汽轮机控制
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。
汽轮机控制及保护系统
气轮机控制及保护系统第一节S—DEHG系统1、S—DEHG控制系统由高压抗燃油伺服及供油系统和DEHG数字电液控制器组成。
其主要设计特点如下：●数字电液控制器S—DEHG为双机冗余，能快速，精确灵敏地响应转速变化。
●为了减少热应力和延长机组寿命，采用了复合调节的进汽方式。
●具有足够多的接口，可与其他自动控制装置接口（如CCS协调控制器接口等）。
●在额定蒸汽参数下甩满负荷，危机遮断器不跳闸。
●危机遮断器最高动作转速不超过110—112%额定转速。
●停机上时，机组速度不等率可在3—5%范围内可调。
●同步转速调整范围为±6%。
●包括调节阀在内的调速系统的迟缓率不大于0.06%。
具有负荷限制功能，可使高压调节阀的开度被限制在设定值内。
●在甩负荷时（≥20%额定负荷），DEHG中的加速继电器可快速关闭中压调节阀。
●在甩负荷时（≥40%额定负荷），DEHG中的超速保护继电器可快速关闭高中压调节阀。
2、S—DEHG的调节特性：●速度不等率可在3—5%范围内调整。
●同步器调整转速范围为6%。
●调速系统的迟缓率不大于0.06%3、S—DEHG的主要功能●汽机在冷态/温态/热态/极热态条件下，从盘车、冲转、自动升速、转速调节、并网、带初负荷，直至带目标负荷的负荷限制，并能按联合调节的方式进行阀门控制，阀门管理，负荷的变化过程中，接受HITASS—200E来的速率，负荷率控制。
●可在操作盘上限制负荷和选择寿命消耗率。
●具有转速和负荷自动控制功能。
负荷从满负荷甩至零负荷的瞬间变化情况下防止机组达到超速跳闸点，或在正运行期间参加电网一、二次调频。
●备用超速跳闸和电超速保护功能。
●阀门门杆活动试验。
●自动同期方式并网。
●高压缸暖机运行控制。
●与HITASS的信号联锁。
4、危机保安装置中的主要遮断设备及控制值（1）、带有隔离阀和油座遮断阀机械式危机遮断器偏心飞环式机械危机遮断器动作转速为110—111%额定转速（3300—3330r/min），可在带负荷时通过喷油电磁阀进行喷油试验，使危机遮断器跳闸及复位。
汽轮机设备及系统安全风险控制要求
汽轮机设备及系统安全风险控制要求1汽轮机超速风险控制1.1DEH控制系统安全、可靠和稳定，电液伺服阀不卡涩、不泄漏，调节执行机构不卡涩。
1.2汽轮机主汽门、调节汽门不卡涩，阀门关闭时间符合要求。
主汽门严密性试验合格。
调节系统静止试验、OPC试验、超速试验、甩负荷试验以及危急保安器注油试验合格。
按照运行规程定期开展汽轮机主汽门、调节汽门松动试验、全行程活动试验。
1.3汽轮机重要表计指示准确，机械超速和电气超速保护正常且投入运行。
在不同轴段安装两套转速检测装置。
1.4机组抽汽逆止门、供热抽汽阀门严密、联锁动作可靠，且有能快速关闭的抽汽截止阀。
1.5透平油和抗燃油的油质合格，油系统运行中无泄漏。
1.6正常停机应先检查有功功率到零，再将发电机与系统解列，严禁带负荷解列。
1.7汽轮机主汽门、调节汽门解体检修时，检查门杆弯曲度和各部套间隙合格，测量主汽门、调节汽门行程正常，检查阀蝶和阀座的接触情况良好。
2汽轮机轴系断裂风险控制2.1汽轮机机械超速和电气超速保护正常且投入运行。
2.2机组运行中轴振、瓦振应达到有关标准的优良范围，且机组振动保护装置完好并投入。
2.3运行10万小时以上的机组，每隔3～6年应对转子进行一次开缸检查。
运行时间超过15年、超过设计寿命使用的转子、低压焊接转子、承担调峰起停频繁的转子，应适当缩短检查周期。
2.4机组A修中，应测量汽轮机通流部分间隙并合格。
检查汽轮机转子平衡块固定螺丝、发电机风扇叶片固定螺丝、定子铁芯支架螺丝、各轴承和轴承座螺丝的紧固情况。
2.5机组A修中，对转子表面和中心孔进行探伤检查。
2.6检修时检查主油泵与主轴间齿型联轴器的磨损情况。
2.7按超速试验规程及二十五项反措相关要求进行超速试验。
2.8对轴系存在次同步振荡较大风险的机组应安装扭应力保护装置。
