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1、-西安电力高等专科学校毕业设计-目 录摘 要1.汽轮机调节的发展及类型1.1汽轮机调节的发展1.2汽轮机调节的类型2.汽轮机调节系统的组成、任务及其重要性 2.1调节系统的组成 2.2调节系统的任务 2.3调节系统的重要性3.上汽300MW、东汽600MW汽轮机调节过程分析 3.1上汽300MW汽轮机调节过程分析 3.2东汽600MW汽轮机调节过程分析4.汽轮机保护装置的组成及工作过程 4.1上汽汽轮机保护装置的组成及工作过程 4.2东汽汽轮机保护装置的组成及工作过程5.上汽和东汽调节系统、保护装置的工作过程对比与分析 5.1阀门控制系统对比 5.1.1组成对比 5.1.2工作过程对比 5.1
2、.3调节系统分析 5.2保护装置对比与分析 5.2.1组成对比 5.2.2工作过程对比 5.2.3保护装置分析6.总结摘 要随着电力工业的发展，汽轮机安全运行对电力生产非常重要，在大型汽轮机中，某些参数的严重超标有可能酿成设备的损坏，甚至毁机事故，为此，大型汽轮机都有严密的调节和保护措施。从而就有了汽轮机调节系统和保护装置，就涉及到调节系统和保护装置的工作过程以及工作原理，本文针对上海汽轮机厂和东方汽轮机厂的调节系统和保护装置的工作过程和工作原理进行分析与对比，从而了解了两者的相同之处和区别，使我们对汽轮机保护装置有了深一步的认识。关键词：汽轮机调节系统 汽轮机保护装置 上汽调节系统和保护装置
3、 东汽调节系统和保护装置 上汽和东汽调节系统的对比 上汽和东汽保护装置的对比第一章 汽轮机调节的发展及类型1.1 我国汽轮机调节系统的发展上世纪五十年代初，我国汽轮机全部进口，由外国专家调试相应的调节系统，中国工程师、技术员无权改动外国专家整定的调节参数。上世纪60年代，中国人开始自行研究汽机调节系统。为了解决上汽厂调节系统不稳定，1961年在原一机部汽轮机锅炉研究所建立了调节试验室，专门研究液压调节系统。在汽锅所及上汽厂技术人员合作下，八十年代九十年代初中国人民完全掌握了西屋型液压调节系统，解决了负荷摆动问题，使上汽厂当时生产的12MW及25MW机组得以稳定运行。上世纪70年代汽轮机调节系统
4、AEH国内研制生产的第一套汽轮机采用高压抗燃油的纯电调系统。1981年9月，两部召开闵行电厂6号机我国第一套高压抗燃油电液调节系统连续运行五年总结大会，五年的运行实践证明：这套系统已经达到国外七十年代同类产品的水平。上世纪八十年代引进汽轮机调节系统DEH技术，并成功进行国产化优化设计，从此，性能优良的中国品牌DEH系统走向市场。其中汽轮机调节系统DEHIII标志着引进技术生产的300MW、600MW汽轮机数字式电液控制系统DEH国产化工作胜利完成。新华公司从美国西屋公司引进DEH系统设计技术基础上经过开发优化后专业生产DEHIII及DEHIIIA型300MW及600MW等级汽轮机控制系统。DE
5、HIIIA在可靠性、可维护性等方面优于进口DEH，在硬件方面采用标准工控机，便以采购及升级，软件方面采用组态方式，人机界面优于进口DEH。随着电力工业的发展，在调节系统设计中从发展趋势看电液并存向纯电调发展，低压透平油向高压抗燃油发展。一些电厂最初做电液并存方案就是考虑到是初次改造，并且机组检修时间短和费用紧，而且改造务求必成，所以就采用了电液并存方案，仍保留原来的液调部分。目前大多采用高压抗燃油纯电调方案，甚至已改造过电液并存方案的机组又再改造成纯电调方案。随着高压纯电调系统的大量投入运行，对高压数字调节的快速性、可靠性得到了证实，同时，随着电力工业发展，要求大机组参与调峰、快速启动、高经济
