汽轮机控制系统资料
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
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)
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。
300MW汽轮发电机氢、油、水控制系统说明书
300MW汽轮发电机氢、油、水控制系统说明书300MW汽轮发电机氢、油、水控制系统说明书1.系统概述1.1 介绍本章介绍300MW汽轮发电机氢、油、水控制系统的主要功能和结构。
1.2 功能本节详细描述氢、油、水控制系统的主要功能，包括控制发电机的氢气供应、油润滑系统和水冷却系统。
1.3 结构本节详细介绍氢、油、水控制系统的基本结构和各个部分的名称和作用。
2.氢控制系统2.1 系统架构本节详细描述氢控制系统的整体架构和各个部分的功能。
2.2 主要组件本节介绍氢控制系统的主要组件，包括氢气供应装置、氢气检测装置和氢气泄漏报警装置。
2.3 控制原理本节详细介绍氢控制系统的控制原理，包括氢气供应的启停控制、氢气浓度的检测和报警控制等。
3.油控制系统3.1 系统架构本节详细描述油控制系统的整体架构和各个部分的功能。
3.2 主要组件本节介绍油控制系统的主要组件，包括油箱、油泵和油箱过滤装置等。
3.3 控制原理本节详细介绍油控制系统的控制原理，包括油润滑的启停控制、油温的监测和维护控制等。
4.水控制系统4.1 系统架构本节详细描述水控制系统的整体架构和各个部分的功能。
4.2 主要组件本节介绍水控制系统的主要组件，包括水冷却器和水泵等。
4.3 控制原理本节详细介绍水控制系统的控制原理，包括水冷却的启停控制、水压力的监测和维护控制等。
附件：1.氢、油、水控制系统结构图2.氢、油、水控制系统技术参数表法律名词及注释：1.氢气供应装置：负责提供发电机所需的氢气。
2.氢气检测装置：用于检测氢气浓度，确保安全。
3.氢气泄漏报警装置：在氢气泄漏时发出警报，及时采取应对措施。
4.油箱：储存发电机所需的润滑油。
5.油泵：负责将润滑油供给发电机的各个部件。
6.油箱过滤装置：对润滑油进行过滤，确保油的纯度。
7.水冷却器：通过水对发电机进行冷却。
8.水泵：将冷却水供给水冷却器。
9.法律名词及注释：对文档中出现的法律名词进行解释和注释，以确保读者的理解。
汽轮机DEH系统介绍
汽轮机DEH系统介绍汽轮机DEH系统介绍---------------------------------------------------------1.引言在汽轮机发电厂中，DEH (Digital ElectroHydraulic Governors)系统是一种广泛应用的控制系统，它采用数字化电液控制技术，用于调节汽轮机的运行参数，实现稳定的发电过程。
本文将对汽轮机DEH系统的功能、组成、工作原理以及常见问题进行详细介绍。
2.DEH系统概述DEH系统是汽轮机的核心控制系统，主要用于控制并维持汽轮机运行在稳定的工作状态。
该系统通过电液传动装置实现对汽轮机的转速、负荷、汽门、调速器等参数的精确控制。
3.DEH系统组成3.1 数字控制器：DEH系统的控制核心，负责处理各类输入信号，并通过输出信号控制电液传动装置。
3.2 电液传动装置：将数字控制器输出的电信号转换为液压信号，通过推杆或伺服阀控制汽轮机的调节部件，如汽门等。
3.3 传感器及信号输入模块：收集汽轮机运行相关参数的传感器，如转速传感器、温度传感器等，并将传感器信号转换为数字信号输入给数字控制器。
3.4 接口模块：负责数字控制器与其他系统的通信，如监控系统、SCADA系统等。
4.DEH系统工作原理4.1 模式选择：DEH系统根据运行需求选择适当的模式，如恒速模式、恒功率模式等。
4.2 信号采集与处理：DEH系统通过传感器采集汽轮机运行参数的实时信号，并经过数字控制器进行处理。
4.3 控制信号计算：根据信号处理结果，数字控制器计算出相应的控制信号，并输出给电液传动装置。
4.4 电液传动装置控制：电液传动装置将数字控制器输出的电信号转换为液压信号，并通过推杆或伺服阀实现对汽轮机调节部件的精确控制。
4.5 参数反馈与调整：DEH系统根据反馈的参数值对控制信号进行调整，以保持汽轮机运行在稳定的工作状态。