3汽轮机大轴弯曲风险控制3.1汽轮机抽汽回热系统、疏水系统、厂用蒸汽系统、供热系统等设计应符合行业有关标准，防止汽轮机进水、进冷汽。
汽轮机初压控制和限压控制方式
汽轮机初压控制和限压控制方式
汽轮机的初压控制和限压控制是两种不同的运行模式，它们主要区别在于控制器的作用对象和控制目标不同。
初压控制方式（Initial Pressure Control Mode）：
1. 在这种模式下，锅炉设置机组负荷，而汽轮机处于跟踪模式。
此时，汽轮机的DEH（数字电液控制系统）中主蒸汽压力控制器投入，而负荷控制器切除。
2. 控制目标是维持阀前的主蒸汽压力，通过调节汽轮机阀门来达到设定的压力值。
3. 通常在机组并网且旁路全关后，系统会自动投入初压模式，也可以通过操作界面手动切换至此模式。
限压控制方式（Pressure Limiting Control Mode）：
1. 在此模式下，汽轮机侧设定机组负荷并且锅炉跟随。
一旦选择了压力限制模式，汽轮机负荷控制器起主导作用。
2. 控制目标是确保主蒸汽压力不超过设定的限值，此时，压力控制器仅作为限制器运行。
3. 限压控制方式通常用于CCS（协调控制系统），当主汽压力低于设定值时，通过调节气门来维持压力。
总的来说，初压控制方式主要用于保持阀前的主蒸汽压力稳定，适用于汽轮机跟随锅炉负荷变化的情况；而限压控制方式则用于限制主蒸汽压力的上限，适用于汽轮机主动调整负荷而锅炉跟随的情况。
汽轮机主要性能指标及控制措施
汽轮机主要性能指标及控制措施一、汽轮机热耗率(kJ/kWh)1可能存在问题的原因1.1汽轮机通流部分效率低1.1.1汽轮机高、中、低压缸效率低。
1.1.2汽轮机高压配汽机构的节流损失大。
1.2蒸汽初参数低。
1.3蒸汽终参数高。
1.4再热循环热效率低，再热蒸汽温度低，再热器减温水量大。
1.5给水回热循环效率低，给水温度低。
1.6凝汽器真空差。
1.7汽水系统（疏放水、旁路系统）严密性差。
1.8机组辅汽量过大。
……2解决问题的措施2.1提高蒸汽初参数的措施。
2.2提高再热蒸汽温度，尽量减少再热器减温水量。
2.3提高凝汽器真空。
2.4提高给水温度。
2.5达到规定负荷后，及时调整调节阀运行方式，减少阀门节流损失。
2.6合理、经济地调整机组抽汽供辅汽量。
2.7保持热力系统严密性，及时消除减温水阀门、疏放水系统、旁路系统等内漏问题。
2.8合理调整高压调节阀的重叠度。
2.9结合机组检修对汽轮机通流部件进行了除垢、调整动静间隙。
2.10进行汽轮机通流部分改造。
……二、凝汽器真空度(%)1可能存在问题的原因1.1真空严密性差1.1.1低压缸轴封间隙大，轴封供汽压力低。
1.1.2多级水封及单级水封的影响。
1.1.3汽轮机及给水泵汽轮机负压系统漏空气。
1.1.4凝汽器喉部膨胀节破损。
1.2凝汽器冷却水管换热效果差1.2.1胶球投入率和收球率的影响。
1.2.2凝汽器冷却水水质差，水管结垢。
1.3循环水进水温度及进水量影响。
1.4射水抽气器或真空泵系统存在缺陷。
1.5射水池或真空泵冷却器水温高，致使抽真空效果差。
1.6凝汽器水位高。
……2解决问题的措施2.1运行措施2.1.1调整和控制低压轴封压力在规定范围内。
2.1.2定期对真空系统进行查漏，及时分析解决。
2.1.3合理调整多级水封及单级水封水量，防止水封不良造成漏空。
2.1.4加强对胶球清洗装置的管理，提高胶球系统的投入率和收球率。
2.1.5定期对循环冷却水加药，对循环水泵进水滤网或水塔滤网进行巡查和清除杂物，防止凝汽器冷却水管结垢、堵塞。
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
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。
汽轮机转速控制原理
汽轮机转速控制原理咱先得知道汽轮机是个啥玩意儿。
汽轮机就像是一个大力士，它靠蒸汽的力量来转动，然后带动发电机发电，就像拉着小伙伴一起跑似的。