6、性、高可靠性，这只有采用高压纯电调系统才能做到。 1.2 调节系统的类型汽轮机调节系统按其结构特点可划分为两种型式即液压调节系统和电液调节系统。1.2.1 液压调节系统有以下3种典型的系统1） 高速弹性调速器液压调节系统2） 径向泵液压调节系统3） 旋转阻尼液压调节系统1.2.2 电液调节系统有两种型式1）功频电液调节系统2）数字电液调节系统第二章 汽轮机调节系统的组成、任务及其重要性2.1汽轮机调节系统的组成2.1.1 液压调节系统的组成如图6-2所示，液压调节系统有转速感受器、阀位控制机构、配汽机构、和调节对象四部分组成。其中前三个机构组成调节设备。系统也可以看成由一个转速调节主回路和一个
7、阀位控制子回路组成。2.1.2 功频电液调节系统如图6-19所示，由于功频电液调节系统是以连续的电量对机组进行控制的，所以也称模拟电调。该系统是以集成运算放大器为基本元件的。2.1.3 数字电液调节系统如图6-22所示，数字调节系统也是一种功频电液调节系统，与模拟电调相比，其给定、综合比较部分和PID（PI）的运算部分，都是在数字计算机内进行的。由于计算机控制系统是在一定的采样时刻进行控制的，所以两者的控制方式完全不同，模拟电调属于连续控制，而数字电调则属于离散控制，也称采样控制。2.2汽轮机调节系统的任务汽轮机调节系统的基本任务是：在外界负荷变化时，及时地调节汽轮机的功率以满足用户用电量变化
8、的需要，同时保证汽轮机发电机组的工作转速在正常允许范围之内。汽轮机调节系统的任务主要包括四个方面1调节机组负荷变动在+ -60KW之间。2机组超过危急遮断器动作转速时，保证保护动作正常；关闭自动主汽门和调节汽门并关闭严密。3机组甩负荷时保证机组转速在危机折断器动作转速以下。4在汽温，汽压，真空正常的情况下自动主汽门全开；调节系统应保证机组空负荷稳定运行；并保证顺利并网。2.3汽轮机调节系统的重要性1、 保证了汽轮机转速维持在一定范围，从而保证电的频率、保证了电能的质量。2、 当机组发生异常时，可以适时停机进行检修。3、 当机组发生事故时，可以迅速停机，以保证人身、设备的安全。第三章 上汽300
9、MW、东汽600MW汽轮机调节过程分析 汽轮机电液调节系统有两个基本功能，一是单机运行时的转速控制，其二是并列运行时的功率控制。对于定压运行的汽轮机来说，无论是转速控制还是功率控制，主要都是通过改变蒸汽阀开度来调节进汽量的，从而达到调节的目的。汽轮机在机组并网前，必须将转速由零提升到额定转速附近，为机组并网创造条件。为了提高升速过程的安全性、经济性，减少设备的寿命损耗，通常采用多阀组合式升速控制方案。 3.1上汽300MW汽轮机调节过程分析3.1.1高压主汽阀1、组成由电液伺服阀、快速卸荷阀、隔绝阀、过滤器、逆止阀组成。快速卸荷阀：当机组发生故障时，迅速卸去安全油，实行紧急停机。2、工作过程高
10、压抗燃油经隔绝阀和10um滤油器到电液伺服阀，有伺服阀控制油动机。在每一个控制型的私服执行机构前，即在DEH控制器中均有一块私服回路控制卡（VCC卡）。在DEH控制器中经计算机运行处理后阀位指令信号在综合线性差动变送器（LVDT）来的并经调解器处理后的负反馈相比较即相减，其差值信号经放大器放大后控制电液伺服阀，在电液伺服阀中将电气信号转换成位移信号，使伺服阀的主滑阀移动，并将液压信号放大后控制油通道。当增加负荷时，伺服阀使高压油进入油动机活塞下油腔，油动机活塞向上移动经杠杆或连杆式气阀开启；当减小负荷时，伺服阀使压力油自活塞下腔卸出，借住弹簧力使活塞下移而关小汽阀。只要阀位指令信号与活塞位移（
