第三汽轮机调节系统与保护系统
汽轮机调节保护系统
汽轮机调节保护系统汽轮机是现代热力发电厂最重要的组成部分之一。
它的控制系统是确保汽轮机的正常运行的关键。
自动控制系统和保护系统是这一过程中最重要的两个组成部分之一。
在这篇文章中，我们将详细介绍汽轮机的调节保护系统。
汽轮机是一种使用高温高压蒸汽或气体驱动的旋转机械装置。
汽轮机的作用是将蒸汽的热能转化为机械动能，然后通过发电机将其转化为电能。
因此，汽轮机调节保护系统具有保证汽轮机正常运行和确保发电安全的重要作用。
汽轮机调节保护系统主要由以下几个部分组成。
1.汽轮机控制系统汽轮机控制系统是汽轮机调节保护系统的核心部分。
它主要用于保证汽轮机转速的稳定和自动控制汽轮机的启停和负荷调节。
汽轮机控制系统主要由控制器、传感器、执行机构和通信设备组成。
控制器是控制系统的中央处理单元，传感器用于采集汽轮机的运行状态数据，执行机构使得控制器能够控制汽轮机的运行状态，通信设备用于控制器与其他系统间的通信。
2.过速保护系统每个汽轮机都有其安全转速范围。
当汽轮机的转速超过这个范围时，过速保护系统将立即介入，使汽轮机的转速降低到安全范围内。
过速保护系统通常由控制器和传感器组成。
控制器将保护信号发送到执行机构，降低汽轮机的转速。
3.欠速保护系统欠速保护系统是汽轮机调节保护系统的另一个重要组成部分。
当汽轮机转速降低到预定值以下时，欠速保护系统将自动启动，从而防止汽轮机达到停机转速或停机。
欠速保护系统通常由控制器和传感器组成。
控制器将保护信号发送到执行机构，提高汽轮机的转速。
4.温度保护系统汽轮机内部温度较高。
如果温度超过安全限制，就会出现爆炸或机械故障的风险。
温度保护系统用于控制汽轮机内部温度。
它通常由控制器和传感器组成，控制器通过发送信号到执行机构来控制汽轮机的温度。
5.压力保护系统汽轮机中涉及到各种各样的压力，如进汽压力、汽轮机排汽压力等等。
当压力超出安全范围时，压力保护系统将启动。
它通常由控制器和传感器组成，在必要时控制器将向执行机构发送保护信号，使汽轮机的压力恢复到安全范围内。
汽轮机调节保护系统
汽轮机调节保护系统汽轮机调节保护系统是指通过一定的技术手段和方法，对汽轮机的调节和保护进行有效的控制和管理。
该系统主要是通过对汽轮机的行为和状态进行监测和分析，以便及时发现和解决问题，保证汽轮机的正常运行，并确保汽轮机的安全和稳定。
汽轮机调节保护系统主要通过以下几个方面保证汽轮机的稳定性和安全性：1. 调节控制系统：对于汽轮机的控制系统来说，一定是至关重要的。
通过合理的调节，能够保证汽轮机的平稳运行，减少机械故障的发生。
调节控制系统主要包括：稳压控制系统、转速控制系统、温度控制系统、压力控制系统等。
2. 轴承监测系统：汽轮机在运行时，其轴承也是非常重要的，一旦轴承有故障或者异常，就可能导致汽轮机的故障或事故发生。
轴承监测系统主要是通过对轴承进行动态监控，及时发现轴承的故障或者异样情况，对其进行有效修复或调整。
3. 系统安全控制：汽轮机是一种高速旋转的机械设备，其安全性非常重要。
系统安全控制主要是通过对汽轮机的各个部位进行安全监测和控制，对可能导致事故的因素进行及时的排查和排除。
4. 故障排除与修复：在汽轮机运行时，可能会遇到各种各样的故障和问题，如果不能及时处理，就会导致更严重的后果。
因此，故障排除与修复是非常重要的一环，在出现问题时，需要及时处理，避免事情的扩大。
总体来说，汽轮机调节保护系统是为了确保汽轮机的正常运行，而设计的一种高级的技术方案。
这一系统能够对汽轮机进行全方位的监测和分析，并能够及时发现和解决问题，保证汽轮机的安全和稳定。
因此，无论是对于汽轮机相关企业还是汽轮机的使用者来说，都非常重要。
在实际使用中，需要充分发挥汽轮机调节保护系统的优势，及时调整和整合相关的技术手段和手法，为汽轮机的安全和稳定提供保障。