5.DEH系统常见问题5.1 故障诊断：DEH系统能够实时监测汽轮机运行状态，并对故障进行诊断，提供相应的故障信息。
汽轮机控制系统知识讲座
三、速关组件结构及原理简述
（4）速关组件的遥控及手动停机
1、遥控停机： 停机电磁阀2222、2223分别用于汽轮机的遥控
停机，右图所示的电磁阀为不带电状态，正常运 行或启动开车时为带电状态。
启动或正常运行时，2222和2223为压力油的通 路，此时电磁阀的P-B为通路，插装阀DG40在压力 油的作用下关闭，当2222或2223的一只失电，即 电磁阀的B-T通路打开，DG40上腔与回油口接通， 于是DG40开启，速关油迅速泄放，速关阀关闭， 实现停机。 2、手动停机：手动停机阀2250，用于汽轮机的手 动停机，操作时将2250前方的一块红色护板向操 作侧翻下，拉动手柄，结果与电磁阀失电一样， 使汽轮机停机。
Ⅳ Ⅱ ⅠⅤ Ⅲ
六、调节汽阀的结构及作用简述
• 2、调节阀的结构：
•结构组成：主要由阀杆、阀梁、阀碟及阀座等组成。如图所示
h 为阀 的空 行程
阀梁
图解：（1）空分汽轮机配置5只如图所示 的阀，第5只阀（按开启顺序为第5只，位 置在中间）是内旁通调节阀（通过蒸汽室 进入转鼓级 不通过喷嘴 ），前4只是喷嘴 调节阀。
三、速关组件结构及原理简述
• 1、速关组件的外部结构：
东 侧 面 绘 制 图
辅助滑 阀2200
东 侧 面 实 际 图 片
停机电 磁阀 2223
三、速关组件结构及原理简述
• 1、速关组件的外部结构：
启动油换向阀1843
速关油换向阀1842
南
侧
南
面
侧
绘
面
制
实
图
际
图
片
电液转换器
三、速关组件结构及原理简述
关闭：速关阀的关闭由保安系统操纵，如果保安系统中任何一个环节发生速 关动作，都会使速关油失压，在弹簧力作用下，活塞与活塞盘脱开，活塞盘左侧 的速关油从回油口排出，活塞盘连同阀杆、阀碟即刻被推至关闭位置。
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。
汽轮机原理 第九章 汽轮机控制系统
第三节 汽轮机控制系统的工作特性 调节系统对动态特性的影响 速度变动率δ 油动机时间常数Tm 迟缓率ε
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第五节 汽轮机的数字电液控制系统
数字电液控制系统(Digital-Electric-Hydraulic Control System)目前普遍 采用的是以DCS（Distributed Control System，分散控制系统）为基础 的DEH系统，它具有对汽轮机发电机的启动、升速、并网、负荷增/减进行 监视、操作、控制、保护等功能，以及数字处理和CRT显示功能。
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第一节 汽轮机控制系统的任务和系统组成 （2）调速系统的任务： ① 满足用户足够的电力（数量、质量）； ② 保证汽轮发电机组始终在额定转速左右运行。 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）。 （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 通常，摩擦力矩很小，上式可写成：M t M e 0 机组运行时，只要蒸汽主力矩和发电机反力矩不平衡，就会产生角加速度。
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第三节 汽轮机控制系统的工作特性 3.1 调节系统的静态特性 （1）静态特性曲线及四方图 稳定状态下，汽轮机的功率和转速之间的关系。
nPຫໍສະໝຸດ 调节系统静态特性汽轮机调节系统的四方图
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第三节 汽轮机控制系统的工作特性 （2）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：
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第一节 汽轮机控制系统的任务和系统组成
汽轮机控制系统
第1章 汽轮机控制系统的基本概念汽轮机是一种将蒸汽的热能转变为机械功的外燃回转式原动机。
