汽轮机调节系统培训资料.docx

       不同类型的汽轮机组，要有不同类型或不同结构的调节系统去适应其工况要求，但它们都要达到一些基本要求就是：
       1）在正常参数下，当主汽阀全开时，调节系统应能维持机组在额定转速下稳定的运行。这一要求，是为防止机组在甩负荷后严重超速，以便机组并列和解列而提出的。2）机组运行中负荷的摆动，应在允许范围内。当运行方式改变时，调节系统应能保证从这一运行方式平稳地过渡到另一运行方式，而不能有较大或较长时间的不稳定状态，这一要求就是要保证汽轮机在设计范围内的任何工况下都能稳定的运行。3）在设计范围内，机组能在高频率、低参数情况下带满负荷。这就要求调节系统各部套的工作范围（如行程、油压等）有一定的裕度。4）当机组突然甩负荷至零时，调节系统应能将机组转速控制在危急保安器动作转速以内。这是因为，如果机组甩负荷后保安器动作，再启动时要增加操作，这不利于系统在事故后迅速恢复。    
       汽轮机调节原理就是，汽轮发电机正常运行时，汽轮机发出的主力矩和发电机担负的反力矩间是相互平衡的。当发电机的反力矩增大时，如果汽轮机的进汽量不变，则汽轮机的转速就要降低；当发电机的反力矩减小时，若汽轮机不改变进汽量，则汽轮机的转速就要升高。汽轮机的调节原理，就是以汽轮机主力矩和发电机反力矩失衡时转速的变化为脉冲信号，去控制汽轮机的进汽量，从而保证在新工况下，汽轮机的主力矩和发电机的反力矩重新平衡，并维持汽轮发电机的转速基本不变。
       汽轮机的调节系统一般由感应机构、传动放大机构、执行机构和定值机构组成。其中感应机构接受调节信号的变化，并将其转换为可传递的信号。采用转速变化为调节信号时，感应机构称为调速器。传动放大机构将感应机构送来的调节信号进行幅值放大和功率放大，并进行综合处理，传递给执行机构进行调节。汽轮机调节系统的执行机构是进汽调节阀和操纵机构，也称配汽机构。它根据调节信号，改变调节阀的开度，使机组功率相应变化。定值机构即同步器，对于电液调节系统即转速给定和功率给定。它通过手动产生调节信号，也送入传动放大机构，以改变进汽调节阀的开度。
       供热式汽轮机的调节系统分为调速和调压两部分。调速部分参加调节是有一个特点：当汽轮机转速降低时，由于调节系统的作用,使汽轮机的进汽量增加，从而使发电机的负荷增加。汽轮机转速变化与功率之间有一定的单值对应关系。这一关系曲线称为调节系统的静态特性曲线。静态特性的好坏直接影响调节系统工作的好坏，影响汽轮机的运行状态。速度变动率和迟缓率是影响静态特性好坏的主要参数。
       1、调节系统的速度变动率
       由右图可以看出：
       汽轮机在负荷P0=0时（空负荷）具有最大转速n2,而在额定负荷Pe时具有最低转速n1。两个转速之差与汽轮机平均转速之比的百分数，称为调节系统的速度变动率。由于发电机经常在额定转速下运行，为方便期间一般都采用额定转速代替平均转速。可见，速度变动率就相当于汽轮机从空负荷至额定负荷的速度变化率。其一般值为3%～6%，常用值为4%～5%。速度变动率越大，单位负荷引起的转速变化也越大，或说速度变动率越大，转速变化引起的负荷变化越小。对一台汽轮机而言，调节系统的稳定性与速度变动率有很大的关系。速度变动率打者，系统频率变化时负荷摆动小，这台汽轮机稳定性就好；反之，稳定型就差。因此，汽轮机调节系统的速度变动率一般不应小于3%。    
       2、调节系统的迟缓率
       由于调节系统的感应机构、放大机构、配汽机构等存在一定的摩擦阻力，使升降负荷方向的特性曲线不重合。如下图所示，在同一负荷下对应的汽轮机转速有一个差值，在同一转速时对应的负荷也不同，存在一个差值破坏了转速与负荷间的单值对应关系。把由于迟缓而造成的统一负荷下的转速差与额定转速之比的百分数叫做调节系统的迟缓率，或不灵敏度。迟缓率的存在不利于汽轮机的运行，手动调节电负荷时容易造成超速，自动调节时，频率稍有变化会造成调节系统不稳，同时恶化了甩负荷时的稳定性，造成汽轮机转速额外升高。造成迟缓率过大的原因是多方面的。在运行和检修方面的原因主要是：检修质量不佳；随动滑阀、压力变换器滑阀、调速汽阀、油动活塞等间隙过小；滑阀体有毛刺或清扫不干净；压力变换器支点不正；弹簧与侧壁发生摩擦；以及运行中油中含水，滑阀、套筒被腐蚀，油中含有杂质，凸轮传动机构润滑情况不良等。因此，在设计、制造、安装、检修中要把住调节系统诸元件的质量关，在运行中加强维护，使调节系统的迟缓率降低到一定限度。
       3、速度变动率与迟缓率之间的关系
       调节系统的迟缓率对调节的质量有关。在运行中，机组负荷的摆动值与调节系统的迟缓率成正比，与调节系统的速度变动率成反比。迟缓率的不良影响是通过速度变动率发挥出来。在迟缓率不变时，调节系统的速度变动率越小，迟缓率对调节系统的稳定性影响越大。因此，对于一台并列运行的机组来说，为使其稳定运行，不仅要求迟缓率要小，而且速度变动率也要整定合适。