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。
汽轮机调节系统
第五节、汽轮机的供油系统
一、汽轮机：
主油系统
主油箱
润 滑 油 冷 油 器
n1 n2 100% n0
2、速度变动率对一次调频的影响
并列机组的负荷分配；
速度变动率不可过小，否则引起负荷晃动；3%～ 6%；
速度变动率不可过大，否则引起甩负荷超速；
3、局部速度变动率
n n1
n0
Δx
0
Δm
n2
pe 100%
（三）迟缓率
1、迟缓现象
2、迟缓率的定义：机组在同一功率下的最高转速与最低 转速之差，与额定转速之比，称为迟缓率；
一、调节系统的静态特性 （一）调节系统的静态特性曲线 静态特性：在稳定运行工况下，转速和功率之间的关系。
n
转速感受机构曲线
静态特性曲线
Δx 传动放大机构曲线
Δm
pe 配汽执行机构曲线
静态特性曲线图称为四方图或四象限图；
（二）速度变动率
1、速度变动率的定义：当机组孤立运行时，功率零负荷 所对应的最大转速与额定负荷对应的最小转速之差， 与额定转速之比称谓速度变动率；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ动态超调量： max 100%
3、快速性（过渡时间）
（二）影响动态特性的主要因素 1、调节对象对动态特性的影响： 1）转子飞升时间常数Ta： 2）蒸汽中间容积时间常数Tv： 2、调节系统对动态特性的影响： 1）转速不等率δ（速度变动率）： 2）油动机时间常数Tm： 3）迟缓率：
第四节、危急遮断系统
第一节、概述
一、汽轮机调节系统的任务
《汽轮机》课件一、调节系统简介
外界负荷减小时，阻力矩减 小，主力矩如不变，则转速 升高
当外界负载条件一定时，电 磁阻力矩是随转速的增加而 迅速增加。
➢ 在平衡状态下，Mt1=Me1，
d 0
dt
➢ 则角速度ω=常数，转速n=常数，机组稳定在某一转 速下运行。
Mt1与Me1两曲线交点A， 即为平衡工况点。 转速为na
随着转速的升 高，主力矩逐 渐减小。
电磁阻力矩与转速关系取决于外界负载的特 性，电网中的负载大致可分为三类
➢ 频率变化对有功功率没有直接影响的负载， 如照明、电热设备等；
➢ 有功功率与频率成正比变化的负载，如金 属切削机床、磨煤机等；
➢ 有功功率与频率成三次方或高次方变化的 负载，如鼓风机、水泵等。
转 速 变
化
Δn
油动机
错油门
Δx
感受机构 （调速器）
传动放大机构
负反馈 （杠杆）
机械液压调节系统 (MHC ) (mechanical hydraulic control)
汽轮机的调节系统采用机械元件作为控制器，转速 作为控制信号，而执行器采用液压元件。
1.机械液压调节系统的调节功能比较单一，只能根据转速 变化信号进行调节----外扰
汽轮机的主力矩可用下式表示
Mt
1000PT
1000PT
2 n
60
9549 PT n
PT——汽轮机内功率（kW）；
➢ 若将 PT=G△Htηri代入上式则得
Mt
9549tri
G n
△Ht——汽轮机理想焓降（kJ/kg）； ηri——汽轮机的内效率；
G——汽轮机的蒸汽流量（kg/s）。
汽轮机调节保安系统的常见故障和原因
汽轮机调节保安系统的常见故障和原因【摘要】调节保安系统在汽轮机运行与控制中起着重要作用，针对汽轮机调节保安系统运行中经常发生的故障，结合实际情况分析其产生原因并给出处理方法。
【关键词】汽轮机；调节保安系统；常见故障1.汽轮机调节保安系统在生产企业的日常运行过程中，电站系统的高效稳定运行是企业生产活动的基础保障，其中汽轮机的应用能够保障电站高效稳定运行，再加上纯低温余热设备及发电技术的应用，使得汽轮机发挥的作用愈加显著。
汽轮机主要是通过其中的调节保安系统实现其控制作用。