它的任务是把蒸汽的热能转换为机械能，再利用传动机构拖动发电机发出电能。
由于汽轮机的转换效率较高，且能设计和制造出较大的功率，所以在火电厂里得到了普遍的应用。
随着计算机技术的发展及计算机在生产领域的普遍应用，当前新投运的汽轮机越来越多的采用了以数字式电子计算机为控制器核心的数字电液控制系统（DEH ）。
它由计算机控制部分和液压执行机构两大部分组成，是发电汽轮机组的专用控制设备，它包括了对汽轮发电机组的自动监测、自动控制、顺序控制及自动保护四大功能，可实现发电机组的自动启动、停机、功率频率调节，实现远方自动调度等功能。
实现对汽轮机组的自动保护，使汽轮机自动控制水平由前一阶段的单独控制提高到机、炉、电协调控制及电网中心统一控制的高级综合水平。
汽轮机电液控制系统的出现，要求汽轮机运行人员和设备维护人员不仅要具有汽轮机原理和液压调节系统方面的知识，而且还要具有控制原理、电子、计算机等方面的知识。
1.1 汽轮机转速与所发电能频率的关系因为电能很难大量储存，所以电力生产中对发电设备必须进行自动调节，以随时满足用户对所发出的电能的量和质的要求。
在此处量指的是电能功率的大小，质指的是电能的频率与电压（我国规定频率变化在±1%以内，电压变化在±6%以内）。
电能的频率与电压这两者都和汽轮机的转速有关，电压除取决于转速外，还可以通过调节励磁电流来控制，而频率就直接取决于汽轮机的转速。
因为发电机是直接由汽轮机拖动的，所以汽轮机的转速升高，电能的频率就增高，汽轮机的转速降低，电能的频率也减小。
发电机转速与发电频率的关系为：)/(s Hz Zn f ×=我国规定发电频率为 50Hz ，通常汽轮发电机的磁极对数为1，所以汽轮机的转速应为每分钟3000转。
汽轮机调节系统的主要任务是：既要使机组能及时满足用户对发电能量的需求，又要保证机组的转速维持在规定范围内，以保证供电频率的准确和机组自身的安全。
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。
汽轮机调节控制系统
调节控制系统（1）调节系统组成调节系统包括转速传感器（715）；WOODWARD505（1310）数字式调速器、电液转换器（1742）、油动机（1910）、调节气阀（0801）。
505调速器同时接收两个转速传感器变送的汽轮机转速信号，将接收的转速信号与转速设定值进行比较后执行信号（4～20mA 电流），再经电液转换器转换成二次油压（1.5～4.5bar）,二次油压通过油动机操纵调节汽阀。
（2）调节系统工作过程转速传感器A/B 根据汽轮机转速向调速器发出信号，或者外部向调速器发出改变速度信号。
调速器根据接到的信号向电液转换器发出信号，电液转换器把接到的信号转变成二次油压。
油动机在二次油压的做用下上、下运动，从而带动调节阀开度变化。
调节阀开度变化，使汽轮机进汽量发生变化，由此来改变转速。
同时调速器根据接到的信号后，如果转速超过极限则向危安保护器（2222、2223）停机信号，使机组停车。
（见图1-1）图1-1调节系统工作过程工艺图（3）启动系统组成及作用(参见下页图1-2)a.启动装置1840启动装置由三个电磁阀及带有相应油路的箱体组成，三个电磁阀中2222和2223为带电通路，失电断路，所有的停机联锁都是通过控制这两个电磁阀来实现停机的；2250为手动停机阀用于接受各种外部综合停车信息，立即切断速关阀油路，使速关阀关闭。
同时，保安装置被自动挂档，速关阀上的行程开关向（1742）电液转换器发出开关信号，只有速关阀全启后，才允许TS-3000冲动气轮机。
1842为控制速关油阀；1843为控制启动油阀，从而达到控制速关阀开启的目的。
2309为试验装置手动阀。
b.速关阀2301、2302速关阀是中压蒸汽进入透平的第一道阀，只有它完全开启，调速器才能启动透平。
其中速关阀的开启步骤为：先把启动油旋钮1843、速关油旋钮1842手轮拧上，看见启动油建立后，拧下1843手轮，此时速关阀打开。
c.汽轮机监视与保护就地仪表盘及中控室均有转速显示仪表用于运行监视。
汽轮机的温度控制说明书
汽轮机的温度控制说明书说明书本文档主要介绍汽轮机的温度控制系统，以及如何正确操作该系统以确保汽轮机的高效稳定运行。
一、系统概述汽轮机温度控制系统主要由温度传感器、控制器和阀门等部件组成。
温度传感器通过不间断的测量汽轮机内部的温度，并输出相应的电信号，控制器对这些信号进行处理，最后调节阀门控制汽轮机的进气温度。