那这个转速啊，可不能随便乱来，就像咱们跑步得有个合适的速度一样。
汽轮机转速控制呢，就像是给这个大力士拴上一根神奇的绳子。
这根绳子其实就是控制系统啦。
当汽轮机开始工作的时候，蒸汽呼呼地往里冲，就像一阵大风在推着叶轮转。
这时候，如果没有控制，叶轮就可能像脱缰的野马，转得没边儿了。
那怎么控制呢？这里面有个关键的东西叫调速器。
调速器就像是一个超级敏感的小管家。
它时刻感受着汽轮机的转速。
比如说，要是汽轮机因为蒸汽太多，转得太快了，就像你骑自行车的时候有人在后面猛推你一把，调速器就会发现。
它发现之后呢，就会赶紧采取行动。
它会告诉一个叫调节阀的东西，让调节阀把蒸汽的流量减少一点。
就像把水龙头关小一点，水就流得没那么猛了，蒸汽少了，汽轮机的转速就会慢慢降下来。
相反，如果汽轮机转得太慢了，就像你跑步跑不动了似的。
调速器也能察觉到，然后它就会让调节阀把蒸汽流量开大，给汽轮机更多的力气，让它转得快起来。
这就像是给跑步的人递上一瓶能量饮料，喝了就能加速跑啦。
还有哦，在整个过程中，还有一个很贴心的保护机制。
就像我们有个守护天使一样。
这个保护机制是为了防止汽轮机转速过高或者过低到危险的程度。
如果调速器万一失灵了，就像小管家睡着了，这个保护机制就会启动。
它会直接切断蒸汽的供应或者采取其他紧急措施，就像在紧急情况下踩下刹车一样，避免汽轮机发生严重的损坏。
在现代的汽轮机转速控制里，还有很多高科技的玩意儿呢。
比如说电子控制系统。
这个电子控制系统就像是一个超级大脑，它能更精确地控制转速。
它可以根据各种不同的情况，快速地做出反应。
它不仅仅能感受到转速的变化，还能考虑到其他的因素，像电网的需求啊之类的。
如果电网说：“我需要更多的电，你转快点。
”这个电子控制系统就能调整汽轮机的转速来满足电网的要求。
而且呀，整个转速控制系统还得和其他的设备配合得很好。
汽轮机DEH控制系统
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汽轮机DEH控制系统
汽机的启动方式
¨ 冷态启动 又叫BYPASS OFF(旁路关闭) 方式启动。当高压主器阀前的压力和温 度达到要求时（以300MW汽轮机为例， 主 气 压 4.2MP, 主 气 温 350 摄 氏 度 ） ， RSV、GV、IV均开启。由GV控制汽机 转速从盘车转速上升到2900 r/min.在2900 r/min 时，进行阀切换。GV 全开，由TV 控制汽机继续升速。
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汽轮机DEH控制系统
¨ 参与一次调频 DEH系统均设计有一次调 频回路，其工作原理是：机组转速以 3000 r／min为目标值，频差以一定的函 数对应为负荷指令叠加到目标值上。为 防止反复调节引起目荡，应设置一定的 频差控制死区。
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汽轮机DEH控制系统
¨ 参与协调控制 大型机组的协调控制是 机组必备的功能之一。协调控制的实现， 综合考虑了机组与炉膛不同被控对象的 特性，在很大程度上改善了机组的负荷 响应能力，也减少了运行人员由于负荷 变动进行的运行操作，降低了劳动强度。
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汽轮机DEH控制系统
¨ 单阀／顺序阀切换 机组运行过程中可工 作在“单阀”或“顺序阀”两种阀门控 制方式。
在“顺序阀”控制方式下，机组升降负 荷时，应按阀门流量特性要求依次开启 或关闭相应阀门，以减小截流损失，提 高机组运行的稳定性。
在“单阀”控制方式下，各阀门恢复开 度一致。切换过程中，应尽量保持功率 值无扰。
¨ 以汽机为主 这种运行方式是以汽机调功率， 汽机可以参加一次调频。这时，可以投入主蒸 汽压力低保护功能。保护的原理是：当主蒸汽 压力降到设定值的90%时，汽轮机自动降低负 荷，以保持锅炉的出口压力。注意，最多降到 20%额定负荷为止。