汽轮机的调节保安系统能够对汽轮机的停机和启动、危急遮断器的自动挂钩、速关阀的试验以及关闭开启、手动和电动紧急停机等功能进行有效控制。
汽轮机的调节保安系统主要包括两个部分，其中保安系统的主要构成包括超速保护装置（危急遮断器、危急遮断油门、危急遮断复位装置、电超速保安装置、转速测量装置）、磁力断路油门和润滑油压等；调节系统则主要由启动阀、同步器、旋转隔板、高中压油动机、放大器、以及高中压调节汽门等部套构成。
现阶段，为了降低汽轮机应用及运行成本费用，同时提高环保性，大多数厂家都已经开始使用DEH（Digital Electric Hydraulic Control System，汽轮机电液控制系统），并应用低压透平油数字式电液调节系统方式，能够进一步提高汽轮机运行过程中的可靠性。
2．汽轮机调节系统常见故障及原因2.1启动阀和调速油压故障目前，很多汽轮机已经将手轮取消，在实际生产中为了便于作业，使用的是启动器。
但是，在启动器的实际应用中，有时会发生油动机与主汽门开量不足的问题，这两种故障的发生是启动器的启动油压低、或者主汽门被提前开启导致。
另外，在连接启动阀的结构内部存在主活塞，如果没有将主活塞芯杆的零位与旋转套筒设定好，也会引起启动阀故障。
汽轮机调速油泵大多具有比较大的容量，这就导致实际生产过程中的调速油压普遍较高。
在进行基建安装施工时，对泵叶轮要进行车削操作，操作过程中对调速油压的大小有一定的要求，最大不能超过1.2MPa，最低不能小于1.1MPa。
汽轮机保护系统
凝汽器真空
凝汽器真空低Ⅰ值报警：凝汽器真空 低Ⅰ值 -84Kpa满足，延时2秒报警
凝汽器真空低Ⅱ值联锁：凝汽器真空 低Ⅱ值 -60Kpa，联锁投入满足，延 时10秒汽轮机跳闸
3
发电机主保护动作及轴承回油温度高
发电机主保护动作联锁投入并且发电机主保护 动作（信号来至于电气）
汽轮机跳闸。
轴承回油温度高保护联锁投入并且回油温度高 （65℃）任一满足：报警。
注意：试验完毕后才能松开油路切换阀，否则将引
起跳机！
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18
停机电磁阀
保安油路中串联2个 停机电磁阀，正常 运行时为失电状态， 位置见控制阀底板。 任一激励将切断保 安油而停机。如左 图
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手动停机阀
高 压 油
手动停机阀是
用于手动停机
的一个控制阀。
左图为正常运
行位置。危急
情况下，拿掉
罩帽，压下手
结果条件：保护联锁投入并且回油温度高高 （70℃）任一满足：汽轮机跳闸。
4
汽机超速
联锁投入并且汽轮机超速条件满 足仪表盘
3340r/min,危急遮断器33003360r/min，电调装置3270r/min 时汽轮机跳闸。
5
转子轴向位移大
转子轴向位移大Ⅰ值报警：转子轴向位移大 Ⅰ值（+1mm，-1 mm）任一满足，报警。
汽轮机后轴瓦（两个）振动大Ⅰ值0.05mm满足 发电机前轴瓦（两个）振动大Ⅰ值0.05mm满足
发电机后轴瓦（两个）振动大Ⅰ值0.05mm满足 2、前后轴瓦振动大Ⅱ值联锁联锁投入满足汽轮机跳闸 汽轮机前轴瓦（两个）振动大Ⅱ值0.07mm，
汽轮机后轴瓦（两个）振动大Ⅱ值0.07mm， 发电机前轴瓦（两个）振动大Ⅱ值0.07mm，
汽轮机调节系统
一次调频 外负荷变化
评：并网机组对外负荷变化引起的电网频率 变化的自动响应
二次调频 外负荷不变，主动改变某些 机组的功率 评：电网对频率的主动调节
目的不同
一次调频 目的是 减少电网频率变化量，但不能 保证频率在合格范围内
不同点：
二次调频 目的是把电网频率调整到合格范围
要求不同
一次调频：快速性
迅速改变电网中参加 一次调频机组的功率
第一节 汽轮机自动调节和保护的基本原理
（二）速度变动率
汽轮机空负荷时所对应的最大转速和额定负荷时所对应的最小转