二、系统操作在操作汽轮机时，必须先将温度控制系统开启并设置相应的参数。
具体地，需要进行以下操作：1.打开控制器电源，启动温度控制系统。
2.根据当前的天气和使用条件，调节进气温度设置值。
一般情况下，进气温度应该在1000℃以下。
3.根据气象数据和其他因素，调整减负负荷的设定值，以确保汽轮机在高负荷工作时保持稳定。
4.根据进汽量、汽轮机转速和负载等因素，进行实时监控和控制，以保持汽轮机的运行温度在安全稳定的范围内。
5.在温度异常或其他问题发生时，及时检修和维护温度控制系统，确保系统的正常运行。
三、注意事项1.在操作温度控制系统时，要严格按照操作指南进行操作。
不得随意更改系统的设置和参数。
2.对于温度控制系统的故障和异常，不得私自进行维修和调整，必须由专业技术人员进行处理。
3.在进行温度控制系统维护和修理时，必须先停止汽轮机的运行，并安全关闭相应的开关，以免发生意外。
四、总结汽轮机温度控制系统是保障汽轮机高效稳定运行的重要组成部分。
只有正确操作和维护该系统，才能确保汽轮机的长期稳定运行，提高发电效率，降低生产成本。
请各位操作人员认真阅读本说明书，并按照指南进行操作，以确保汽轮机温度控制系统的正常运行。
汽轮机控制
图片：图片：汽轮机控制系统(卷名：自动控制与系统工程)steam turbine control systems对汽轮机进行调节和监测保护的系统。
汽轮机是火力发电厂的主要设备之一，体积大、旋转快。
当它由常温常压的静止状态下转入高温高压高速运行时，操作或控制稍有不慎,就会酿成重大事故,因此汽轮机的自动控制具有重要的意义。
汽轮机控制系统包括自动起停、稳速或调速、参数检测和设备保护等系统。
控制系统的内容和复杂程度依机组的用途和容量大小而异。
自动起停系统要把一台在常温常压静止状态下的汽轮机投入并网运行，首先要起动，转入高温高压高速再并网，然后才能进入正常的运行状态。
这一过程称为起动。
在这个过程中，汽缸内蒸汽压力和温度急剧上升。
由常温常压变成高温高压，必然存在着温差。
如果升温太快，温差太大，金属热应力超过材料极限就可能在局部地方引起残余变形，甚至破裂，造成重大事故。
因此必须对起动升速过程加以控制，以保证汽轮机金属热应力不超过允许值。
为此目的，还要有一些辅助设备的起动和投入。
一台大型汽轮机的起动过程非常复杂，人工操作很难奏效，必须采用自动起动装置或由计算机控制的程序起动系统(图1)。
在大型汽轮机中，产生热应力最严重的部位是高压和中压转子。
但是要直接测量这两部位的应力又不可能，只能用温差电偶测量某些固定点的温差，根据物理规律导出的数学模型来计算受力最大断面所承受的热应力，随后根据热应力情况向汽轮机发出升速率的指令。
调速系统完成起动控制之后，汽轮机进入正常运行状态。
它产生的机械输出功率经发电机转换成电磁功率，提供电网负荷。
电网负荷经常处于变化状态，而且电功率变化速率远比机械功率快得多。
当机械输出功率不能及时调节时，汽轮机的转速便随着变化，破坏电网频率的恒定。
因此，为了保证发电机负荷在空载至满载的整个范围内汽轮机总是在额定转速下稳定运行，汽轮机必须装设调速系统。
最早使用的是瓦特离心式机械调速器，它是根据反馈控制原理工作的。
汽轮机控制系统简介2.22
nmax nmin no
100100
p
转速不等率是衡量调节系统 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：转速不等越大，反 映在静态特性上越陡；反之静态 特性曲线越平。
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Shanghai Turbine Plant
一次调频
主汽门升速至2950r/min。
高调门关闭，至转速下降到2920r/min保持，主汽门全开，完成主 汽门-调门阀切换。
调门开启控制机组至3000r/min，并网带负荷。
上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂自控中心 Shanghai Turbine Plant
中压缸启动
启动时,高压缸关闭。中调门开启控制机组转速。高排 逆止门关闭，高排通风阀打开将高压缸抽真空以防高压末级 叶片鼓风发热。在机组并网并带一定的负荷后，再开启高压
Shanghai Turbine Plant
DEH系统
