汽轮机液压调节系统.

0前言随着国家对能源环保的重视,我公司对废气(汽)也进行充分的利用。

根据炼铁高炉富余煤气和转炉富余蒸汽,陆续建成两台12MW煤气发电机组、一台25MW煤气发电机组和一台6MW饱和蒸汽发电机组。

1、2#机组调节系统为纯液压调节。

3#、4#调节系统为数字电液控制系统(Digital Electric Hydraulic control system),简称DEH。

通过近几年的运行对比,DEH系统明显优于纯液压控制系统。

1DEH系统与液压系统区别1.1信号采集不同1、2#机组调节系统由机械部件组成,以油压做为感受转速的信号和传递动力;3、4#机组采用电子元件对转速、功率等信号进行测量和计算,使用液压机械对配汽机构进行驱动。

1.2组成结构不同在结构上,调节系统可分为感应机构、传动放大机构、执行机构和反馈机构四个部分。

1.2.1感应机构、传动放大机构:纯液压调节系统由离心式径向钻孔泵来感受外界电负荷变化引起机组转子转速的变动,离心式径向钻孔油泵特点之一、当进口油压一定时,油泵出口油压的变化与转速的变化成正比例;第二、当进口油压一定时,油泵出口油压仅与汽轮机转速有关,而与油的流量几乎无关,它的P-Q曲线是条与横坐标几乎平行的水平线,减少了油压的波动。

因此,油泵的出口油压随转速升高而升高,反之则下降。

主油泵在转速变化时发出的油压变化信号是很小的,而调速汽门受到的蒸汽作用力却比较大,通过将油泵出口的油压变化放大后,再去控制调速汽门。

油压作用在油门底部引起压力变换器内滑阀的移动,脉冲油压信号经压力变换器进行一级放大后经油动机进行二次放大,然后驱动油动机动作。

其动作过程图如下:图1全液压调节系统动作过程方块图DEH分为电子控制部分和液压调节保安部分。

电子控制系统部分主要包括操作员站、HUB、控制柜等。

控制柜中除配有与通常DCS 系统相似的开入、开出、模入、模出I/O模块外,还配有DEH专用模块———测速单元、伺服单元。

DEH 的基本工作原理DEH控制系统的主要目的是控制汽轮发电机组的和功功率，从而满足电厂供电的要求。

对于供热机组DEH控制还将控制供热压力或流量。

DEH系统设有转速控制回路，电功率控制回路，主汽压控制回路，超速保护等基本控制回路以及同期，调频限制，信号选择，判断等逻辑回路。

DEH系统通过电液伺服阀控制高压阀门，从而达到控制机组转速，功率的目的。

机组在启动和正常运行过程中，DEH接收CCS指令或操作人员通过人机接口所发出的增减指令，采集汽轮机组的转速和功率以及调节阀的位置反馈等信号，进行分析处理，综合运算，输出控制信号到电液伺服阀，改变调节阀的开度，以控制机组的运行。

