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1、汽轮机调节 第一节一般概念 一 汽轮机调速系统的任务1 功率平衡2 稳定转速 供电质量标准 电压频率 n f 供电频率p 发电机磁极对数n 机组转速 作用于转子上三力矩 Me 汽轮机的蒸汽主力矩M1 发电机的反力矩Mf 摩擦阻力矩 忽略 转子运动方程式 二 直接调节和间接调节 归纳 1 调节系统组成 转速感受机构传动放大机构执行 配汽 机构 2 有差调节 稳态时不同负荷下对应不同稳定转速的调节 N125全液压调节系统介绍 油动机两个重要技术指标 提升力 油动机时间常数 第五节配汽机构及其静态特性 配汽机构的静态特性 稳态下 G和 m关系 转速感受机构 传动放大机构 配汽机构 配汽机构调节阀 输
2、入 L输出 G传动机构 输入 m输出 L 调节阀的静态特性 升程流量特性 传动机构的静态特性 传动特性 一 调节阀及静态特性 1 结构单座阀 要求提升力大 小机组带预启阀的调节阀 提升力大为减小 大机组 2 调节阀的升程流量特性 3 调节阀的联合升程流量特性和重叠度 二 传动机构及静态特性 常数 三 配汽机构的静态特性 常数 第六节调速系统的静态特性 调速系统的静态特性 稳态下汽轮机功率与转速之间关系 常数 一 调速系统静态特性曲线的绘制 四象限图 注意3点 二 对调速系统静态特性的要求 一 调速系统的速度变动率 说明汽轮机同样负荷变化下稳定转速变化大小 速度变动率对运行影响 1 不同机组间负
3、荷分配1 一次调频2 带基本负荷机组 4 5 6 调频机组 3 4 3 2 调速系统稳定性 3 3 甩负荷时超调量 6 速度变动率对不同机组间负荷分配影响 带基本负荷 较大4 6 带尖峰负荷 较小3 4 一次调频 二 调速系统的迟缓率 迟缓原因 摩擦 间隙 滑阀过封度 迟缓率 迟缓对机组运行影响 1 机组孤立运行时引起转速波动 机组并列运行时引起负荷波动 2 甩负荷时易超速 调速系统对迟缓要求 机械 0 5 液压 0 3 电液 0 1 迟缓区 不灵敏区 三 同步器 一 同步器作用1 在单机运行时 操作同步器可调整机组转速 使机组在任何负荷下都能保持额定转速运行 从而保证供电频率稳定 2 在机组
4、并列运行时 a 操作同步器可改变机组功率 使机组在电网频率不变时带不同负荷 b 操作同步器可改变电网中各台机组的负荷分配以及调整电网频率 二次调频 3 在机组并网前 操作同步器可调整机组转速与电网同步并入电网 第七节汽轮机的保护装置 一 自动主汽阀 1 作用 2 要求 1 任何紧急情况迅速关闭 2 足够大关闭力和快速性 3 隔热防火措施 4 正常运行时活动主汽阀的小滑阀 5 足够严密性 3 组成 主汽阀操纵座 控制主汽阀开启 关闭的执行机构 建立安全油压 二 超速保护装置 功能 转速升高到额定转速的1 10 1 12倍时动作 迅速关闭自动主汽阀和调节阀 采用原因 转速升高 转动部件应力增大 危
5、及转子的强度 组成 危急遮断器 危急保安器 飞锤式 飞环式危急遮断油门 接受危急遮断器动作 使主汽阀关闭的机构 动作转速复位转速 三 轴向位移保护装置 采用原因 各种原因造成轴向推力过大时将导致推力瓦的乌金融化 转子产生不允许的轴向位移 使汽轮机动静摩擦 功能 当轴向位移达到一定值 1mm 发出报警信号 当轴向位移达到危险值 1 2mm 自动保护装置动作 切断汽源停机 按感受元件 液压式电气式 山型铁芯 线圈电涡流式 四 润滑油压保护装置 采用原因 润滑油压过低 会烧坏轴承乌金造成动静摩擦 功能 1 发出信号 0 078MPa 2 投入辅助油泵 0 054MPa交润自投 0 039MPa直润自