上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂自控中心
Shanghai Turbine Plant
DEH组成
DEH是汽轮机控制系统的核心，由控 制柜(包含分散控制单元DPU、通讯模件、 I/O模件、阀位控制模件、电源模件等)、人 机接口（操作员站、工程师站）及网络系 统等组成，完成对现场信号的采集，接受 运行人员的指令，通过相应的控制回路运 算、逻辑功能运算，将控制指令送到相关 设备。
上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂自控中心
Shanghai Turbine Plant
迟缓率
△n
n no
100100
由于调节部套间的间隙、摩擦力等原因引 起的机组在加减转速和负荷时存在不灵敏区， 不灵敏区的转速差和额定转速之比为调节系统 的迟缓率。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，使调节系统不稳定。
第五章汽轮机控制系统
5汽轮机控制系统5.1 汽轮机控制系统概述5.1.1、汽轮机调节系统与固有调节特性汽轮机广泛用来驱动发电机、风机、压缩机、泵等机械。
对于发电用汽轮机，运行要求发电机的电压与电网一致、发电机的频率与电网相同、发电机的功率与当时的负荷一致。
对于驱动汽轮机，运行要求被驱动机械，如压缩机、风机、水泵等的出口压力或者流量或进口压力不变化。
发电机的电压通过励磁调节系统进行调节，而发电机的频率取决于机组的转速，功率取决于原动机(汽轮机)的功率，因此，汽轮机及其控制系统对于机组的安全稳定运行具有重要的影响。
汽轮机没有调节系统参与调节时，汽轮发电机组平衡运行时的特性称为固有调节特性。
如图5.1所示。
图5.1、汽轮发电机组的固有调节特性A-A 线为汽轮机的转矩与转速关系， B-B 线为发电机的负载特性。
汽轮机与发电机在一根轴上运行，其转速相同，交点即为平衡运行点。
当发电机的负载减小时，发电机的阻力特性线变为B ’-B ’线，汽轮机没有调节系统参与工作时，其特性线不变化，交点为K 点。
由此可见，汽轮发电机组在没有调节系统参与工作时，可以从一个平衡工况过渡到另外一个平衡工况，有原来的O 点变化到K 点。
其主要根源在于发电机的感性负载，如电磁炉、电动机等实际消耗的能量与电源的频率有关，频率增加时消耗的有功功率增加，频率降低时消耗的有功功率减小。
因此，在汽轮发电机组没有调节系统参与工作时能够达到新的平衡状态。
但是，机组的转速变化n ∆远远超出发电机组对频率变化的要求，不能满足频率不变的要求。
因此，必须有调节系统参与工作，以满足电网频率何功率变化的要求。
根据汽轮机的特性，机组的功率为：OI H G N η∆=式中： G: 机组流量； H ∆：机组的等熵焓降；OI η：机组的内效率。
只要改变机组的进汽流量或者等熵焓降，就可以改变机组的功率。
因此，汽轮机的调节方法包括：喷嘴调节(顺序阀调节)、节流调节(单阀调节)、滑压调节(滑压运行)等。
汽轮机控制系统基础知识讲座.课件
汽轮机控制系统的控制算法
PID控制
模糊控制
04
汽轮机控制系统的设备与部件
汽轮机控制系统的设备
控制器
用于采集数据、计算控制信号并发送给执行器。
传感器
用于监测汽轮机的各种参数，如温度、压力、 转速等。
执行器
根据控制信号调节汽轮机的各种参数，如进汽量、进汽压力等。
汽轮机控制系统的部件
反馈回路
汽轮机控制系统的维护
日常维护
定期维护
特殊维护
汽轮机控制系统的故障排除与维修
故障排除
维修方法 维修记录
THANK YOU
汽轮机控制系统通常由传感器、控制器、执行器和反馈回路等组成。
汽轮机控制系统的组成
汽轮机控制系统的基本功能
01 02 03 04
02
汽轮机控制系统的发展历程
汽轮机控制技术的发展历程
起步阶段 发展阶段 完善阶段
汽轮机控制系统的发展趋势
智能化
01
数字化
02
节能化
03
汽轮机控制系统的未来展望
更加高效
案例效果
该系统投入使用后，机组运行稳定，各项参数均得到有效 控制，提高了发电效率，减少了污染物排放。
汽轮机控制系统的应用案例二
案例名称
应用描述
控制策略
案例效果
汽轮机控制系统的应用案例三
案例名称
应用描述
控制策略
案例效果
06
汽轮机控制系统的调试与维护
汽轮机控制系统的调试
调试前准备 调试步骤 调试中注意事项
汽机控制系基知.