机组在升速过程中（即机组没有并网），DEH控制系统通过转速调节回路来控制机组的转速，功率控制回路不起作用。

在此回路下，DEH控制系统接收现场汽轮机的转速信号，经DEH三取二；逻辑处理后，作为转速的反馈信号。

此信号与DEH的转速设定值进行比较后，送到转速回路调节器进行偏差计算，PID调节，然后输出油动机的开度给定信号到伺服卡。

此给定信号在伺服卡内与现场LVDT油动机位置反馈信号进行比较后，输出控制信号到电液伺服阀控制油动机的开度，即控制调节阀的开度，从而控制机组转速。

升速时操作人员设置目标转速和升速率。

机组并网后，DEH控制系统便切到功率控制回路，汽机转速作为一次调频信号参与控制。

在此回路下有两种调节方式：（1）阀位控制方式（功率反馈不投入。

,）：在这种情况下负荷设定是由操作员设定百分比进行控制。

设定所要求的开度后，DEH输出阀门开度给定信号到伺服卡，与阀位反馈信号进行比较后输出控制信号到电液伺服阀从而控制阀门开度，以满足要求的阀门开度。

在这种方式下功率是以阀门开度作为内部反馈的，在实际运行时可能有误差，但这种方式对阀门特性没有高的要求(2)功率反馈方式：这种情况下，负荷回路调节器起作用。

DEH接收现场功率信号与给定功率进行比较后送到负荷回路调节器进行差值放大，综合运算，PID调节输出阀门开度信号到伺服卡，与阀位反馈信号进行比较后，输出控制信号到电液伺服阀，从而控制阀门的开度，满足要求的功率。

汽轮机液压调节系统目录第一章系统介绍第二章 EH系统第一节概述第二节主要技术参数第三节供油系统第四节执行机构第五节危急遮断系统第六节检修工艺第七节EH系统的故障及处理第三章主汽阀和调速汽阀第一节概述第二节高压主汽阀第三节高压调节汽阀第四节中压主汽阀第五节中压调节阀第六节故障及处理方法第四章保安系统第一节保安系统第二节危急遮断器第三节危急遮断油门第四节手动停机解脱阀第五节注油压出试验第一章系统介绍一、要求汽轮机运行对调节系统的要求是：当外部系统负荷不变时，保持供电的频率不变；当外部系统负荷变化时，迅速改变汽轮机组的功率，使其与系统的变化相适应，维持供电频率在允许范围内变化（一次调频）；当供电频率超出或将要超出允许变化范围时，应能将其调整至变化范围之内（二次调频）；当机组甩负荷时，保证机组动态转速不超过最大允许值（3300）；能适应机组各种启动、停机工况，并在设备故障时限制机组的负荷。

1、机组启动特点及对调节的要求机组启动采用中压缸冲转启动方式，当机组负荷达到额定功率的20时，中压调节阀的开度为100，当机组负荷大于额定功率的20时，中压调节阀保持全开状态。

当负荷达到额定功率的15时，高压缸调节阀开始打开，在三个高压缸调节阀全开时，负荷达到额定功率的35左右，在负荷为额定功率的35-91时，机组滑压运行，高压调节阀保持三个全开；当负荷大于额定功率的91时，机组转入定压运行，第四个调节阀逐渐开大，直至额定负荷。

2、参加调频为使机组能参加一次调频，在定压运行范围内当供电频率变化时调整调节阀的开度；在滑压运行时，当外系统负荷变化，能调整进汽参数，以使机组功率与外负荷相适应。

为使机组能参加二次调频，调节系统内设置类似同步器的机构，通过它可人为的改变调速汽门的开度或蒸汽压力。

二、组成和功能电液调节系统由电子调节装置和液压执行机构两部分组成。

调节装置根据机组运行状态和外系统负荷变化的要求发出调节信号，经调节、放大，转换成可变的控制电流，送至电动液压放大器，转换成液压控制信号，经过油动机的二次液压放大，控制调节阀的开度。

汽轮机DEH调节系统简介四、汽轮机DEH调节系统简介' E8 Q2 J1 Z- E" \调节系统的发展大致经过了以下几个阶段：机械式调速器调节系统，液压式调速器调节系统，模拟式功频电液调节系统(AEH)，数字式功频电液调节系统(DEH)。

目前大机组上广泛采用了DEH调节系统。

（一）DEH调节系统的原理( J5 _5 k9 h0 W5 o8 vDEH调节的原理方框图如图3.5.4所示，该系统与AEH系统的主要区别是用数字计算机代替原有的调节器。

c `; r; y6 l$ {/ ]; B数字计算机又称为中央处理单元，调节算法程序预先编好存于计算机中，当转速、功率和给定信号输入计算机时，计算机按程序计算结果输出信号，经过处理后控制调节汽门。