速之差，与汽轮机额定转速之比，称为调节系统的速度变动率，或
称为速度不等率，其表达式为：
nmax nmin 100%
n0
n
nmax
nmin
速度变动率决定了 静态特性曲பைடு நூலகம்的倾 斜程度
第一节 汽轮机自动调节和保护的基本原理
不同机组对速度变动率 的要求 一般 的 范围为3%~6%
尖峰负荷机组 较小，一般为3%~4%， 也不能过小
n
0
带基本负荷机组 较大，一般为 4%~6%， 也不能过大
n
机组超速 保护动作
转速
P
n
甩全负荷 后，机组
3300 3270
3180 转速稳态
即(2850~3210) r/min
P0 P
第一节 汽轮机自动调节和保护的基本原理
三、调节系统动态特性
（一）动态特性基本概念
汽轮机调节系统是由多个环节组成的复杂闭环系统，部件运动 惯性、油流流动阻力和蒸汽中间容积等的存在，使得调节系统由一 个稳定工况到另一稳定工况时经历着复杂的过渡过程。
速度变动率对机组运行的影响
汽轮机-调节系统
定转速所需的时间 中间容积时间常数：以额定工况进汽量向中间容积充汽，
使其空间中的蒸汽比容达到额定状态比容所需的时间 调节系统特性对动态特性的影响： 速度变动率： δ增大，则波动时间缩短，波动幅度减
小，但飞升转速提高。 滞缓率：越小越好 油动机时间常数：增大，则抗内扰能力提高，但飞升转速
摩擦阻力矩
随转子转速的增加而增大
同步发电机特性
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。
汽轮机的主蒸汽系统简化结构
Ｓ
电
自
动
动
主
主
汽
汽
门
Байду номын сангаас
门
汽轮机
调 节 汽 门
力小 满负荷防止过载，静态特性曲 n2
线也较陡
带基本负荷的机组，在额定负
荷下陡一些，调峰机组特性曲
P
线较平
同步器的作用
同启 控动步制时器汽:外轮界机负进荷汽不量变，,能够改变调节nn阀1 开度的机构
控制升速过程中转速，
n2
创造并网条件。
并网带负荷后
当外界负荷大幅度波动时，调整同步器位置能 P 改变调节系统静态特性曲线（平移），使机组
一、设置调节系统的原因：
供电品质：电压，频率，相位 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。
汽轮机调节系统
汽轮机调节系统汽轮机调节系统是指自动化的控制系统，用于控制、监测和调节汽轮机的运行状态和性能。
它由一系列传感器、执行器、逻辑控制器和人机界面组成，可以自动实现汽轮机的启动、运行及停机等过程，并保证汽轮机的稳定运行和安全性能。
一、汽轮机调节系统的组成1. 传感器汽轮机传感器主要包括温度传感器、压力传感器、转速传感器等。
这些传感器可以监测汽轮机的运行状态和性能，输出运行参数的信号给控制系统，以进行调节和控制。
2. 执行器汽轮机执行器包括流量控制阀、进气阀、汽门调节器、涡轮控制器等。
这些执行器根据控制信号，对汽轮机的进气量、排气量、转速等进行调节，以保证汽轮机的运行稳定。
3. 逻辑控制器汽轮机逻辑控制器是汽轮机调节系统的核心部件，它根据传感器和执行器的信号，利用控制算法和逻辑关系，控制汽轮机的运行状态和性能。
它可以自动控制汽轮机的启动、运行、停机等过程，并保证汽轮机的安全性能。
4. 人机界面汽轮机人机界面是指操作员通过控制系统进行监测和操作的界面，通常使用触摸屏、显示屏、键盘等。
它可以显示汽轮机的运行状态、报警信息等，同时也可以进行参数设置、运行模式切换、系统调试等操作。
二、汽轮机调节系统的工作原理1. 自动控制模式汽轮机调节系统采用自动控制模式，即汽轮机运行过程中，系统自动调节汽轮机的运行参数，以保证汽轮机的稳定运行。
它通过控制汽轮机的进气量、排气量、转速等参数，实现对汽轮机的控制和调节。
2. 开环控制和闭环控制汽轮机调节系统采用开环控制和闭环控制相结合的方式来控制汽轮机的运行参数。