汽轮机运行一般控制参数
汽轮机运行一般控制参数一、主蒸汽压力正常为1.05～1.55MPa，我们现在控制在0.90 MPa以上就可以了。
低于允许变化的下限0.2MPa（表）时，应降低负荷。
二、主蒸汽温度305+30℃；-20℃蒸汽温度超出允许变化的上限5℃，运行30分钟后仍不能降低，应作为故障停机，全年运行累计不超过400小时。
低于允许变化下限5℃时，应降低负荷低于280℃时解列发电机，低于270℃时停汽轮机。
电动隔离阀前蒸汽温度达到260℃以上时才允许冲转汽轮机。
三、轴承座振动超过0.07mm跳机，在中速以下，汽轮机振动超过0.03mm时应立即停机，重投盘车；四、凝汽器真空正常为-0.090Mpa以上机组负荷在40%额定负荷以上时，真空不低于-0.0867MPa（650mmHg）。
机组负荷在20%～40%额定负荷时，真空不低于-0.0800MPa（600mmHg）。
机组负荷在20%额定负荷以下时，真空不低于-0.0720MPa（540mmHg）。
降到0.06MPa（450mmHg）以下时紧急停机五、热水井水位一般在300mm到700mm之间，要注意假水位的判断，杜绝满水事故发生。
六、润滑油温油压开启盘车装置提高油温到25℃以上，机组冲转暖机油温必须达到25℃，升速油温不低于在30℃，正常运行时油温必须在35--45℃（最佳范围是38--42℃）。
热机冲转前润滑油温不低于40℃。
润滑油压0.08~0.12MPa，调节油压正常。
轴瓦金属轴承回油温度超过65℃轴瓦金属温度超过85℃报警轴承回油温度超过70℃或轴瓦金属温度超过100℃跳机各轴承进油温度应保持在35～45℃范围内，温升一般不超过10～15℃；润滑油压应保持在0.08～0.12MPa（表）范围内。
停机降速过程中，应注意高压电动油泵是否自动投入运行，否则应手动起动油泵，维持润滑油压不低于0.055MPa （表）。
润滑油压降到0.03MPa时自动启动（电接点、在自动状态）供给轴承润滑。
汽轮机控制系统..课件
• 汽轮机控制系统概述 • 汽轮机控制系统的组成与结构 • 汽轮机控制系统的功能实现 • 汽轮机控制系统的性能指标评价方法 • 汽轮机控制系统的优化设计与改进方向 • 汽轮机控制系统在工业生产中的应用案例
分析 • 总结与展望
CHAPTER
汽轮机控制系统概述
汽轮机控制系统的定义和作用
趋势1 趋势2 趋势3
CHAPTER
汽轮机控制系统在工业生产 中的应用案例分析
案例一：某火电厂汽轮机控制系统应用实例
控制系统类型
采用数字化电液调节系统，实现对汽轮机的全面控制。
应用效果
提高机组运行效率，降低能耗，减少排放，提高经济效益。
技术特点
采用先进的控制算法，实现汽轮机的快速响应和精确控制，具有 自动化程度高、可靠性强的特点。
控制系统软件设计
掌握汽轮机控制系统的软件设计方法 和实现过程，包括控制算法、人机界 面设计等。
控制系统调试与维护
了解汽轮机控制系统的调试方法和维 护技巧，掌握常见故障的排查和处理 方法。
学生自我评价报告
学习成果
学习不足
改进措施
对未来工作的展望和期待
01
深化理论与实践
02
探索新技术
03
拓展应用领域
保护与联锁控制
保护控制
联锁控制
CHAPTER
汽轮机控制系统的性能指标 评价方法
静态性能指标评价方法
精度
1
稳定性
2
灵敏度
3
动态性能指标评价方法
调节时间
超调量
阻尼比
综合性能指标评价方法
积分性能指标
积分性能指标是对控制系统在整个工作 范围内性能的综合评价，包括误差积分 指标、绝对误差积分指标和时间乘绝对 误差积分指标等。
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。
汽轮机的转速控制说明书
汽轮机的转速控制说明书一、引言感谢您选择使用本公司生产的汽轮机，本说明书将详细介绍汽轮机的转速控制方法和操作注意事项。
二、转速控制原理汽轮机的转速控制是通过调整汽轮机的负荷来实现的。
负荷越大，转速越高；负荷越小，转速越低。
