汽轮机数字电液调节系统44页PPT

56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到ห้องสมุดไป่ตู้ ，决不 回头。 ——左
汽轮机数字电液控制系统概述
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿

偏心环油囊式危急遮断器
1—偏心环；2—调整螺母；3—弹簧；4—调整螺杆； 5—套筒；6—衬套；7—顶丝；8—圆柱销；9—泄油孔
危
急
遮
断
油
门
1—拉钩；2—活塞；3—壳体；
4—压弹簧；5—扭弹簧
动作原理
机械超速保护装置即两只飞环式危急遮断器。当 机组转速升至3270~3330r/min时，飞环因离心力 增大克服弹簧力而飞出撞击危急遮断油门的挂钩， 使其脱扣，保安油泄掉，关闭自动主汽门，并通 过危急继动器建立事故油去关闭调节汽门和低压 油动机。通过抽汽阀联动装置关闭各抽汽逆止门。
些
速系统必须能保证使机组顺利并入电网,家
要
负荷到额定、减负荷到零、与电网解列
求
(5)当危急保安器动作后,应保证主蒸汽门关
闭严密
汽轮 机调速系统
转速 感受机构
传动 放大机构
配汽机构
反馈机构
自动主汽门
汽
轮
磁力断路油门
机 主
危急遮断器
要
危急遮断油门
保
护
手动遮断装置
系
OPC超速保护
统
装置
ETS超速保护
直流润滑油泵
直流润滑油泵在机 组事故工况、系统 供油装置无法满足 需要或交流失电的 情况下使用，提供 保证机组顺利停机 需要的润滑油。但
直流事故油泵不能用 于机组起动或正常运 行。
三，注油器
注油器结构如图所示，它是 由喷嘴1。吸油室2，混合室3和 扩压管4组成。压力油以很高的 速度自喷嘴1喷出，将吸油室中 的油带入混合室3，然后进入扩 压管4，在扩压管中油流速度降 低，其速度能转变为压力能。由 此可见，注油器的作用是将小流 量的高压油转换成大流量的低压 油，对主油泵的入口或润滑系统 供油。注油器通常布置在油箱里， 既可使油均匀地进入吸油室，又 可避免漏入空气。

转速恢复
与外界平衡
2.功率频率调节
对于单元制中间再热机组，因有中间热容存在。 外扰 机组负荷变化 锅炉出口压力 造成“内扰” 蒸汽压力的变化将影响蒸汽的作功能力，使蒸汽流量和机组 功率之间的比例关系受到影响， 也就是说，1kg蒸汽作功能力产生变化。 即：同样的转速变化得不到相应的功率变化，不能适应外界 负荷变化的要求。这样，机组转速仍将继续变化，易引起电网频 率和调节系统的不稳定。 引入功率大反馈，即功率偏差信号，对机组功率和转速（频 率）的调节。
❖II象限 转速感受特性—转速与一次控制信号关系 ❖III象限 中间放大特性—一次控制信号与油动机行程关系 ❖IV象限 配汽特性—油动机行程与机组功率关系 ❖I象限 调节系统静态特性—功率与转速关系
一次调频为有差调节，汽轮机功率的改变量 正比于频率偏差。很明显，一次调频后满足了 外界负荷要求，但并不能保持电网频率不变。
频率二次调整
变化周期较长、变动幅度较大，有一定可预 测性。为在电网一次频率调整后，消除频率偏 差，通过调频机组或调频电厂，平移调节系统 静态特性线，改变调频机组的输出功率，补偿 电网负荷的静态频率特性产生的功率变化，使 电网频率维持在额定值。调频器来调整。
❖高压调门过开或过关
设置动态校正器，通过高压调门的过开或过关，用高压缸过增 或过减出力补偿再热器中间容积产生的时滞，改善机组的一次调 频性能。
❖设置旁路系统
为在机组启、停时有效控制再热汽 温和再热器的冷却，设置高压缸及中 低压缸旁路系统。
为在机组甩负荷时防止锅炉超压、 回收工质，设置机组大旁路系统。
液压(错油门、油缸等)部件组成。 当转速增大时，离心应力迅速增加，例如，转速升高到额定转速的120％时，汽轮机转子所承受的应力将接近于额定转速的1.