采样器是将实测的功率和转速模拟量信号输入模／数转换器(A／D)。

模／数转换器用来将模拟量转换成数字量；数／模转换器(D／A)是将数字量转换成模拟量。

电液伺服阀即电液转换器，用来将电气信号转换成油压信号，以驱动油动机。

, M' d) p5 }* L8 t 由方框图可见，转速和功率信号形成两个反馈回路，当外界负荷变化时，汽轮机转速变化，频率采样器产生的模拟电压信号通过模数转换器转换成数字量，转速变化的数字量输入计算机，计算机输出计算结果，经过数模转换器输出模拟量，此信号再输入电液伺服阀，从而控制阀门开度，使汽轮机功率相应改变。

同理，功率变化信号也经过采样器和模数转换器，其数字量输入计算机，将此信号与转速相应信号比较，当转速和功率两个信号的变化值相互抵销时，调节系统动作结束。

这就是DEH的简单调节原理。

7 l) {" D# n" }- `, f8 c) J: \. Z （二）DEH系统的组成# Y8 u* U0 X S/ N国产引进型300MW汽轮机调节系统采用的是DEHⅢ型控制系统。

如图3.5.5(请点击）为简化的DEH及其附属系统方框图。

汽轮机介绍之调节系统之主汽门及液压控制部分主汽门及液压控制部分是汽轮机调节系统的重要组成部分，它负责控制和调节汽轮机的动力输出。

本文将从主汽门的作用、结构和工作原理、液压控制系统的组成和工作原理两个方面进行详细介绍。

一、主汽门的作用、结构和工作原理主汽门是汽轮机中的关键部件，它的作用是控制工作介质（蒸汽）进入和退出汽轮机的转子部分。

主汽门通常由调速器、传动装置和阀门本体三部分组成。

主汽门的结构一般包括汽门阀身、活动部分及其配件。

汽门阀身为刚性结构，承受工作介质的压力和温度，并提供阀座和工作孔，以确保合适的通道和流动状态。

活动部分包括汽门阀盘、阀杆和阀杆导向结构，通过电磁铁和控制杆维持正常的工作状态。

主汽门工作原理如下：当调节系统接收到来自感应器和控制器的反馈信号后，调速器会调整电磁铁的电流，改变活动部分的位置以控制汽门的开度。

蒸汽通过阀门本体流动时，工作介质的流速和流量大小将会随着活动部分的移动而改变，从而实现对蒸汽流量的调节和控制。

二、液压控制系统的组成和工作原理液压控制系统是主汽门的关键组成部分，它通过液压油流动的方式将调节信号转化为汽门的机械运动。

液压控制系统一般由液压阀、油压油罐、泵站和液控装置等部件组成。

液压阀是控制系统的核心元件，它可以接收调节器发出的控制信号，并根据信号的大小和方向调整阀门开度。

油压油罐负责提供稳定的液压油压力，并保证系统的运转稳定。

泵站则负责向液压阀供应所需液压油。

液压控制系统的工作原理如下：当调节器接收到来自感应器的反馈信号后，它会将信号转化为电气信号，并传递给液控装置。

液控装置将电气信号转化为液压信号，并传递给液压阀。

液压阀接收到液压信号后，会调整阀门开度，进而改变主汽门的位置和开度。

液压油通过液压控制系统流动，实现了汽轮机主汽门的控制和调节。

总结：主汽门及液压控制部分是汽轮机调节系统的重要组成部分，它通过控制汽门的开度和位置，实现对汽轮机的动力输出的控制和调节。

汽轮机调节系统发展史本文从机械液压式调节系统MHC、电气液压式调节系统EHC、纯电调节系统模拟式电液调节系统AEH、数字式电液调节系统DEH几个方面分析了汽轮机调节系统发展史。

标签：汽轮机；调节系统；发展史1 汽轮机调节系统发展1.1 机械液压式调节系统MHC20世纪初开始使用，属于早期的汽轮机调节系统，也称液调，全称机械液压式调节系统（Mechanical Hydraulic-Control，MHC）。