在实际应用中，我们可以采用以下三种方法来控制汽轮机的转速。
1. 调整蒸汽阀通过调整汽轮机的蒸汽阀开度来控制蒸汽的流量，从而控制汽轮机的负荷。
根据转速的变化情况，适时调整蒸汽阀的开度，以达到所需的转速。
2. 调整调速器汽轮机通常配备有调速器，通过调整调速器的操作杆位置来改变汽轮机的负荷。
根据实际需要，将调速器操作杆向上或向下移动，从而调整汽轮机的转速。
3. 排汽调节在汽轮机中，通过排汽调节系统控制排汽活门的开度，从而改变汽轮机的负荷和转速。
通过合理调整排汽活门的开度，可以精确控制汽轮机的转速。
三、转速控制操作步骤在使用汽轮机进行转速控制时，需要按照以下步骤进行操作。
1. 检查汽轮机运行状态在进行任何转速控制操作之前，需要确保汽轮机处于正常运行状态。
检查各个部件是否正常运转，并确保没有任何异常情况出现。
2. 选择转速控制方法根据具体的转速需求，选择合适的转速控制方法。
可以根据负荷大小来调整蒸汽阀或调速器，也可以根据实际情况使用排汽调节系统。
3. 调整转速控制设备按照选定的转速控制方法，逐步调整相应的设备。
比如，逐渐调整蒸汽阀开度或操作调速器杆，或者调整排汽活门的开度。
4. 监控转速变化在调整转速控制设备的过程中，需要实时监控汽轮机的转速变化情况。
根据监控数据，及时调整控制设备，以达到所需的转速。
5. 检查转速稳定性在转速达到所需数值后，需要检查转速稳定性。
观察汽轮机的工作情况，确保转速保持在设定值并且稳定，没有明显的波动现象。
四、转速控制注意事项在进行汽轮机的转速控制时，需要注意以下几点。
1. 定期维护检查汽轮机是精密设备，需要定期进行维护检查，确保各个部件的正常运行。
定期更换易损件，保持设备的稳定性和安全性。
汽轮机的运行压力控制说明书
汽轮机的运行压力控制说明书1. 引言汽轮机作为一种重要的发电装置，其稳定的运行对于电力系统的正常运行至关重要。
本说明书旨在介绍汽轮机的运行压力控制方法和原理，以帮助操作人员正确控制运行压力，确保汽轮机的安全运行和高效发电。
2. 压力控制原理汽轮机的压力控制是通过调整汽轮机的负荷来实现的。
在正常运行情况下，汽轮机的负荷与压力成正比。
通过控制汽轮机的负荷变化，可以达到控制汽轮机运行压力的目的。
3. 压力控制步骤下面介绍了汽轮机运行压力控制的步骤：步骤一：监测运行参数在进行压力控制前，首先需要监测并记录汽轮机的运行参数，例如入口压力、出口压力、蒸汽流量等。
这些参数将作为控制的依据。
步骤二：设定目标压力根据实际需求，设定汽轮机的目标运行压力。
目标压力应考虑到电力系统的负荷需求、汽轮机的安全性和高效性等因素。
步骤三：调整负荷根据目标压力，调整汽轮机的负荷。
增加负荷可以提高运行压力，减少负荷可以降低运行压力。
通过适时调整负荷，使汽轮机的运行压力逐渐接近目标压力。
步骤四：监测调整效果在调整负荷后，需要再次监测汽轮机的运行参数，检查运行压力是否达到预期目标。
如果达到目标压力，说明调整有效；如果未达到目标压力，需要适时再次调整负荷。
步骤五：稳定运行在运行压力达到目标后，需要保持汽轮机的稳定运行，不断监测运行参数，及时发现并解决可能的问题，确保汽轮机的安全运行。
4. 压力控制注意事项在汽轮机的运行压力控制过程中，需要注意以下几点：- 操作人员应严格按照操作规程执行，确保操作的安全性和可靠性。
- 在调整负荷时，应逐步增减，避免过快或过大的负荷变化，以防止汽轮机的压力波动过大。
- 操作人员需要密切关注汽轮机的运行参数，并根据实际情况进行调整，避免超负荷或欠负荷运行，以及过热或过冷等问题。
- 定期对汽轮机进行检修和维护，确保设备的良好状态，减少故障发生的可能。
5. 总结本说明书介绍了汽轮机的运行压力控制方法和原理，并给出了相应的操作步骤和注意事项。
汽轮机的加速度控制说明书
汽轮机的加速度控制说明书一、引言本说明书旨在介绍汽轮机的加速度控制方法和操作步骤，以确保汽轮机在运行过程中的安全性和稳定性。
请在操作前仔细阅读本说明书并按照操作要求进行操作。