案例二
1 2 3
控制系统组成
该核电站采用数字电液控制系统，主要由控制器 、伺服阀、传感器和执行器等组成。
控制功能
该系统实现了对汽轮机的压力、温度、流量等关 键参数的监控与控制，确保了核电站的安全稳定 运行。
优点
数字电液控制系统具有高精度、高可靠性、易于 维护等优点，提高了核电站的能源利用效率，同 时降低了人员操作风险。
数据采集：实时采集汽轮机的各种运行 数据，如转速、温度、压力等，为运行 人员提供参考。
自动控制：根据预设的参数和条件，自 动控制汽轮机的启动、停止和运行。
保护功能：在汽轮机发生故障时，及时 发出警报并采取相应的措施，保护设备 和人身安全。
02
汽轮机数字电液控制系 统硬件组成
汽轮机本体
转子
转子是汽轮机的核心部件，由一 组排列成圆形的叶片和中心轴组 成，叶片将蒸汽的热能转化为转 子的机械能。
案例三
控制系统组成
该化工厂采用数字电液 控制系统，主要由控制 器、伺服阀、传感器和 执行器等组成。
控制功能
该系统实现了对汽轮机 的转速、压力、温度等 关键参数的监控与控制 ，确保了化工厂的生产 线稳定运行。
优点
数字电液控制系统具有 高精度、高可靠性、易 于维护等优点，提高了 化工厂的生产效率，同 时降低了设备故障率。
静子
静子是汽轮机的固定部分，包括 汽缸、进汽阀、排汽阀、轴承座 等，静子和转子之间通过轴承固 定。
汽轮机控制系统
转速控制
通过控制进汽阀的开度和蒸汽流量，控制汽轮机 的转速。
负荷控制
通过控制进汽阀的开度和蒸汽流量，控制汽轮机 的输出功率。
温度控制
通过控制蒸汽温度，防止汽轮机过热。

(D D )h2 D h2 (D D D )h2
h2
(D
D )h2 D
D h2
(D D )(h0 hi ) D (h0 hi ) D
h0
D
D D
hi
D D
hi
ri
h0 h2 ht
D D D
hi ht
D D
hi ht
D
D D
ri
D D
ri
从图中可见，调节级效率曲线具有明显 的波折状。这是因为阀全开时，节流损失小， 效率较高。在其它工况下，通过部分开启阀 的汽流受到较大的节流，使效率下降。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
（1）节流调节的结构较简单、制造成本低；
（2）工况变动时，各级焓降(除最末级外)变化 不大，故各级前的温度变化很小，从而减小了由 温度变化而引起的热变形与热应力，提高了机组 的运行可靠性和机动性；
（3）在部分负荷下由于节流损失，机组经济 性下降。
节流调节的应用：节流调节一般用在小机组 以及承担基本负荷的大型机组上。
图3--17 调节级变工况曲线
第三调节阀开启过程中： 第三组喷嘴中一直达不到临界状态；喷嘴压力比随
流量的增大而减小。 第四调节阀开启过程中：
第四调节阀为过负荷阀，第四组喷嘴的变工况特 性与第三组喷嘴相同。
综上所述，调节级焓降是随汽轮机流量的变化而改 变的。
流量增加时，部分开启阀门所控制的喷嘴组焓降增 大，全开阀门所控制的喷嘴组焓降减小。
a、调节级的反动度m=0，且工况变动时反动 度保持不变。

汽轮机电液调节系列培训讲座
汽轮机电液调节系统
主讲人： 主讲人： 熊文辉 杭州浙大威尔科技有限公司
主要内容
Ⅰ、系统构成 Ⅱ、工作原理 安装、 Ⅲ、安装、调试 Ⅳ、典型故障分析
Ⅰ、系统构成
一、主要组成部分 二、主要信号联系 三、基本工作条件
汽源
一、主要组成部分
n n
LSS
给
I
P2
HSS
实
505
阀门限制
KW0 KW1
h
KW
4、调节汽阀：接收0-h，输出蒸汽流量0-最大 调节汽阀：接收0 输出蒸汽流量0
5、汽轮机：接收蒸汽流量0-最大 汽轮机：接收蒸汽流量0 a、空负荷（或某一负荷）输出n实0-最高 空负荷（或某一负荷） 某一转速下，输出0 b、某一转速下，输出0-满负荷
0
n1
n2
h
输出电脉冲。 6、发讯轮，探头：接收n实，输出电脉冲。 发讯轮，探头： 示意图
三、基本工作条件
18电源保） 77VA 电源保持时间14ms 180-264V）47电源保持时间58ms 220VAC （180-264V）47-63HZ 180VA 电源保持时间58ms UPS切换时间 切换时间＜ UPS切换时间＜上述保持时间
1、给定值变化
n
给
n
I
P2
h
蒸汽流量
n
实
2、负荷变化
（ n实 =n给 ）
负荷
n
实
n
I
P2
h
蒸汽流量
n
实
3、蒸汽品质变化
（汽压或/和汽温） 汽压或/和汽温）
n
实
n
I
P2
h
蒸汽流量