• 汽轮机控制系统的发展历程 • 汽轮机控制系统的基本原理 • 汽轮机控制系统的设备与部件 • 汽轮机控制系统的应用案例 • 汽轮机控制系统的调试与维护
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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。
70年代以前，不论机械式或电液式调节系统，所用信息全是模拟量；后来不少机组开始使用数字量信息，采用数字式电液调节系统。
汽轮机调节系统是一种反馈控制系统，是按自动控制理论进行系统动态分析和设计的。
发电用汽轮机的调节工业和居民用电都要求频率恒定，因此发电用汽轮机的调节任务是使汽轮机在任何运行工况下保持转速基本不变。
在图 4 [机械式调速系
统]的机械式调速系统中，当发电机负荷减小时机组转速便上升。
这时，调速器的位移输出通过连杆使滑阀相应上移，于是压力油进入油缸上部，推动活塞关小调节阀，汽轮机功率便随着进汽量的减少而减小。
最后，机组稳定在一个略高于原来的转速水平。
汽轮机功率的减小量与负荷的减小量相等。
图 5 [甩全负荷后的转速变化动态过程]
为负荷减小至空负荷（甩全负荷）的转速变化动态过程。
图6[调速静特
性]为转速与汽轮机功率N 对应的静态关系曲线，称为调速静特性。
不同曲线对应于不同给定值，即对应于同步器（通过它改变机组转速，使之同步并网）的不同位置。
图 5 [甩全负荷后的转速变化动态过程]
和图6[调速静特性]中0和1分别
表示额定转速和空负荷时的转速。
Δ是使汽轮机功率作业响应的最小转速变化量，比值
[0610-01]称为系统迟缓率。
[3fx]值取决于系统中各元件的迟缓率，即各元件的设计和制造精度。
一般机械系统的[3fx]值在0.3％左右，电液系统可以小到0.03％
左右。
同一曲线上从空载到额定功率N 0的转速变化(1-2)与额定转速0之比
[0610-02]称为转速不等率。
电网内多台机组并联运行通过调速系统调频
时，机组之间即按各台机的[610-03]比例分担负荷的变化量。
值的选定要兼顾动态和静
态性能的要求。
机械系统中一般取3～5％，电液系统中可以更小些。
供热式汽轮机的调节抽汽式汽轮机的调节任务是同时满足电负荷对频率和抽汽热负荷对汽压的要求。
图7 [一次抽汽式汽轮机复合调节系
统]是一次抽汽式汽轮机常用的转速调节与压力调节的复合系统。
当电负荷增加而使转速下降时，如实线箭头所示，调速器的位移输出通过连杆使滑阀分别作不同量的位移，压力油便进入油缸而分别把高压缸和低压缸的调节阀同时开大，直至汽轮机功率增加到满足电负荷为止。
若抽汽压力不受影响便可达到所谓的静态自治。
当热负荷增加而使抽汽压力下降时，如虚线箭头所示，调压器的位移输出使高压缸油动机把调节阀开大而增加高压缸进汽量，同时使低压缸油动机关小调节阀而减少低压缸进汽量。
一增一减，直至满足热负荷的汽量要求而保持抽汽压力基本不变为止。
若机组功率或转速保持不变，便是静态自治。
如达不到自治而同时引起转速和汽压的变化，转速调节和压力调节便协同工作，以保持转速和气压基本不变。
图8[调压静特
性]表示调压静特性，不同曲线
对应于不同的整定器位置。
压力变化不等率[0611-01],一般取8～
10％。
1、2分别为抽汽量为零及额定值时的抽汽压力。
用于发电的背压式汽轮机调节任务是满足热负荷对汽压的要求。
在这种场合，汽轮机进汽量完全取决于供汽量，汽轮机功率只随热负荷变化，毫无调节余地。