二、背景知识汽轮机的加速度是指单位时间内汽轮机转速的变化率，加速度控制的目的是在保证汽轮机正常启动的前提下，控制加速度的大小，避免过大的加速度对设备造成损坏。
三、加速度控制方法为了控制汽轮机的加速度，以下介绍两种常用的控制方法。
1. 先导阀控制法先导阀控制法是通过调节汽轮机进汽阀的开度来实现加速度的控制。
具体步骤如下：（1）检查汽轮机启动前的准备工作是否完成，确保设备处于正常状态。
（2）打开汽轮机进汽阀，并根据实际情况逐渐调整进汽阀开度。
（3）观察汽轮机的转速变化情况，根据需要适时增加或减小进汽阀的开度。
（4）当汽轮机的转速达到预设值时，稳定进汽阀开度，保持转速的稳定。
2. 调节迎风阀控制法调节迎风阀控制法是通过调节汽轮机的迎风阀开度来实现加速度的控制。
具体步骤如下：（1）检查汽轮机启动前的准备工作是否完成，确保设备处于正常状态。
（2）逐渐打开汽轮机的迎风阀，观察汽轮机的转速变化情况。
（3）根据实际需要适时调整迎风阀的开度，控制转速的变化速率。
（4）当汽轮机的转速达到预设值时，稳定迎风阀的开度，保持转速的稳定。
四、注意事项在进行汽轮机的加速度控制过程中，需要注意以下事项：1. 操作前需仔细检查汽轮机设备的运行情况，确保其处于正常状态。
2. 操作人员需熟悉汽轮机的结构和工作原理，并按照本说明书要求进行操作。
3. 操作过程中应随时关注汽轮机的转速变化情况，并根据需要调整相应的控制参数。
4. 若出现异常情况，如转速超过安全范围或加速度过大等，应立即采取措施停止操作并进行检修。
5. 操作结束后，应对汽轮机及相关设备进行检查和维护，确保设备的正常运行。
五、结论通过先导阀控制法和调节迎风阀控制法，可以有效控制汽轮机的加速度，确保汽轮机在启动和运行过程中的安全和稳定性。
汽轮机505控制器说明书
汽轮机505控制器说明书
汽轮机505控制器是一种用于控制汽轮机运行的设备，它的功能是监测和控制汽轮机的运行参数，以确保其安全、稳定和高效运行。
这种控制器通常由多个子系统组成，包括调速系统、调负荷系统、保护系统和监测系统等。
首先，让我们来看一下调速系统。
汽轮机505控制器的调速系统负责监测汽轮机的转速，并通过调节汽轮机的进汽量或蒸汽嘴的开度来维持设定的转速。
这有助于确保汽轮机在不同负荷下能够保持稳定的运行速度。
其次，调负荷系统也是控制器的重要组成部分。
它监测汽轮机的负荷需求，并相应地调节汽轮机的输出功率，以满足电网或机械负荷的需求。
这有助于确保汽轮机在不同负荷条件下能够提供稳定的功率输出。
此外，保护系统也是汽轮机505控制器的重要功能之一。
它监测汽轮机的运行参数，如温度、压力和振动等，并在发现异常情况时采取相应的保护措施，以防止设备损坏或事故发生。
最后，监测系统用于监测汽轮机的运行状态，并提供实时数据给操作人员或监控系统。
这有助于及时发现问题并采取措施，以确保汽轮机的安全和可靠运行。
总的来说，汽轮机505控制器是一种关键的设备，它通过多个子系统的协调工作，确保汽轮机在各种工况下都能够安全、稳定和高效地运行。
希望这些信息能够对你有所帮助。
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负荷扰动
从CCS来 TD指令
给 定 处 理 回 路
＋ ＋ K1 频率 校正
调 频 投 入
阀 门 管 理
动电 机液 及转 阀换 门、 油
蒸 汽 容 积
机 械 功 率
高 压 缸 ＋
电功率
发电机
＋ 3000r/min
－
转速 测量
图3—16参加机组协调控制时的汽轮机控制系统结构
在协调控制方式下，禁止负荷控制投 入和做阀门试验。 当有以下条件产生时协调控制方式被切除： 1. CCS请求信号消失； 2. 从CCS来的给定信号故障； 3. 油开关跳闸； 4. 汽机已跳闸； 5. 操作人员将CCS控制切除； 等。
四、协调控制（CCS）
协调控制方式一般须满足下列条件： （1）机组已并网； （2）收到协调允许信号。
第四节 控制功能与控制系统特性
一、控制功能
1.转速控制
OA手动给定
ATC自动给定 同步信号
给 定 处 理 回 路
转速 调节器
＋ －
