缓率越小，调节系统的反映越快，当有外界扰动后， 系统就能很快的稳定下来，即稳定性越好。反之稳定性 越差。
3.汽轮机转子飞升时间常数
转子飞升时间常数可以理解为当转子上受到额定蒸汽力矩的作 用，转子从静止升至额定转速时所需要的时间。显然，转子飞 升时间常数越小，越容易升速，控制就越困难。系统稳定性就 越差，反之则越好。
4.油动机时间常数 油动机时间常数的物理意义为：当滑阀油口在最大开度时，油 动机从全开到全关所需要的时间。这一时间的长短决定了油动 机动作的快慢。显然，油动机时间常数越小油动机动作越迅速， 调节系统的稳定性也就越好，反之稳定性越差。 5.容积时间常数 汽轮机中有一些有害容积的存在，使得调节气阀开度变化后通 过汽轮机的蒸汽流量不能立即改变到应由数值，这种现象对调 节过程是不利的。这种不利的程度可以用容积时间常数来反映。
压力变换器
正常运行时，脉冲油25→26“ 连续泄油，维持脉冲油压在一 定范围。 当主油压上升时，23’油压增 大，滑阀上移，26“泄油量减 小，脉冲油压上升，导致错油 门滑阀上移，12-13-16，油动 机下腔进压力油，上腔泄油， 油动机活塞上移，关调节汽门； 同时，当主油压上升时，经过 经过节流孔后的脉冲油压力也 随之上升。因此，当主油压力 上升时，对脉冲油的压力提升 是双效的。
二、汽轮机调节系统的组成 （一）直接调节 （二）间接调节 负荷变化 蒸汽流量变化
调节对象
转速变化
执行机构
传动机构
感受机构
第三节 汽轮机调节系统静态特性
整个调节系统的输入量是汽轮机的转速n，输出 量是汽轮机的功率p，在静态下它们之间的对应关系 即为调节系统的静态特性，其关系曲线称为调节系统 的静态特性曲线。 汽轮机调节系统的静态特性曲线可以 近似地看做直线
危急遮断油门
正常运行时，5-6，压力油经 过危急遮断油门，磁力断路油门 进入主汽门油动机。
打闸（超速）时，5-7相通， 压力油串入脉冲油，使脉冲油压 力急剧上升，导致调节气门关闭； 同时，6-C相通，泄掉主汽门下 的压力油，使主汽门在弹簧弹力 和活塞重力下快速落座。
飞锤式危急保安器
飞锤式危急保安器的结构和动作过程: 飞锤式的危急保安器装在主轴前端纵向孔内，由飞锤、 外壳、弹簧和调整螺母等组成。飞锤的重心和旋转中心 偏离6.5mm，所以又称偏心飞锤。飞锤被弹簧压住，在 转速低于动作转速时，弹簧力大于离心力，飞锤不动。 当转速高于飞出转速时，飞锤离心力大于弹簧力，飞锤 向外飞出。飞锤一旦动作，偏心距将随之增大，离心力 随之增加，所以飞锤必然加速走完全部行程。飞锤的行 程由限位衬套的凸肩限制，正常情况下，全行程为6mm。 飞锤飞出后打击脱扣杠杆，使危急遮断油门动作，关闭 主汽门和调节汽门，切断汽轮机进汽，使汽轮机迅速停 机。在汽轮机转速降至某一转速时，飞锤离心力小于弹 簧力，飞锤在弹簧力的作用下，回到原来位置，这个转 速称为复位转速，一般复位转速在3050r／min左右。飞 锤的动作转速，可通过改变弹簧的初紧力加以调整，转 动调整螺母使导向衬套移动，就能改变弹簧的初紧力。
一、调节系统静态特性曲线地绘制
调节系统静态特性曲线，不能直接求出， 调节系统静态特性曲线一般是通过试验方 法求得。即通过四象限图间接求得调节系 统静态特性曲线。 四象限图的绘制: n
X(或p1) m
p
二、速度变动率和迟缓率 （一）速度变动率 n nmax nmin 速度变动率：单机运行从空负荷到额定负荷， 汽轮机的转速从nmax降低至nmin ,该转速变化 值与额定转速的之比
磁力断路油门
正常运行时，8-10相通，给主 汽门共压力油。
异常时，如：超速、润滑油压低、背
压低至极限、发电机跳闸等， 电磁回路接通，就动作停机。
异常时，电磁铁将滑阀吸至上方， 此时： 8-9相通，压力油串入脉冲油，使 脉冲油压力急剧上升，导致调节 气门关闭；同时， 10-11相通， 泄掉主汽门下的压力油，使主汽 门在弹簧弹力和活塞重力下快速 落座。
调 压 器
投调压器时，需要同步器在 空负荷位置，压力变换器在空负 荷位置。 若背压下降，则19油孔开 打，脉冲油泄油量增多，脉冲油 压下降，则错油门滑阀下降， 12-14-15,13-16-泄油孔，油动机 活塞上腔进压力油，下腔泄油， 活塞下行，开打调节气门，增加 进汽量，使背压压力上升。
汽轮油泵自启动装置
p
nmax nmin no
100100
速度变动率是衡量调节系统品质的一个重要指标， 它反应了汽轮机由于负荷变化所引起转速变化的大小： 速度变动率越大，反映在静态特性上越陡；反之静态 特性曲线越平。
（二）迟缓率
迟缓率：同一 负荷下，可能 的最大转速变 动△n与额定转 速之比。
△n
n no
三、速度变动率和迟缓率对并列运行机组的影响 （一）速度变动率对并列运行机组负荷分配的影响 一次调频：当外界负荷发生变化时，将使电网频率 发生变化，从而引起电网中各机组均自动地按其静 态特性承担一定的负荷变化，以减少电网频率地改 变。