主要由转速感应机构，传动放大机构，执行机构，反馈装置等部件组成。

当用户用电量减少时，转速上升，调速飞锤离心力增大，带动滑环向上移动，滑环通过杠杆使调节气门向下关小，从而减小汽轮机进汽量，机组功率减小。

直接调节系统力矩较过小，无法满足调节汽门的正常开关，配汽机构在配汽机构中加入液压元件，便很好的解决了这一难题。

转速上升，滑阀通过杠杆带动错油门阀芯向上移动，压力油通过阀芯油口进入油动机活塞的上部，同时油动机的下油室与泄油口接通，油动机活塞向下移动，关小汽机调节汽阀，同时杠杆以滑阀为中心带动错油门阀芯下移回中，切断油动机上下腔室油口，压力油停止流通，调速系统达到一个新的平衡状态。

这也形成了最初的机械液压调节系统——离心式液压调节系统。

液压执行机构因响应快，力矩大，传动平稳，调节范围广至今仍在使用。

此时的调速系统按调节系统感应机构分类，有机械离心式调速器和液压式调速器。

机械离心式调速器有两种，一种如上介绍的低速重锤式离心调速器；另一种为高速弹簧片式离心调速器。

而液压式离心调速器，以转速为输入信号，油压为输出信号。

常见的有径向钻孔泵调速器和旋转阻尼调速器。

这种带同步器的液压式调节系统结构复杂，反应慢，由于机械间隙引起的迟缓率较大，且静态特性只能平移不可以按要求进行改变，不能满足现代机组需求，慢慢的退出历史舞台。

但该调节系统能够满足机组的日常运行要求，所以很多厂至今仍在使用。

1.2 电气液压式调节系统EHC随着汽轮发电机组单机容量的不断增大和电网自动化水平的提高，以及电器元件的发展和利用，产生了电气液压控制系统（Electro-Hydraulic Control，EHC），简称电液控制装置。

燃气轮机的控制系统包括调节系统、操纵系统和保安系统。

控制系统的功能是把机器的工况控制在安全允许的范围内，以满足负荷方面的要求和机器本身经济性和使用寿命方面的要求。

各系统的内容和复杂程度随机器的用途和容量大小而异。

机械液压式控制系统曾在燃气轮机中占统治地位，但它难于组成高度自动化的复杂系统。

后来出现的电子液压式系统功能强，能完成综合运算、逻辑判断等任务，可以组成高度自动化的复杂系统，并能利用计算机和实现遥控，已广泛用于燃气轮机控制系统。

调节系统它控制正常运行工况，主要满足负荷方面的要求，在有些情况下还能满足经济性方面的要求。

这些要求是靠调节器自动改变燃料消耗率G (千克／秒)，有时还转动压气机或透平的可调静叶,以控制转速、燃气初温3等，使其按预定的调节规律变化来达到的。

根据实测转速与其给定值[xx]之间的差值来改变G，以保证符合= [xx]这一调节规律的转速调节器，在燃气轮机中得到广泛的应用。

如果最终G 的改变量正比于这一差值，便不能达到精确地等于[xx]，这种调节称为有差调节。

如要只要存在差值就不断改变G，则有可能最终消除这个差值，使精确地等于[xx]，这种调节称为无差调节。

带动同步发电机的燃气轮机的基本调节规律是输出轴转速=[xx]的有差调节。

其稳态转速随功率下降而增高(见汽轮机控制系统)。

若使正比于转速的信号加上正比于功率的信号等于某一给定值作为调节规律（称为功频调节），也可得到与转速有差调节同样的稳态结果。

单轴燃气轮机-发电机（图1a[燃气轮机-负荷]）使用图2a、b中的调节系统;分轴燃气轮机-发电机（图1b[燃气轮机-负荷]）使用图2c [调节系统框图]、d[调节系统框图]、e[调节系统框图]、f[调节系统框图]的调节系统。

这些调节系统都有如下功能：①单独发电情况下，负荷变化时能保持输出轴转速在给定值附近，并可通过改变给定值来改变转速；②并网发电情况下，负荷变化时能保持电网频率在额定值附近，并自动按各并网机器的调节系统特性来分配负荷变化的份额。