在汽轮机启动的初期，采用开环控制来控制汽轮机的进气量、排气量等参数，以获得稳定的运行状态。
后期，采用闭环控制来进行精细控制，根据传感器的反馈信号进行调节，保证汽轮机的稳定运行。
3. 报警保护汽轮机调节系统采用多级报警保护措施，当汽轮机出现故障或超过安全范围时，及时发出报警信号，以保障汽轮机的安全性能。
同时，系统还具有自动停机和自动断电保护功能，确保汽轮机及周边设备的安全运行。
汽轮机调节系统详细概述
汽轮机调节系统详细概述汽轮机调节系统是一种通过控制汽轮机的燃料供给和汽轮机负荷来实现对汽轮机运行状态进行调节的系统。
它是汽轮机控制系统的一个重要组成部分，主要用于实现汽轮机的稳定运行、负荷调节和应对突发负荷变化等功能。
下面将对汽轮机调节系统的工作原理、组成以及关键技术进行详细概述。
汽轮机调节系统的工作原理主要包括测量和控制两个过程。
首先，通过各种传感器对汽轮机的运行参数进行实时测量，包括汽轮机的转速、温度、压力、燃料供给量等。
这些测量值会被送至汽轮机调节系统中的控制器，用于分析和判断汽轮机的运行状态。
控制的过程是汽轮机调节系统的核心部分，主要包括燃料控制和负荷调节。
燃料控制是通过控制汽轮机的燃料供给量来调节汽轮机的输出功率，实现负荷的调节。
燃料控制系统通常由燃气喷嘴、燃气调节阀、燃气控制系统等组成。
当负荷增加时，系统会向燃料控制系统发送信号，要求增加燃料供给量；当负荷减少时，系统则会减少燃料供给量。
这样可以确保汽轮机在不同负荷下的运行稳定。
负荷调节是指根据负荷需求实时调整汽轮机的输出功率。
负荷调节系统通常由减压器、逆功率装置、液力偶合器等组成。
当外部负荷变化时，系统会自动调整汽轮机输出功率，以满足负荷需求。
例如，当外部负荷减少时，逆功率装置会减小汽轮机的负荷，以防止汽轮机速度过高；当外部负荷增加时，逆功率装置则会增加汽轮机的负荷，以保证汽轮机的稳定运行。
汽轮机调节系统还包括一些附属部件，如漏气阀、排泄系统等，用于处理汽轮机在运行过程中可能出现的问题。
漏气阀用于控制汽轮机排气，保证系统的安全稳定。
排泄系统用于排除系统中积累的气体和杂质，以确保系统的正常工作。
汽轮机调节系统的关键技术主要包括传感技术、控制算法以及安全保护技术等。
传感技术负责实时获取汽轮机运行参数的测量值，并将其传输至控制器进行处理。
控制算法根据传感器传来的信号，利用各种控制策略进行运算和判断，并得出控制命令。
安全保护技术用于监测汽轮机运行状态，一旦检测到异常情况，系统将会采取相应的保护措施，避免发生事故。
汽轮机调节保护系统
非设计工况下 ，中、低压缸的功率 与再热器 的蒸汽压力呈一定的比例 关 系，这样对应于不同的机组功率 ， 贮存 于再热器中的蒸汽量是不等 的。在机组功率变化过程 中 ，因再热器 内蒸汽压力变化导致贮 汽量的 改变 ，产生 的蒸汽吸蓄或泄放效应 ， 使 中低压缸的功率变化滞后 于高 压缸 。如图６ — ２ （ ａ ） Ｎ示 ，在机组功率增大时 ， 增大高压缸的进汽量 ，高 压缸 的功率输 出近似于阶跃增大 ， 并且 因再热器 的压力较低 ，高压缸 的功率还有一定的过增量 。同时，高压缸 的排汽进入再热器内时，部 分增大 的蒸汽量滞留在再热器 中 ，以提升再热器的蒸汽压力 ， 使 中低 压缸 的功率缓慢增大。只有 当再热器 的蒸汽压力达到新工况稳定状态 时，才能使高压缸 的排汽量 与中压缸的进汽量相等。相反 ，在机组功 率下降时 ，高压缸进 汽量减少 ，使再热器蒸汽压力下降 ， 再热器泄放 出部分贮汽 ，使得中压缸的进汽量大于高压缸。 中间再热机组为单元制机组 ，锅炉的蓄热相对减少 ，特别是直流 锅炉 。传统的锅炉跟 随汽轮机 的运行方式 ，利用锅炉金属 蓄热释放满 足汽轮机的流量要求 ， 势必 引起锅炉运行参数的较大波动，严重 时造 成参数超限 ，危及 机、炉 的安全 。