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1、汽轮机控制系统汽轮机控制系统包含汽轮机的调理系统、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一样样。各种控制功能都是经过信号的丈量、综合和放大，最后由执行机构控制主汽阀和调理阀来完成的。现代汽轮机的丈量、综合和放大元件有机械式、液压式、电气式和电子式等多种，执行机构则都采纳液压式。调理系统用来保证机组拥有高质量的输出，以满足使用的要求。常用的有转速调理、压力调理和流量调理3种。转速调理：任何用途的汽轮机对工作转速都有必定的要求，所以都装有调速器。初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变换成位移
2、。这类调速器工作转速范围窄，并且需要经过减速装置传动，但工作靠谱。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，油压作用于变换器的活塞或涟漪管而形成位移输出。压力调理：用于供热式汽轮机。常用的是涟漪管调压器（图2涟漪管调压器）。调理压力时作为信号的压力作用于涟漪管，使之与弹簧一起受压变形而形成位移输出。风机等流体机械的变速汽轮机。流量信号平时用孔板
3、双侧的压力差流量调理：用于驱动高炉鼓(1-2)来测得。图3压差调理器是流量调理常用压差调理器涟漪管与弹簧一起受压变形而将压力差信号变换成位移输出。汽轮机除极小功率者外都采纳间接调理，即调理器的输出经由油动机（即滑阀与油缸）放大后去推进调理阀。平时采纳的是机械式（采纳机械和液压元件）调理系统。而电液式（液压元件与电气、电子器件混用）调理系统则用于要求较高的多变量复合系统和自动化水平高、调理质量严的现代大型汽轮机。70年代以前，不论机械式或电液式调理系统，所用信息全部是模拟量；此后很多机组开始使用数字量信息，采纳数字式电液调理系统。汽轮机调理系统是一种反响控制系统，是按自动控制理论进行系统动向分析
4、和设计的。发电用汽轮机的调理工业和居民用电都要求频率恒定，所以发电用汽轮机的调理任务是使汽轮机在任何运转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，当发电机负荷减小机遇组转速便上升。这时，调速器的位移输出经过连杆使滑阀相应上移，于是压力油进入油缸上部，推进活塞关小调理阀，汽轮机功率便跟着进汽量的减少而减小。最后，机组坚固在一个略高于本来的转速水平。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向过程为负荷减小至空负荷（甩全负荷）的转速变化动向过程。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，称为调速静特色。不一样样曲线对应于不一样样给定值，即对应
5、于同步器（经过它改变机组转速，使之同步并网）的不一样样地址。图5甩全负荷后的转速变化动向过程和图6调速静特色中0和1分别表示额定转速和空负荷时的转速。是使汽轮机功率作业响应的最小转速变化量，比值0610-01称为系统缓慢率。3fx值取决于系统中各元件的缓慢率，即各元件的设计和制造精度。一般机械系统的3fx值在左右，电液系统可以小到左右。同一曲线上从空载到额定功率N0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转经过调速系统调频时，机组之间即按各台机的610-03比率分担负荷的变化量。值的选定要兼备动向和静态性能的要求。机械系统中一般取35，电液系统中可
6、以更小些。供热式汽轮机的调理抽汽式汽轮机的调理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理系统是一次抽汽式汽轮机常用的转速调理与压力调理的复合系统。当电负荷增添而使转速降落时，照实线箭头所示，调速器的位移输出经过连杆使滑阀分别作不一样样量的位移，压力油便进入油缸而分别把高压缸和低压缸的调理阀同时开大，直至汽轮机功率增添到满足电负荷为止。若抽汽压力不受影响即可达到所谓的静态自治。当热负荷增添而使抽汽压力降落时，如虚线箭头所示，调压器的位移输出使高压缸油动机把调理阀开大而增添高压缸进汽量，同时使低压缸油动机关小调理阀而减少低压缸进汽量。一增一减，直至满足热负荷的
7、汽量要求而保持抽汽压力基本不变成止。若机组功率或转速保持不变，即是静态自治。如达不到自治而同时引起转速和汽压的变化，转速调理和压力调理便共同工作，以保持转速平易压基本不变。图8调压静特性表示调压静特色，不一样样曲线对应于不一样样的整定器地址。压力变化不等率0611-01,一般取810。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理任务是满足热负荷对汽压的要求。在这类场合，汽轮机进汽量完满取决于供汽量，汽轮机功率只随热负荷变化，毫无调理余地。所以，机组必定并入电网运转。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
8、理平时要求生产流程所需的气体或液体在不一样样流量下压力保持不变，或在不一样样压力下贱量保持不变。当汽轮机用来驱动这样的压缩机或泵时，其调理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。调理系统常采纳图9变速汽轮机多回路调理框图的多回路调理。图变速汽轮机多回路调理框图中调速回路起局部反响作用，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。总回路若为压力调理，则保证在不一样样输出流量下压缩机或泵的出口压力基本不变；若为流量调理，则保证在不一样样负荷下输出流量基本不变。这类功能是经过改变调速回路的给定值以改变机组转
9、速来实现的。这类调理称为串级调理。监测保护系统用来保证机组的运转安全，详尽项目因汽轮机的本体结构、机组功率和用途的不一样样而异。监测项目平时有：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，汽缸壁温或必定部位之间的温差，汽压，背压（真空），润滑油压，油温以及轴瓦温度等。当这些量值达到必定限度时，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理阀和主汽阀，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超速紧急遮断器是宽泛采纳的一种超速紧急遮断器。它直接装在汽轮机主轴上。撞击子的重心G与轴展转中心之间有一独爱距e，当转速升高达额定值的11
10、0112时,撞击子靠自己的离心力战胜弹簧力而跳出必定距离,并撞开脱扣机构,使主汽阀和调理阀同时关闭。中等功率以上的汽轮机常装有两只紧急遮断器，并采纳交织传动系统以提升靠谱性。更大的机组还设有其余超速保护。甩负荷后迅速关断全部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踊跃措施。机组的振动一般以轴承座振幅为判断依照。跟着丈量技术的改进，已可能在各部位进行详细的丈量，而为监测保护供应更为的确靠谱的信息。自动起停和功率给定控制系统在现代大型汽轮发电机组顶用以实现升速、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耗资率最大、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、汽压和缝隙等督查项目正常的条件下，