“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
自动调节系统的任务
（1）及时调整汽轮机的内功率，满足用户足够的电力（数量、 质量）；
第二节：汽轮机液压调 节系统
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
调速器
滑环
调节汽门
齿轮
直接调节的原理图
～
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
汽压给定
调节系统
功率给定 转速给定
汽ห้องสมุดไป่ตู้机
～
自
动
调
主
节
汽
汽
门
门
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。

Microprocessor-based Electro-Hydraulic Control
School of Mechanical & Power Engineering
上海交通大学机械与动力工程学院
DEH系统技术性能指标都有哪些？
1）控制范围0～3600r/min，精度±1r/min； 2）负荷控制范围0～115%，负荷控制精度0.5%； 3）转速不等率3～6%可调； 4）抽汽压力控制精度1%； 5）系统迟缓率，调速系统<0.06%； 6）甩满负荷下转速超调量小于额定转速的7%，维持3000r/min； 7）平均无故障工作时间MTBF>25000小时； 8）系统可用率不小于99.9%； 9）DEH控制装置运行环境0～40℃，相对湿度10～95%（不结露）； 10）电源负荷率50%，双电源。柜内供电装置1：1冗余，交流双路供电； 11）系统应能承受距离设备1.2米,频率高达470MHz，输出功率5瓦的电 磁和射频干扰； 12）机柜内每种类型I/0模件都应有10%的备用量，每个机柜都应有10% 的模件插槽备用量，DPU处理器负荷率<30%，存储器负荷率<40%； 13）DPU按1：1冗余配置，当主DPU故障时，应能自动无扰切换至备 用DPU。
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
AS方式 AS为外部控制方式Y，N接受ASYN自动同步器通过I/O
输入的增、减指令来调整设定值。
AS方式投运条件：必须在AUTO下，处于调节汽门控制、转速 控制阶段BRA＝0，自动同步器已送来允许信号ASPERM＝1， 系统不在电厂计算机控制方式CDL＝0。在控制系统转换到手 动、发电机并网、“自动同步”允许信号消失时，自动退出 AS。

伺服阀结构(参见伺服阀动画)
伺服阀内部剖面(模型)
DDV阀（D633、D634）
DDV阀与常规伺服阀比较，最大 的区别在于从结构上取消了喷 嘴——挡板前置放大级、用大功 率的直线马达代替了小功率的力 马达。用先进的集成块与微型位 置传感器替代了工艺复杂的机械 反馈装置——力反馈杆与弹簧管。 从而简化了结构，提高了可靠性， 却保持了伺服阀的基本性能与技 术指标。它的抗污染能力比喷 嘴——挡板式的伺服阀强得多。 由于其动态特性与供油压力无关， 因此它可用于各种压力等级的液 压系统。
恒压变量柱塞泵外形图
某型号柱塞泵结构剖面图
顶轴油泵结构
7、将试验取得的读数与原有数值进行比较，可以判定危急遮断器的动作转速是否正常。 当机组发生危急情况时，AST信号输出，这四个电磁阀就失电打开，使AST母管油液经无压回油管路排至EH油箱。 抗燃油控制系统的经常性维护 泄AST油(同时泄OPC油)→ 6、确认超速跳闸装置油压力为正常值后，才可将试验拉杆慢慢返回正常位置。 机组的保护如振动、串轴、低油压、低真空、110%超速等保护均作用于AST电磁阀上； 机械超速或手动超速，均能使安全油降低，通过隔膜阀泄AST遮断油，遮断汽机。 2．检漏及补漏，检查各阀 当OPC油压失去，由弹簧力关闭，封闭压缩空气来气，接通抽汽逆止门通大气，快速关闭抽汽逆止门。 1．高低压蓄能器皮囊漏气或破裂 联接安全油系统与EH油系统,当安全油压力降低到停机值时,通过EH油系统遮断汽机。 2．溢流阀卡死导致溢流 二期顶轴油泵的结构图。 它的抗污染能力比喷嘴——挡板式的伺服阀强得多。 4．冷却水控制开关失灵
(六)快速卸荷见阀结下构图页实物图1、2
EH供油装置(实物图1）
EH供油装置(实物图2）
(二)执行机构