再热器通常布置于锅炉 的高温烟道 区，在机组启 、 停过程 中必须有足够的蒸汽来冷却再热器 ，防止再热 器传热管烧损。但在机组启动过程 中，再热器的冷却蒸汽量和锅炉低 负荷稳燃的产汽量远 大于汽轮机 的空载流量 ，因此机组 的升速 、带负 荷与再热器的冷却间有很大矛盾。 为增强 中间再热机组的一次调频能力 ，保护事故工况下机组 的安 全 ，提高机组启、停操作 的灵活性和安全可靠性 ，在中间再热汽轮机 调节系统中 ， 设置动态校正器。在机组功率增大或减小时 ，通过高压 调节汽门的过 开或过关 ，由高压缸功率的过增或过减补偿再热器产生 的时滞效应 ， 使机组功率与外界要求保持一致。在 中压缸进 口处 ，设 置中压主汽门和中压调节汽 门，在危急事故工况下 ，快速切断 中压缸 的进汽 ， 避免再热器蒸汽进入中低压缸造成机组转速恶性飞升 。另一 方面 ，在机组启 、停过程 中，由中压调节汽门控制再热汽温 ，使 中压 缸的进汽与中压缸转子及汽缸的热状态得到 良 好 的匹配 。为减小 中压 调节汽门产生 的节流损失 ，中压调节汽门通 常在机组负荷大于３ ０ ％时
汽轮机的调节系统
汽轮机的调节系统1. 引言汽轮机是目前工业中广泛使用的一种热能转换设备，它通过热能转化为机械能，驱动发电机或者其他设备的运转。
为了确保汽轮机在运行过程中的安全性、稳定性和效率性能，调节系统在其中起到至关重要的作用。
本文将介绍汽轮机调节系统的基本原理、组成部分和工作原理。
2. 汽轮机调节系统的基本原理汽轮机调节系统的基本原理是根据负荷变化和同步机组调度要求，通过调节汽轮机的燃料供应和蒸汽调节器的工作，控制汽轮机的转速和功率输出。
调节系统的目标是保持汽轮机稳定运行在特定的负荷和转速下，以提供可靠的电力输出。
3. 汽轮机调节系统的组成部分汽轮机调节系统通常由以下几个主要部分组成：3.1 控制器控制器是汽轮机调节系统的核心部分，它负责检测汽轮机的当前运行状态和环境条件，根据设定参数进行逻辑判断和控制信号输出。
控制器通常由计算机或者可编程控制器构成，具备高度的自动化和智能化能力。
3.2 传感器传感器用于监测汽轮机的各种参数，如转速、温度、压力等。
通过传感器的数据采集和信号传输，控制器可以实时获取汽轮机的工作状态，并根据需要进行调节。
3.3 调节阀调节阀是汽轮机调节系统中的核心部件之一，用于调节汽轮机的蒸汽流量和压力。
通过控制调节阀的开度和关闭，调节系统可以实现对汽轮机功率输出和转速的精确控制。
3.4 燃料控制器燃料控制器负责控制燃料供应系统，保证汽轮机在不同负荷下的燃料供应和燃烧稳定。
燃料控制器根据汽轮机负荷的变化，调整燃油阀门的开度，以控制燃烧过程和燃油的消耗。
3.5 数据记录和分析系统数据记录和分析系统用于记录汽轮机的运行数据和参数，并对数据进行分析和处理。
通过对数据的分析，可以了解汽轮机的运行状况和性能，为运维人员提供参考和决策依据。
4. 汽轮机调节系统的工作原理汽轮机调节系统的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：•监测：通过传感器对汽轮机各项参数进行实时监测，包括转速、温度、压力等。
•检测：控制器根据传感器数据检测汽轮机的当前运行状态和工作负荷。
汽轮机调节系统
高压电动油泵
高压电动油泵旳作用是在汽轮机开启，停 机或发生事故，主油泵不能正常工作时， 及时地向调整、保护系统和润滑系统供油。 在机组冲转前必须投入运营，建立正常油 压，高压电动油泵到机组定速后且主油泵 正常工作可退出运营。
交流润滑油泵
交流润滑油泵 在冷态开启 投入盘车前 投入运营。 主要作用是 提供润滑油， 赶出油中旳 空气。
排烟风机
• 排烟风机为离心式风 机，用于使轴承箱回油 管及油箱建立微真空， 以确保回油通畅，油烟 无外溢，确保油系统安 全、可靠。
冷油器