因此，机组必须并入电网运行。
但汽轮机除装有调压系统外仍装有调速系统。
后者用在机组启动、并网过程中和甩负荷后投入工作时。
变速汽轮机的调节通常要求生产流程所需的气体或液体在不同流量下压力保持不变，或在不同压力下流量保持不变。
当汽轮机用来驱动这样的压缩机或泵时，其调节任务是使机组转速随负荷作出相应的改变，以保持出口压力或输出流量不变。
这时，从空负荷到满负荷机组的转速变化很大。
调节系统常采用图9 [变速汽轮机多回路调节框
图]的多回路调节。
图[变速汽轮
机多回路调节框图]中调速回路起局部反馈作用，对来自汽源等的扰动直接作出响应，使汽轮机转速保持在与负荷相应的水平。
总回路若为压力调节，则保证在不同输出流量下压缩机或泵的出口压力基本不变；若为流量调节，则保证在不同负荷下输出流量基本不变。
这种功能是通过改变调速回路的给定值以改变机组转速来实现的。
这种调节称为串级调节。
监测保护系统用来保证机组的运行安全，具体项目因汽轮机的本体结构、机组功率和用途的不同而异。
监测项目通常有：转速，转子或轴承座的振动，转子的轴向位移，汽缸与转子的热膨胀差，汽缸壁温或一定部位之间的温差，汽压，背压（真空），润滑油压，油温以及轴瓦温度等。
当这些量值达到一定限度时，保护系统便发出警报信号；进一步到达危险极限时，保护系统便动作和关闭调节阀和主汽阀，迫使机组停机。
超速是各种机组最危险而又是随时可能发生的事故。
图10[超速危急遮断
器]是广泛采用的一种超速危急遮断器。
它直接装在汽轮机主轴上。
撞击子的重心 G与轴回转中心之间有一偏心距e，当转速升高达额定值的110～112％时,撞击子靠自身的离心力克服弹簧力而跳出一定距离,并撞开脱扣机构,使主汽阀和调节阀同时关闭。
中等功率以上的汽轮机常装有两只危急遮断器，并采用交错传动系统以提高可靠性。
更大的机组还设有其他超速保护。
甩负荷后迅速关断一切蒸汽通道如回热抽汽管道、供热抽汽管道等，是极为重要的防超速积极措施。
机组的振动一般以轴承座振幅为判断依据。
随着测量技术的改进，已可能在各部位进行详细的测量，而为监测保护提供更为切实可靠的信息。
自动起停和功率给定控制系统在现代大型汽轮发电机组中用以实现升速、同步并网、增减给定负荷和正常停机等操作的自动化。
汽轮机启动过程是机组寿命消耗率最大、事故发生率最高的工况，启动自动化就是为了保证操作正确和机组安全。
自动启动程序有两种：一种是在机组振动、金属温度、汽压和间隙等监视项目正常的条件下，按一定的时间表循序操作，直至带上预定的负荷;另一种是根据材料强度性能和检测到的数据,通过对要害部位工作应力状态的分析来确定随后的升速或加负过程。
理论上，后一种方式可以实现启动最佳化。
功率给定控制是指对并网运行各机组的功率的控制。
采取分等逐级控制的方式，由电站和电网调度所按照优化计算的结果，或预定的负荷曲线和其他条件，向各机组发出负荷分配的控制信号，并通过机、炉、电单元控制器指令各回路执行。
单元控制器保证回路之间的动作的协调。
发展趋势微型计算机将广泛用来完善和提高各方面的控制功能。
供热式汽轮机和大型发电用汽轮机将普遍使用微型机来实现数字式电液调节。
监测保护系统正逐步利用微型机进行分析诊断和趋势预测，进一步完善后将为实现机组寿命的科学管理提供可靠手段。
大型发电设备造价高昂，停机造成的损失更巨大。
机组起停和运行全盘自动化控制系统的研制，将有助于机组的安全运行，提高机组的经济性和利用率，是受到重视的发展方向。