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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
汽轮机旁路控制系统ppt课件
满负荷，旁路控制系统阅历阀位方式、定压方式、滑压 方式三个控制阶段。
〔1〕阀位方式：在锅炉点火、暖管阶段，高压旁 路阀按规定的“阀位控制〞方式运转。分为三部分： 最小开度控制、开度渐升控制、最大开度控制。
① 最小开度控制。在旁路系统投入的初期，主蒸 汽压力PT小于系统设定的最小压力定值Pmin，高压 旁路阀BP不会自动开启，而是经过预置的最小开度 Ymin强迫开启高旁阀BP到Ymim。值。最小开度的设 定可根据机组的情况设定。
五、旁路控制系统组成及作用 国内大多数单元机组配置两级串联的旁路系统，其
控制系统应包括以下的子系统。 〔一〕控制系统的组成
1．高压旁路控制系统 〔1〕主蒸汽压力及汽轮机甩负荷压力维护回路； 〔2〕主蒸汽压力自动给定和手动给定控制回路； 〔3〕高旁后蒸汽温度控制回路。
2．低压旁路控制系统 〔1〕再热蒸汽压力及汽轮机甩负荷维护回路； 〔2〕再热器出口蒸汽压力控制回路； 〔3〕低旁后蒸汽温度控制回路； 〔4〕凝汽器维护回路。
液动执行机构的特点是可靠性高、力矩大、动作速 度快;普通可在3~5s内完成动作，在技术、设备上都比较 完善。但系统设备投资大，系统比较复杂；需求公用油 泵，而添加了运转费用和维护任务量；
液动驱动安装布置在高温蒸汽管道区，因此要设置 防火安装。
电动执行机构的特点是设备投资小、任务可靠性高； 检修和维护任务量小、运转费用小。问题是力矩较小、 动作慢，普通全开时间在45s左右，但目前德国西门子公 司制造的电动执行机构采取高速、低速两个马达或多级 变速马达驱动，而使其执行机构完成动作时间缩短到5s。
装，高压旁路安装及低压旁路安装组成。
图8-1 三级旁路系统
(1) 大旁路安装：位于蒸汽主管道和凝汽器之间，锅炉 来的新蒸汽经过减温减压后直排凝汽器，这样在机组发 惹事故甩负荷时，经过大旁路可维持锅炉在最低稳燃负 荷下运转。
〔1〕阀位方式：在锅炉点火、暖管阶段，高压旁 路阀按规定的“阀位控制〞方式运转。分为三部分： 最小开度控制、开度渐升控制、最大开度控制。
① 最小开度控制。在旁路系统投入的初期，主蒸 汽压力PT小于系统设定的最小压力定值Pmin，高压 旁路阀BP不会自动开启，而是经过预置的最小开度 Ymin强迫开启高旁阀BP到Ymim。值。最小开度的设 定可根据机组的情况设定。
五、旁路控制系统组成及作用 国内大多数单元机组配置两级串联的旁路系统，其
控制系统应包括以下的子系统。 〔一〕控制系统的组成
1．高压旁路控制系统 〔1〕主蒸汽压力及汽轮机甩负荷压力维护回路； 〔2〕主蒸汽压力自动给定和手动给定控制回路； 〔3〕高旁后蒸汽温度控制回路。
2．低压旁路控制系统 〔1〕再热蒸汽压力及汽轮机甩负荷维护回路； 〔2〕再热器出口蒸汽压力控制回路； 〔3〕低旁后蒸汽温度控制回路； 〔4〕凝汽器维护回路。
液动执行机构的特点是可靠性高、力矩大、动作速 度快;普通可在3~5s内完成动作，在技术、设备上都比较 完善。但系统设备投资大，系统比较复杂；需求公用油 泵，而添加了运转费用和维护任务量；
液动驱动安装布置在高温蒸汽管道区，因此要设置 防火安装。
电动执行机构的特点是设备投资小、任务可靠性高； 检修和维护任务量小、运转费用小。问题是力矩较小、 动作慢，普通全开时间在45s左右，但目前德国西门子公 司制造的电动执行机构采取高速、低速两个马达或多级 变速马达驱动，而使其执行机构完成动作时间缩短到5s。
装，高压旁路安装及低压旁路安装组成。
图8-1 三级旁路系统
(1) 大旁路安装：位于蒸汽主管道和凝汽器之间，锅炉 来的新蒸汽经过减温减压后直排凝汽器，这样在机组发 惹事故甩负荷时，经过大旁路可维持锅炉在最低稳燃负 荷下运转。
汽轮机的调节、保护和供油系统 教学PPT课件
三、数字电液调节系统
DEH控制系统
• 控制任务：将热能转化为旋转机械能
• 控制目的：对发电机组转速的控制
高压主汽阀
过热段
高压调节阀
锅炉
再热段
HP
IP
中压调节阀 再热主汽阀
LP
凝汽器
发电机
双缸双排气中间再热机组简图
三、数字电液调节系统
三、数字电液调节系统
（一）基本调节原理
①采样讯号除转速为数字量外，其余均为模拟量，送入计算 机前需经A／D转换器变换成数字量，在计算机中进行数字处理和 运算，其输出数字量经D／A变换后送至电液转换器，将电讯号转 变成液压讯号，此液压讯号作用于油动机，控制主汽门及调节汽 阀的开度，使汽轮机的转速或功率发生变化。
范围（3000±30r/min）内，从而保证供电质量和机组安全。
一、汽轮机的调节系统
频率的稳定取决于原动机出力和电网负载的平衡。维持频率的 稳定要求：原动机出力＝负载 汽轮机出力在运行中必须能根据负载要求进行调整。
电力系统正常频率偏差 允许值为±0.2Hz(转速波动 ±12r/min)