在一台汽轮机旳润滑系统中，常备有两台以上冷油器， 这么，既能够确保冷却效果，又能够进行轮换检修。几台冷 油器能够并联运营，也能够串联运营，串联运营比并联运营 时旳冷却效果好，但串联运营时使系统阻力增大，要求润滑 油有比较富裕旳压头．
(4)在设计允许范围内旳多种运营方式下,调 速系统必须能确保使机组顺利并入电网,家
负荷到额定、减负荷到零、与电网解列
(5)当危急保安器动作后,应确保主蒸汽门关 闭严密
汽轮 机调速系统
转速 感受机构
传动 放大机构
配汽机构
反馈机构
汽轮机主要保护系统
自动主汽门
磁力断路油门
危急遮断器
危急遮断油门
手动遮断装置 OPC超速保护
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 装在汽轮机旳前轴 承箱内，泵轴与汽 轮机旳高压转子刚 性连接。
主油泵旳作用
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整油系统。
高压油泵
装置 ETS超速保护
装置
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的变化相适应；在电网频率不变时，能维持机组功率不变，具 有抗内扰性能 （4）当负荷变化时，调节系统应能保证机组从一个稳定工况过渡到 另一个稳定工况，而不发生较大的和长时间的负荷摆动 （5）当机组甩全负荷时，调节系统应使机组能维持空转（遮断保护 不动作）。 （6）调节系统中的保护装置，应能在被监控的参数超过规定的极限 值时，迅速地自动控第三制汽轮机机组调节减系统负与保荷护或系统停机，以保证机组安全。
时滤网； 5-热电偶套管 3-轴承盖；4-轴；5-支架；6-油动泄压阀
1、再热主汽门
图 3-22
再 热 主 汽 门
第三汽轮机调节系统与保护系统
2、再热调节阀
图 3-23
再 热 调 节 汽 阀
第三汽轮机调节系统与保护系统
第三节 DEH调节系统
一、DEH系统的组成 1、工作站 工作站是DEH系统的外围设备。 2、 数字式控制器 由三台主计算机和若干个微处理器、单片 机组成，通过总线进行连接，完成数据处 理、通信、运算、监测和控制任务。 3、液压控制系统 液压控制系统是控制进汽阀开度的执行机 构，每一个进汽阀都配置一套液压控制系统。
五、再热器对调节特性的影响
图3-15 再热机组功率的变化 PH-高压缸的功率；P1-中压缸的功率；
第P三汽L轮-低机调压节系缸统的与保功护系率统
六、汽轮机运行对调节系统性能的要求
调节系统在运行中应能满足如下要求： （1）调节系统应能保证机组启动时平稳升速至3000r／min，并能顺
利并网 （2）机组并网后，蒸汽参数在允许范围内，调节系统应能使机组在
前
（2600）
（2900）
关闭 关闭 关闭→控制 控制 控制→全开 全开
全开 全开
全开
全开
全开→控制 控制
关闭 控制 控制→保持 保持
保持
保持
第三汽轮机调节系统与保护系统
表3-4 高、中压缸控制进汽冲转阀门开启逻辑（旁路投入） 单位：r/min
2、高压调节汽门 调节汽门是钟罩式 单座阀，其主阀碟 内也有预启阀。 图
3-19 调 节 汽 阀
第三汽轮机调节系统与保护系统
二、再热（中压）主汽门和调节汽门
图3-20 再热主汽门及再热调节阀侧视图 图3-21 左侧再热主汽门和
1-再热主汽门及再热调节阀壳组件；
再热调节阀组件的俯视图
2-再热主汽门阀盖；3-永久第滤三汽网轮；机调节1-系再统热与保主护汽系统门和再热调节阀壳组件；2-轴；
（二）速度变动率 1、速度变动率的定义
第三汽轮机调节系统与保护系统
2、速度变动率对一次调频的影响
图3-2 并列运行机组的负荷分配
第三汽轮机调节系统与保护系统
（三）迟缓率
图3-3 考虑迟缓现象后的静态特性
第三汽轮机调节系统与保护系统
图3-4 迟缓率对运行机组的影响
图3-5 速度变动率和迟缓率 对功率自发变化的影响