阀 门 管 理
动电 机液 及转 阀换 门、 油
转速
汽轮发电机 组
转速测量
一次调频的投入条件如下： 1. 机组已并网； 2. 控制系统在“操作员自动”状态； 3. 负荷大于10％额定负荷。
3. 协调控制
汽轮发电机组一般满足以下条件时可投 入协调控制： 1. 机组已并网； 2. 接收到CCS请求信号； 3. 由CCS来的给定信号正常； 等。
中 间 再 热 器
中 、 低 压 缸
T T T
×
f (x) T × ∑
阀门试 验逻辑 顺序阀系数
f(x)
阀门试 验逻辑 顺序阀系数
f(x)
×
×
复位运行 T
T
-3%
T
到IV1伺服
到IV4伺服
到GV1伺服
到GV4伺服
第二节 阀门管理
1阀门配置与作用
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
转 速 控 制 器
测调节级压力
中间 再热 器
中低 压缸 功率
测转速
转速
3000r/min
操作员设定 其它给定信号 给定值处理回路 设定值 0 0 ∑ ∑ 功率 调节器 主汽压限制投 入 T % 调节级压力 调节器 0 V≯ 主汽压限制值 T 主汽压限制动作 调节级压力 0 T 调频投入 %
∑
转速 调节器
汽轮机数字控制器 （DCS） AST1 AST3
隔膜阀
润滑油供油系统 超速保护OPC（1） 系统连接信号 TD，AS，RB等 紧急跳闸ETS OPC（2） AST2 AST4 机械遮断 手动遮断
排油
图3-3 汽轮机控制系统构成原理图
三、控制原理
汽轮机 转速 调节器 ＋ － 中 间 再 热 器 中 、 低 压 缸 中 、 低 压 缸 功 率 励磁电流 OA手动给定 ATC自动给定 CCS的TD指令 同期信号 给 定 处 理 回 路 N 功率 调节器 ＋ ＋ ＋ Y K2 负 荷 控 制 投 入 － 调节级压 力调节器 Y K3 调 节 制级 投压 入力 控 N Y K4 并 网 N 阀 门 管 理 电 动液 机转 及换 阀、 门油 蒸 汽 容 积 高 压 缸 ＋ 发电机 高 压 缸 功 率 轴 出 旋 转 机 械 功 率
3自动调节
100 调节汽门开度（%） 1 中压调节汽门
2 高压调节汽门
0
20
40
60
80
100
图3-2调节汽门开度与功率关系
功率 (100%)
汽轮机的主要控制参数是功率、转速和主蒸汽压力 调节汽轮机的进汽量可控制汽轮发电机组的输出电功率（有 功功率）。
４汽轮机自动启停控制
从启动准备到带满负荷或从正常运行到停机 整个过程汽轮机全部实现自动控制。 汽轮机控制系统都设有ATC（Automation Turbine Control）功能，即具有汽轮机自动盘车、 自动升速、自动并网到自动带负荷功能。
2 汽轮机进汽方式 汽轮机进汽方式可分为：全周进汽方式 和部分进汽方式两种方式。这时对应的高 压调节阀运行方式为单阀方式（节流调节） 与和顺序阀方式（喷嘴调节）。
单阀方式是将所有调节阀同时开大或关小 来调节负荷，这种方式为全周进汽方式， 该进汽方法可减少机组的热应力，但节流 损失大，对机组经济性是不利的。在机组 冷态启动或变负荷过程中希望选用这种方 式，因为这样能使汽轮机高压缸第一级汽 室的温度变化比较均匀，使汽轮机转动部 分与静止部分之间的温差减少，因而使调 频机组能承受更大的负荷变化率。
高压主汽阀TV2
过热器蒸汽
图3—7汽轮机阀门布置图
• 高压主汽阀具有危急状态时快速关闭、截断进汽 和启动时调节汽轮机转速两个功能。当高压调节 阀失效时能提供一个额外的保护。高压主汽阀在 汽轮机全速旋转时和正常工况下保持全开。 • 当汽轮机发电机组正常运行时，通过调节高压调 节阀门开度，改变进汽流量，达到速度和负荷控 制的目的。 • 中压主汽阀的作用是在紧急情况下快速地关闭以 便切断进入中压缸的再热蒸汽。 • 中压调节阀的基本作用是在将要发生突发事故时 起保护作用。它在汽轮机保护系统动作时进行关 闭。第二个作用是在汽轮机启动和升负荷时，控 制再热蒸汽流量。
第五节 汽轮机旁路控制系统
1 旁路系统及控制方案