系统容量较小（<3000MW）时，偏差值可以放宽到±0.5Hz(转 速波动±30r/min)
三、数字电液调节系统
DEH调节系统设置了四种运行方式：
相邻两种运行方式都可相互切换，且可做到无扰切换。
①二级手动 是最低级的运行方式。是DEH调节系统的最末级
硬件备用。 由常规的模拟部件组成，通过操作台上的阀位
增、减按钮，对阀门进行控制。
三、数字电液调节系统
②一级手动 是一种开环运行方式，作为操作员自动方式的备用。 通过操作盘上按键可以控制各阀门的开度，各键之间 有逻辑联锁条件，还具有超速保护控制器OPC、主汽门压 力控制器TPC、RUNBACK和脱扣等保护功能。
汽轮机调节系统讲解[可修改版ppt]
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高压电动油泵
高压电动油泵的作用是在汽轮机启动，停 机或发生事故，主油泵不能正常工作时， 及时地向调节、保护系统和润滑系统供油。 在机组冲转前必须投入运行，建立正常油 压，高压电动油泵到机组定速后且主油泵 正常工作可退出运行。
交流润滑油泵
交流润滑油泵 在冷态启动 投入盘车前 投入运行。 主要作用是 提供润滑油， 赶出油中的 空气。
汽机发电机 各轴承和盘 车装置
在轴承中形成 稳定的油膜， 维持转子的良
好旋转。
盘车系统、顶轴 油系统、发电机 密封油系统、低 压安全油提供稳 定可靠的油源
转子的热传导、表 面摩檫以及油涡流 会产生相当大的热 量，为始终保持油 温合适，就需要一 部分油量来进行换
热
汽轮机油系统的作用
❖ 向机组各轴承供油，润滑和冷却轴承 ❖ 供给调节系统和保护装置稳定充足的压力油，
调节保安系统
调
汽轮机独立运行时，当工况发生
速
变化时，调节汽轮机转速，使之
系
保持在规定的范围内。
统
的
当汽轮机并网运行时，当电网频
基
率发生变化时，调节汽轮机负荷，
本
使之与外界负荷相适应。
任
务
（
对于带调节抽汽式的汽轮机来说，
作
当工况发生变化时，调节抽汽压
用
力在规定的范围内。
）
(1)当主蒸汽门全开状态时,调速系统能维持
主油泵泵壳
主油泵泵体
主油泵是主轴驱动 离心泵，水平地安 装在汽轮机的前轴 承箱内，泵轴与汽 轮机的高压转子刚 性连接。
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。
汽轮机DEH控制系统PPT课件
现代DEH系统 采用计算机控制技术为 核心的分散控制系统结构。新华公司引 进了西屋技术，它的逻辑设计充分的体 现了西屋公司的设计思想。本文介绍了 汽轮机数字电液控制系统的一般功能及 硬件、软件的结构。分析了新华DEH控 制逻辑中给定值处理逻辑的特点；转速 和负荷控制的逻辑组成；单阀和顺阀控 制的优缺点以及组态图的实现；最后， 介绍了一次调频和低气压保护的特点。
• 当升速率设为100转每分钟时，经过除法器的运算，每一个周期 0.2秒内转速给定值增加三分之一转，一分钟之内实现升速率为 100转。要想改变升速率，就要改变除法器的参数，除数该为 150时，能实现升速率为200转每分钟。
第27页/共101页
第28页/共101页
• 当转速上升到了2900转，以一定速率关小GV，TV开度不变，转速下降。 当转速下降到2850 r/min时，GV保持不变，TV以一定速全开。当TV全开 后,阀门切换结束。在以后的升速率和升负荷的过程中，均由高压调门GV来 控制汽机的进汽量。
机械超速危急遮断系统83电气危急遮断保护系统ets的保护项目1电气超速遮断保护os2轴向位移遮断保护tb3轴承供油油压低遮断保护lbo4eh抗燃油油压低遮断保护lp5凝汽器真空低遮断保护lv84电气危急遮断保护系统ets工作原理201ast203asttrip1atrip1b遮断rem1tb1os1lv1lbo1lp11a1b1b1a1a1blatchtrip2b遮断rem2tb2os2lv2lbo2lp22a2btrip2a遮断遮断204ast2a2b2a2b202ast复置试验遮断通道1通道2位于eh运行盘上电气危急遮断保护系统的硬件是由电气遮断组件电源板继电器板遮断和保持继电器板以及端子排等组成统一布置在遮断电气柜内承担全部电气危急遮断保护项目的控制任务
• 当升速率设为100转每分钟时，经过除法器的运算，每一个周期 0.2秒内转速给定值增加三分之一转，一分钟之内实现升速率为 100转。要想改变升速率，就要改变除法器的参数，除数该为 150时，能实现升速率为200转每分钟。
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• 当转速上升到了2900转，以一定速率关小GV，TV开度不变，转速下降。 当转速下降到2850 r/min时，GV保持不变，TV以一定速全开。当TV全开 后,阀门切换结束。在以后的升速率和升负荷的过程中，均由高压调门GV来 控制汽机的进汽量。