11、LVDT的反馈）的差值不为零，伺服阀就控制油动机的活塞位移。只有差值为为零时，电液伺服阀的主滑阀回到中间位置，从而切断油动机的油通道，油动机停止运动。此时油动机活塞及阀门停留在DEH控制器所要求的位置上，从而控制了阀门的开度及汽轮机的进汽量。 3、快速卸油保护主汽阀的油动机旁设有一个快速卸荷阀，用于汽轮机故障需要停机时，通过安全油系统使遮断油总管失压，快速卸去油动机下腔的高压油，依靠弹簧力的作用，使汽阀迅速关闭，以实现对机组保护。在快速卸荷阀动作的同时，工作油还可以排入油动机的上腔室，从而避免回油旁路的过载。3.1.2高压调节汽阀 1、组成由电液伺服阀、快速卸荷阀、隔绝阀、过滤器、逆止阀组成。
12、快速卸荷阀：当机组发生故障时，迅速卸去安全油，实行紧急停机。 2、工作过程高压抗燃油经隔绝阀和10um滤油器到电液伺服阀，有伺服阀控制油动机。在每一个控制型的私服执行机构前，即在DEH控制器中均有一块私服回路控制卡（VCC卡）。在DEH控制器中经计算机运行处理后阀位指令信号在综合线性差动变送器（LVDT）来的并经调解器处理后的负反馈相比较即相减，其差值信号经放大器放大后控制电液伺服阀，在电液伺服阀中将电气信号转换成位移信号，使伺服阀的主滑阀移动，并将液压信号放大后控制油通道。当增加负荷时，伺服阀使高压油进入油动机活塞下油腔，油动机活塞向上移动经杠杆或连杆式气阀开启；当减小负荷时，伺服阀使压力油
13、自活塞下腔卸出，借住弹簧力使活塞下移而关小汽阀。只要阀位指令信号与活塞位移（LVDT的反馈）的差值不为零，伺服阀就控制油动机的活塞位移。只有差值为为零时，电液伺服阀的主滑阀回到中间位置，从而切断油动机的油通道，油动机停止运动。此时油动机活塞及阀门停留在DEH控制器所要求的位置上，从而控制了阀门的开度及汽轮机的进汽量。 3、快速卸油保护高压调节汽阀的油动机旁设有一个快速卸荷阀，用于汽轮机故障需要停机时，通过安全油系统使遮断油总管失压，快速卸去油动机下腔的高压油，依靠弹簧力的作用，使汽阀迅速关闭，以实现对机组保护。在快速卸荷阀动作的同时，工作油还可以排入油动机的上腔室，从而避免回油旁路的过载。3.
14、1.3中压主汽阀1、 组成中压主汽阀组合机构的主要组成部件是：油缸、控制块、电磁阀、溢流阀、隔绝阀、逆止阀（2个）等，其组成与上述高压调节阀类似，但由于它是一种开关型执行机构，没有控制功能，因此具有不同的特点。1） 由于没有控制功能，所以不必装设电液伺服阀及其相应伺服放大器。2） 增设1个二位二通电磁阀，用于开关中压主汽阀，以及定期进行阀杆的活动实验，保证该阀处于良好的工作状态。当电磁阀动作时，能迅速的卸去中压主汽阀的违纪遮断油，使快速卸载阀动作，紧急关闭主汽阀。2、工作过程如图所示，高压动力油自隔绝阀引入，经过一个固定节流孔板后直接进入油动机的下腔室，该节流孔板是用来限制油动机进油的，其作用一是开门实施汽阀缓慢开启，避免冲击；而是在危机遮断系统动作，大量卸去油动机下腔室的高压油并关闭主汽阀时，避免大量的高压油又自隔绝阀涌入，会使中压主汽阀的关闭速度减慢，仍有超速危险。快速卸油阀的结构和工作原理如图6-50所示，该阀是由危机遮断总管油压控制的，当该总管油压被迫遮断时，通过快速卸载阀，迅速关闭中压主汽阀。该汽阀关闭的动力来自中压油动机重弹簧的约束力。此外快速卸载阀的回油管与油动机的上腔室相连，因而瞬间排油也不会引起回油管过载。3、 快速卸油保护该阀的二位二通电磁阀用于遥控，它的开启可以把遮断
