汽轮机调速培训课件.ppt
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1、周周 宝宝 明明 主主 讲讲汽轮机调速系统培训教程汽轮机调速系统培训教程第一章第一章 调节系统的特性调节系统的特性第二章 中间再热式汽轮机的调节第三章 汽轮机保护装置第四章 汽轮机供油系统及主要设备第一章第一章 调节系统的基本概念调节系统的基本概念第一节 调节系统的任务及组成一、汽轮机调节系统的任务1供应用户足够的电力,及时调节汽轮机的功率以满足外界的需要。2 使汽轮机的转速始终保持在额定范围内,从而把发电频率维持在额定值左右。I(dw/dt)Me-Mel用电负荷减少,则反动力矩Mel相应减少,如果主动力矩Me应保持不变,则Me-Mel大于零,(dw/dt)大于零,即转子的角加速度增加。反之则
2、。由此可见,汽轮机转速的变化取决于输入、输出功率的平衡,就能使转速稳定,否则转速就发生变化。汽轮机调节系统的功能就是感受转速的这种变化,控制调节汽阀,使输入和输出功率重新平衡,并使转速保持在规定范围内。二、汽轮机调节系统的组成(一)直接调节(二)间接调节蒸汽流量变化负荷变化调节对象转速变化感受机构传动机构执行机构第二节 国产典型凝汽式汽轮机调节系统一、具有旋转阻尼调速器的液压调节系统二、具有高速弹簧片调速器的液压调节系统三、具有径向钻孔调速油泵的液压调节系统四、凝汽式汽轮机调节系统的特点第三节 汽轮机调节系统静态特性 整个调节系统的输入量是汽轮机的转速n,输出量是汽轮机的功率p,在静态下它们之
3、间的对应关系即为调节系统的静态特性,其关系曲线称为调节系统的静态特性曲线。调节系统的静态特性可以表达为汽轮机调节系统的静态特性曲线可以近似地看做直线一、调节系统静态特性曲线地绘制调节系统静态特性曲线,不能直接求出,调节系统静态特性曲线一般是通过试验方法求得。即通过四象限图间接求得调节系统静态特性曲线。四象限图的绘制:npX(或p1)m二、速度变动率和迟缓率(一)速度变动率npnmaxnmin 速度变动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:速度变动率越大,反映在静态特性上越陡;反之静态特性曲线越平。(二)迟缓率n 迟缓率对汽轮机的正常运行是十分不利的
4、,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。如果迟缓率过大,在汽轮机突然甩负荷后,将使转速上升过高以致引起超速保护装置动作;对孤立运行的机组,将产生较大的负荷摆动,对并列运行机组,将会产生较大的负荷漂移。由此可见迟缓率是反映调节系统品质的又一重要指标。三、速度变动率和迟缓率对并列运行机组的影响(一)速度变动率对并列运行机组负荷分配的影响一次调频:当外界负荷发生变化时,将使电网频率发生变化,从而引起电网中各机组均自动地按其静态特性承担一定的负荷变化,以减少电网频率地改变。np1p2结论:结论:并列运行机组当外界负荷变化时,速度变动率越大、机组的
5、额定功率越小,分配给该机组地变化负荷量就越小;反之则越大。因此待基本负荷的机组其速度变动率应选大一些,使电网频率变化时负荷变化较小,即减少参加一次调频作用。而带尖峰负荷的调频机组,速度变动率应选小一些。(二)迟缓率对运行的影响(1)机组孤立运行时,造成机组转速摆动,其波动范围(相对值)即为(2)机组并列于电网运行时,由于转速决定于电网频率,不能任意摆动,这种单值对应关系的破坏则反映在功率上,造成功率可在一定范围内自发变化。n0n0pppn0=(二)迟缓率对运行的影响(1)机组孤立运行时,造成机组转速摆动,其波动范围(相对值)即为(2)机组并列于电网运行时,由于转速决定于电网频率,不能任意摆动,