第二节 高中压缸进汽阀门
一、高压主汽门和调节汽门
1、高压主汽门
表3-1 汽轮机各阀门关闭时间 （s）
阀门名称
主汽门 调节汽阀 再热主汽门 再热调节汽阀
时间特性 关闭时间
＜0.15 ＜0.2 ＜0.15 ＜0.2
延迟时间 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1
第三汽轮机调节系统与保护系统
图3-16 主汽门和调节阀的 阀体及其支架的侧视图 第三汽轮机调节系统与保护系统
阀门
高压主汽阀
高压调节阀 中压调节阀
冲转前
关闭
全开 关闭
0~2980
控制（逐 渐开大）
全开 全开
阀门切换 （2900）
控制→全工
2900~3000 全开
全开→控制 全开
控制 全开
表3-3 阀门
高压主汽阀 高压调节阀 中压调节阀
中压缸控制进汽冲转阀门开启逻辑（旁路投入） 单位r/min
冲转 0~2600 阀切换 2600~2900 阀门切换 2900~3000
第三汽轮机调节系统与保护系统
图3-24 DEH系统的原理示意图 第三汽轮机调节系统与保护系统
图3-25 阀门控制的VCC卡
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二、DEH系统的控制方式 DEH的控制方式有“手动”、“操作员自
动”、 “程序控制”和“协调控制”、“遥控”五
种 三、DEH系统的主要功能 四、转速控制回路
四、调节系统动态特性
（一）动态特性指标
1、稳定性
图
3-10
几
种
不
同
稳
定
过
程
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2、超调量 3、过渡过程时间
图3-11 甩全负荷时转速的过渡过程 图3-12 速度变动率对过渡过程的影响
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图3-13 飞升时间常数
3-14 油动机时间常数
Ta对动态过程的影响第图三汽轮机调节系统与保护T系m统 对动态过程的影响
转速控制回路由转速给定值形成单元、比 较器、阀门切换、比例积分器、转速测量 等元件组成，其输出的转速请求值引入相 应进汽阀的液第三压汽轮控机调制节系组统与保件护系，统 控制阀门开度 。
图3-26 转速控制回路原理图
第三汽轮机调节系统与保护系统
表3-2
高压缸控制进汽冲转阀门开启逻辑（旁路切除） 单位：r/min
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（四）同步器 1、同步器的作用
图3-6 同步器平移静态特性曲线的作用
第三汽轮机调节系统与保护系统
2、同步器的工作原理 3、同步器对电网进行二次调频
图3-7 同步器平移调节系统静态特性曲线实现二次调频
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4、同步器的调节范围
图3-8 同步器的工作范第围三汽轮机调节系图统态3与-保9特护系性蒸统的汽影参响数改变时对静
第三章 汽轮机的调节系统与保护系统
第一节 汽轮机调节系统的基本知识 一、汽轮机调节系统的任务 二、汽轮机调节系统的型式 汽轮机调节系统按其结构特点可划分为两种型式
1、液压调节系统 2、电液调节系统 三、液压调节系统的静态特性
第三汽轮机调节系统与保护系统
（一）调节系统静态特性的概念
图3-1 调节系统 四方图
图3-17 左侧主 汽门和调节阀的
俯视图 1-主汽门 组件右侧； 2-主汽门 组件左侧； 3-主汽门油动机 组件左则； 4-主汽门油动机 组件右侧； 5-主汽门左侧 开关盒托架； 6-主汽门右侧 开关盒托架； 7~9-开关盒； 10-主汽门开关盒 支架组件
图3-18 主汽门的结构 第三汽轮机调节系统与保护系统