6、投 3 关闭主汽阀 0 02MPa 4 停止盘车 0 015MPa 五 低真空保护装置 采用原因 真空降低 影响汽轮机出力且使排汽温度升高 轴向推力增大 汽轮机振动加剧 功能 真空降低到一定值 0 086MPa 发出报警信号 真空降至规定危险值 0 063MPa 自动停机 第九节中间再热式汽轮机的调节 一 中间再热机组的特点 一 单元制运行方式的影响 1 减少了新汽源的容量 降低了机组一次调频能力2 机炉的蒸汽量不匹配 1 机炉的负荷配合问题 2 再热器的保护问题 二 中间再热容积的影响1 中 低压缸功率滞延2 甩负荷性能恶化 二 中间再热式汽轮机的调节特点 一 机炉协调控制1 炉跟机方式2
7、机跟炉方式3 协调方式 二 设置旁路系统 中压调节阀旁路型式 三级 二级 一级 三 设置中压主汽阀 四 高压缸调节阀动态过调 第十节电液调节 一 概述1 中间再热机组调速系统的缺点 a 抗内扰能力差b 负荷的适应性差2 解决办法 采用功频电液调节3 功频电液调节的特点 既具有电子装置灵敏度高 综合方便以及非电量 电量转换实现容易的优点 有具有液压执行机构的工作能力大 体积小 动作迅速而且平稳的优点 二 功频电液调节简化方框图 转速变送器频率放大转速给定综合功率电液放大器PID放大器转换器油动机T 功率给定功率放大测功器 三 功频电液调节系统的工作原理 1 转速调节过程2 功率调节过程3 频率
8、功率调节过程4 甩负荷过程 四 数字电液调节 供热式汽轮机 第一节供热式汽轮机的类型及其经济性 一 供热式汽轮机的类型 供热式汽轮机 同时对外供应热能和电能的汽轮机类型 背压式 前置式调整抽汽式 抽凝式 一抽 二抽 三抽 抽背式 二 供热式汽轮机的热经济性 供热式汽轮机装置的热效率 或燃料利用率 高于纯发电用汽轮机装置纯发电用汽轮机装置的热效率 t W Q1W 汽轮机发出的电能Q1 锅炉供给的热量供热式汽轮机装置的热效率 th W Q Q1 t 1 Q W W Q 汽轮机发出的电能和供应的热能Q W 供热式汽轮机装置的热电比 1 Q W 1 th t 结论 1 先进的高参数 大功率纯发电用凝汽
9、式机组 热效率约40 2 背压式机组 Q W高达6 8 热效率可达85 左右 3 调节抽汽式机组 抽汽量为0或最大值 热效率40 85 第二节背压式汽轮机 一 背压式汽轮机热电负荷之间的关系 1 不能同时满足热 电负荷的需要 2 常需与凝汽式汽轮机并列运行 凝汽式汽轮机承担电负荷变化 3 当外界热负荷大于背压机最大排汽量或背压机事故检修时 由减温减压器向外界供热 三 背压式汽轮机的调节 1 与凝汽式机组调节系统比较 主要是增加了一个供热蒸汽压力的感受机构 调压器 通过它可将背压式机组排汽压力转换为滑阀的位移 调压器型式 波纹筒式压力变换器薄膜钢带式 2 背压式汽轮机的调节 1 按电负荷运行时
10、只要转动凸轮将调压器切除 2 按热负荷运行时 转动凸轮使调压器投入 Qe De pe 调压器活塞d ap px 中间滑阀活塞 油动机活塞 调节阀 D0 T形油口采用目的 减小甩负荷时调压器的反调作用 第三节调整抽汽式汽轮机 一 一次调整抽汽式汽轮机热电负荷之间的关系 纯凝汽运行工况 热负荷为0D0 DC纯背压运行工况 热负荷很大时关闭低压调节阀 D0 De 背压式 凝汽式 二 一次调整抽汽式汽轮机的调节 调节变量有两个 一个是转速 另一个是供热压力 它们的改变分别反映了电负荷和热负荷的变化 为使用户对热 电两方面的需求同时得到满足 必须保证汽轮机能够在热 电两种负荷中任何一种改变而进行调节时 对另一种负荷不产生影响 调节过程应满足 热负荷 pe 调门 D0 pe 恢复 Ni1 低调 Ni 电负荷不变 电负荷 高调 D0 Ni Pe 低调 Ni pe 恢复 热负荷不变 Ni 启动时调压器一般不投入 实例 青岛汽轮机厂生产的具有一段可调汽轮机的调节系统 调节抽汽式汽轮机的低压调节阀常常不采用阀门形式 而是采用旋转隔板