高旁减压阀 高压减温水
高 压 旁 路 系 统
发电机 高 压 缸 中 压 缸 低压缸 ～
喷水隔离阀 喷水调节阀
过 热 器
再 热 器
低旁减压阀
低压旁路系统
低压减温水 锅炉
喷水调节阀
凝汽器
低旁减压阀
压 图16－1 高低压串级旁路系统
二 、旁路系统作用： （1）加快启动速度、减小启动时间。 （2）机组启动、停止和甩负荷时，可以回 收工质，减少对空排放，提高运行的经济 性。 （3）正常运行时，起超压保护作用。 （4）机组启动、停止和甩负荷时，保护再热 器。 （5）当汽轮发电机组或电网短时故障时，旁 路系统的存在可使锅炉处于独立运行状态， 从而使单元机组转入停机不停炉运行方式 或带厂用电运行。
1 0 顺序阀方式 T 手动系统复位 T 1
& T ≥1 &
汽轮机复位 控制偏差大于4% 阀转换在进行 总流量需求值≥99.9%
0.00167
V≯
≥1 1 － ∑ ＋
总流量需求值≤0.1%
单阀系数kSIN
顺序阀系数kSEQ
图3—11 单阀系数、顺序阀系数形成原理
（１）单阀／顺序阀切换正常进行时，其切换需要经过若干个有限 的控制周期才能完成，切换时间可通过调整限速模块的速率来确定。 当总流量需求值大于99.9%（对应阀门全开）或小于0.1%关）时， （对应阀门全切换瞬间完成。
顺序阀方式是随着机组负荷的增加（减少） 逐个开启（关闭）调节阀，开启阀门的总 数是随负荷变化而变化的，负荷增开启阀 门的总数也增，即实现喷嘴调节，这种方 式为部分进汽方式。该进汽方式可减少节 流损失，因而使机组有较高的热效率，但 机组受热不均，热应力大，这种方式适于 定压运行或额定负荷工况。由于这种方式 可能存在金属受热不均和叶片受到冲击产 生应力，而使机组变负荷速度受到限制。
f(x)
功率
功率控制切除
T ∑
调节级压力 控制投入
T T ＜ 脱网 阀位限制 手动 回路 跳闸或超速 快卸动作 中压缸启动为0 高中压启动为1 f (x) 阀门试验 单阀系数 T × ∑ 运行 运行 手动增 手动减
手动 0 阀门试验 T 阀门试 验逻辑 -3% -3%
汽轮机控制
中压主汽阀SV
中压调节阀IV
低压旁路阀
高压主汽阀TV 过 热 器 再 热 器 高 压 旁 路 阀
高压调节阀GV 断路器
锅 炉
高 压 缸
中 压 缸
低 压 缸
低 压 缸
～
反流阀 真空阀
发电机
高压排汽止回阀
给水泵 图3-1机组热力系统简图
凝汽器
第一节 汽轮机控制系统
一、控制任务
1自动监测
汽轮机监测仪表（Turbine Supervisory Instrumentation, TSI）
3 阀门管理
（1）线性化
阀门 开度 L
总流量需求值Q
÷
单阀流量需求值 f(x)
流量 阀位开度L
调节阀数目 图3-8 单阀控制时阀位计算
在顺序阀控制方式下
f(x) 100 90 80 70
阀门开度L
60 50 40 30 20 10
GV1,GV2 GV3
GV4
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
主 汽 压 PT
调 节 级 压 力
中压主汽阀 SV 再热器 IMP
中压调节阀 IV IEP
功率 PE
并网BR 高压主汽阀油 动机 高压调节阀油 动机 OPC油路 AST油路 挂闸ASL 中压主汽阀油 动机 中压调节阀油 动机 油断路器
阀 位 指 令
阀 位 反 馈
测 量 信 号 EH高压抗燃油 供油系统
第三节 汽轮机运行方式
1. 操作员自动（Operator Automation， OA） 2. 汽轮机自启动（ATC） 3. 自动同期（AS） 4. 协调控制（CCS） 由运行人员根据汽轮发电机机组运行 情况选择运行方式。
一、操作员自动（OA）
1、操作员直接控制 ２、转速自动控制 ３、功率自动控制 ４、主汽压力自动控制
负荷扰动
手 动 给 定
P0 给＋ 定 处 理 回 路
N ＋ ＋ 调 频 投 入 功率 调节器 － PE － 调节级 压力调 节器 Y K3 调 节 制级 投压 入力 控 调节级压 力测量