6、这种单值对应关系的破坏则反映在功率上,造成功率可在一定范围内自发变化。n0n0pppp(二)迟缓率对运行的影响(1)机组孤立运行时,造成机组转速摆动,其波动范围(相对值)即为(2)机组并列于电网运行时,由于转速决定于电网频率,不能任意摆动,这种单值对应关系的破坏则反映在功率上,造成功率可在一定范围内自发变化。n0n0pppppn0p=pn第四节 同步器一、同步器的作用和原理必须指出:一次调频不能维持电网频率不变,只能缓和电网频率的改变程度。这时需要同步器增、减某机组的功率,以恢复电网频率,这一过程称为二次调频。只有经过二次调频后,才能精确的使电网频率保持恒定。显然,由于有了一次调频的存在,二次
7、调频的负担就大大减轻了。二、同步器的类型1.改变弹簧初紧力的同步器具有旋转阻尼调节系统中的同步器即为改变弹簧初紧力的同步器2.改变杠杆支点位置的同步器具有高速弹簧片调速器的调节系统中的同步器即为改变杠杆支点位置的同步器第五节第五节 调节系统的动态特性及对调节系统的要求调节系统的动态特性及对调节系统的要求一、调节系统动态特性简介(一)调节系统的稳定性1.速度变动率理论和实践都证明:速度变动率越大,系统的动态稳定性越好,反之稳定性越差。2.迟缓率迟缓率越小,调节系统的反映越快,当有外界扰动后,系统就能很快的稳定下来,即稳定性越好。反之稳定性越差。3.汽轮机转子飞升时间常数转子飞升时间常数可以理解为
8、当转子上受到额定蒸汽力矩的作用,转子从静止升至额定转速时所需要的时间。显然,转子飞升时间常数越小,越容易升速,控制就越困难。系统稳定性就越差,反之则越好。4.油动机时间常数油动机时间常数的物理意义为:当滑阀油口在最大开度时,油动机从全开到全关所需要的时间。这一时间的长短决定了油动机动作的快慢。显然,油动机时间常数越小油动机动作越迅速,调节系统的稳定性也就越好,反之稳定性越差。5.容积时间常数汽轮机中有一些有害容积的存在,使得调节气阀开度变化后通过汽轮机的蒸汽流量不能立即改变到应由数值,这种现象对调节过程是不利的。这种不利的程度可以用容积时间常数来反映。第二章 中间再热式汽轮机的调节bb第一节中
9、间再热式汽轮机的调节特点bb1 1、凝汽式汽轮机的调节系统特点、凝汽式汽轮机的调节系统特点bb(1 1)用高压调节汽门动态过调方法来弥补中、低压缸功率滞后。)用高压调节汽门动态过调方法来弥补中、低压缸功率滞后。bb(2 2)设置中压调速汽门以减少甩负荷时中间再热容积中蒸汽造)设置中压调速汽门以减少甩负荷时中间再热容积中蒸汽造成的超速。成的超速。bb(3 3)设置旁路系统以解决负荷机炉特性不匹配的问题。)设置旁路系统以解决负荷机炉特性不匹配的问题。bb2 2、抽汽式汽轮机的调节系统特点、抽汽式汽轮机的调节系统特点bb为了保证电热两种负荷分别变化时,调节一负荷而不影响另一负为了保证电热两种负荷分别
10、变化时,调节一负荷而不影响另一负荷,调节系统应满足一些自治条件:第一静态自治条件荷,调节系统应满足一些自治条件:第一静态自治条件电负荷电负荷改变热负荷不变时的自治条件;第二静态自治条件改变热负荷不变时的自治条件;第二静态自治条件热负荷改变热负荷改变电负荷不变的静态自治条件。电负荷不变的静态自治条件。bb 如图如图7-37-3所示所示bb 返回返回第二节 典型调节系统bb一、上海汽轮机厂生产的一、上海汽轮机厂生产的N300N300汽轮机调节系统汽轮机调节系统bb在运行时,由连接于转子前端的旋转阻尼出来的一次油压在运行时,由连接于转子前端的旋转阻尼出来的一次油压P P1 1信号信号送至放大器,一次
11、油压变化经放大后形成二次油压送至放大器,一次油压变化经放大后形成二次油压P P2 2,送至低油送至低油压选择器,与负荷限制器输出油压压选择器,与负荷限制器输出油压P Px x在低油压选择器中进行低值在低油压选择器中进行低值比较,比较后的低油压信号比较,比较后的低油压信号P PA A,经经1 1:1 1流量放大器流量放大后输流量放大器流量放大后输出控制油压出控制油压P Pa a,经磁力断路油门控制经磁力断路油门控制8 8只油动机用以操纵高压调只油动机用以操纵高压调节汽门的开度。节汽门的开度。bb中压调节汽门的控制是由主汽门油动机控制油压中压调节汽门的控制是由主汽门油动机控制油压P PK K与高压