机械超速危急遮断系统83电气危急遮断保护系统ets的保护项目1电气超速遮断保护os2轴向位移遮断保护tb3轴承供油油压低遮断保护lbo4eh抗燃油油压低遮断保护lp5凝汽器真空低遮断保护lv84电气危急遮断保护系统ets工作原理201ast203asttrip1atrip1b遮断rem1tb1os1lv1lbo1lp11a1b1b1a1a1blatchtrip2b遮断rem2tb2os2lv2lbo2lp22a2btrip2a遮断遮断204ast2a2b2a2b202ast复置试验遮断通道1通道2位于eh运行盘上电气危急遮断保护系统的硬件是由电气遮断组件电源板继电器板遮断和保持继电器板以及端子排等组成统一布置在遮断电气柜内承担全部电气危急遮断保护项目的控制任务
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
3.利用现代控制技术，采用预测控制， 根据历史和当时负荷波动趋势，预测 负荷变化，通过提前改变燃料量作好 负荷变化的准备，增强一次调频能力， 并使蒸汽参数波动控制在最小范围内， 提高机组运行的经济性和安全性。
6.1.3 汽轮机调节系统的基本组成
调节系统基本组成 ❖转速感受机构 转子转速转变为一次控制信号 ❖中间放大机构 中间功率放大 ❖油动机 执行机构 ❖配汽机构 油动机行程与蒸汽流量非线性校正机构 ❖同步器 单机时改变机组转速和并网时改变机组功率 ❖启动装置 启动冲转、提升转速至同步器动作转速
Байду номын сангаас
电网有功负荷变化的基本特征
电网有功负荷随人们生活、工作 节律而变。基本特征是以24小时为 周期的大幅、慢变上迭加随机、小 幅、快变波动。
➢ 第一类变化
幅度小、周期短，具有随机性。 幅度小于5%，秒级。
➢ 第二类变化
幅度较大、周期较长，有一定可 预测性。大于5%，分级。
➢ 第三类变化
幅度大、周期长，由生产、生活 和气象等节律引起的。
频率一次调整
利用汽轮机转速控制或调节器，感受电网频 率(周波)变化改变有功功率输出，维持同步区 域发电输出与电网负荷平衡。这样的调节过程 称为一次调频。
一次调频为有差调节，汽轮机功率的改变量 正比于频率偏差。很明显，一次调频后满足了 外界负荷要求，但并不能保持电网频率不变。
频率二次调整
变化周期较长、变动幅度较大，有一定可预 测性。为在电网一次频率调整后，消除频率偏 差，通过调频机组或调频电厂，平移调节系统 静态特性线，改变调频机组的输出功率，补偿 电网负荷的静态频率特性产生的功率变化，使 电网频率维持在额定值。调频器来调整。
❖高压调门过开或过关
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
调节系统
其它保 保护系统 护信号
锅炉
主汽门 调节汽门
发电机 转速
汽轮机 功率
图6-1 汽轮机调节保护系统原理性框图
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
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6.1.1供电品质与电网有功功率与频率的调整
供电品质
发电厂的任务是向用户提供品质优良的电能。 电能的品质是电压、频率和波形。
M st
M em
Mf
再热器
过热器 HP IP
M em M f
LP
GEN
M st
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
为什么叫调速系统？ 当外界电负荷增大时，发电机的电磁阻力 矩增大，导致转子的转速下降，反之，转子的 转速上升。
因此，汽轮机应根据转速偏差改变调节汽 门的开度，即改变进汽量和焓降，使蒸汽的驱 动力矩与电磁阻力矩及摩擦力矩相平衡。故汽 轮机调节系统有时称为调速系统。
同步发电机的特性
同步发电机的端电压决定于无功功率，频率 决定于有功功率。无功功率决定于励磁，有功功 率决定于原动机的功率。
故电网的电压调节归励磁系统，频率调节归 汽轮机的功率控制系统。
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
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转子运动方程与汽轮机调速
J
d 2
dt 2
➢ 第三类变化
幅度大、周期长，由生产、生活 和气象等节律引起的。
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
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频率一次调整
利用汽轮机转速控制或调节器，感受电网频 率(周波)变化改变有功功率输出，维持同步区 域发电输出与电网负荷平衡。这样的调节过程 称为一次调频。
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