12、油动机与高压油动机控制油压控制油压P Pa a在低油压选择器在低油压选择器B B中进行低值比较,比较后的低值油中进行低值比较,比较后的低值油压信号压信号P PB B经经1 1:1 1流量放大器流量放大后得到控制油压流量放大器流量放大后得到控制油压P Pb b,经磁力经磁力断路油门控制断路油门控制4 4只中压油动机,操纵中压调节汽门的开度。只中压油动机,操纵中压调节汽门的开度。bb在冷态启动时,由主汽门启动,高压调节汽门的控制在冷态启动时,由主汽门启动,高压调节汽门的控制油压很高,所以高压调节汽门全开,而中压调节汽门油压很高,所以高压调节汽门全开,而中压调节汽门就随主汽门进行调节。当主汽门切换到
13、调节汽门控制就随主汽门进行调节。当主汽门切换到调节汽门控制后,主汽门油压升高,主汽门全开,而由高压调节汽后,主汽门油压升高,主汽门全开,而由高压调节汽门控制机组,当机组负荷达到门控制机组,当机组负荷达到30%30%额定负荷后,中压调额定负荷后,中压调节汽门全开,就不进行节流调节了,以提高经济性。节汽门全开,就不进行节流调节了,以提高经济性。bb中压主汽门受安全油控制,只要安全油一建立,中压中压主汽门受安全油控制,只要安全油一建立,中压主汽门就全开,所以中压主汽门只能全开或全关,不主汽门就全开,所以中压主汽门只能全开或全关,不参与调节。参与调节。bb二、哈尔滨汽轮机厂生产的二、哈尔滨汽轮机厂生产
14、的N600N600型汽轮机调节保安系统型汽轮机调节保安系统bb按设计,按设计,600600MWMW机组正常运行时,是以电调系统为主进机组正常运行时,是以电调系统为主进行工作的,液压调节系统处于备用状态。当电调系统出行工作的,液压调节系统处于备用状态。当电调系统出现故障时,能自动切换到液压调节系统控制运行。为了现故障时,能自动切换到液压调节系统控制运行。为了使切换时不出现功率扰动,造成冲击,要求液压调节系使切换时不出现功率扰动,造成冲击,要求液压调节系统始终跟踪电调系统。为此,在中间错油门上设有一个统始终跟踪电调系统。为此,在中间错油门上设有一个模拟油口模拟油口c c,并设计有切换跟踪错油门。当
15、液压调节系统并设计有切换跟踪错油门。当液压调节系统的状态与电调系统的状态不相符时,跟踪错油门上的电的状态与电调系统的状态不相符时,跟踪错油门上的电触点便接通了同步器上的电机,使之转动,改变液压调触点便接通了同步器上的电机,使之转动,改变液压调节系统(给定)状态,以与电调系统的状态想一致。节系统(给定)状态,以与电调系统的状态想一致。bb为了保证汽轮机在甩掉全负荷时动态超速能维持在允许为了保证汽轮机在甩掉全负荷时动态超速能维持在允许的数值以下,故在系统中设计有超速限制错油门。的数值以下,故在系统中设计有超速限制错油门。第三节第三节 功率频率电液调节功率频率电液调节一、功率频率电液调节的提出 液压
16、式调节系统由调速器感应转速(频率)的变化,通过调节系统去控制调节汽阀的开度,是一种单冲量的转速调节或频率调节。随着机组功率的增加,单元制和再热机组的采用,这种单冲量调节已经不能满足电网的要求,给汽轮机调节提出一些列问题。(1)再热汽轮机采用单元制后,在机组负荷变化较大时,汽轮机进汽压力也发生变化(直流炉更明显),导致汽阀开度相同的条件下,蒸汽流量发生变化,再加上蒸汽压力变化引起的蒸汽作功变化,使得汽阀开度与功率之间的比例关系发生较大的改变。而这个恒定的比例关系是单冲量频率调节的一个重要前提,因为只有满足这个前提,才能满足在一定的转速变化下,有一相应固定不变的功率变化,适应外界负荷变化的要求。否
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