3.利用现代控制技术，采用预测控制， 根据历史和当时负荷波动趋势，预测 负荷变化，通过提前改变燃料量作好 负荷变化的准备，增强一次调频能力， 并使蒸汽参数波动控制在最小范围内， 提高机组运行的经济性和安全性。
6.1.3 汽轮机调节系统的基本组成
调节系统基本组成 ❖转速感受机构 转子转速转变为一次控制信号 ❖中间放大机构 中间功率放大 ❖油动机 执行机构 ❖配汽机构 油动机行程与蒸汽流量非线性校正机构 ❖同步器 单机时改变机组转速和并网时改变机组功率 ❖启动装置 启动冲转、提升转速至同步器动作转速
Байду номын сангаас
电网有功负荷变化的基本特征
电网有功负荷随人们生活、工作 节律而变。基本特征是以24小时为 周期的大幅、慢变上迭加随机、小 幅、快变波动。
➢ 第一类变化
幅度小、周期短，具有随机性。 幅度小于5%，秒级。
➢ 第二类变化
幅度较大、周期较长，有一定可 预测性。大于5%，分级。
➢ 第三类变化
幅度大、周期长，由生产、生活 和气象等节律引起的。
频率一次调整
利用汽轮机转速控制或调节器，感受电网频 率(周波)变化改变有功功率输出，维持同步区 域发电输出与电网负荷平衡。这样的调节过程 称为一次调频。
一次调频为有差调节，汽轮机功率的改变量 正比于频率偏差。很明显，一次调频后满足了 外界负荷要求，但并不能保持电网频率不变。
频率二次调整
变化周期较长、变动幅度较大，有一定可预 测性。为在电网一次频率调整后，消除频率偏 差，通过调频机组或调频电厂，平移调节系统 静态特性线，改变调频机组的输出功率，补偿 电网负荷的静态频率特性产生的功率变化，使 电网频率维持在额定值。调频器来调整。
❖高压调门过开或过关

调节系统
其它保 保护系统 护信号
锅炉
主汽门 调节汽门
发电机 转速
汽轮机 功率
图6-1 汽轮机调节保护系统原理性框图
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
6.1.1供电品质与电网有功功率与频率的调整
供电品质
发电厂的任务是向用户提供品质优良的电能。 电能的品质是电压、频率和波形。
M st
M em
Mf
再热器
过热器 HP IP
M em M f
LP
GEN
M st
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
为什么叫调速系统？ 当外界电负荷增大时，发电机的电磁阻力 矩增大，导致转子的转速下降，反之，转子的 转速上升。
因此，汽轮机应根据转速偏差改变调节汽 门的开度，即改变进汽量和焓降，使蒸汽的驱 动力矩与电磁阻力矩及摩擦力矩相平衡。故汽 轮机调节系统有时称为调速系统。
同步发电机的特性
同步发电机的端电压决定于无功功率，频率 决定于有功功率。无功功率决定于励磁，有功功 率决定于原动机的功率。
故电网的电压调节归励磁系统，频率调节归 汽轮机的功率控制系统。
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
转子运动方程与汽轮机调速
J
d 2
dt 2
➢ 第三类变化
幅度大、周期长，由生产、生活 和气象等节律引起的。
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
频率一次调整
利用汽轮机转速控制或调节器，感受电网频 率(周波)变化改变有功功率输出，维持同步区 域发电输出与电网负荷平衡。这样的调节过程 称为一次调频。

（一）机械液压调节系统（MHC） 1.直接调节系统 调节阀动作所需的能量直接由 调速器供给。
7
第一节 汽轮机控制系统的发展
2.间接调节系统
调节阀动作所需的 能量较大，一般需 要将调速器的输出 位移在能量上加以 放大。
8
第一节 汽轮机控制系统的发展
机械液压调节系统（间接调节系统）
以转速的偏差作为唯一的调节信号，调节过程中一 个转速的变化对应一个负荷的变化，不能实现无差调节。
3
教材及参考书
选用教材
《数字电液调节与旁路控制系统》，降爱琴、
郝秀芳主编. 北京：中国电力出版社，2006年 1月 .
参考书
肖增弘，徐丰. 《汽轮机数字电液调节系统》.
北京：中国电力出版社，2003年 王爽心. 《汽轮机数字电液调节系统》. 北京： 中国电力出版社，2004年
4
热工量（主蒸汽压力、主蒸汽温度、凝汽器真空、 汽缸温度、润滑油压力、轴承温度等）
限制条件 数据采集系统
调节系统 保护系统 顺序控制系统
13
（Data Acquisition System, DAS）
保护条件
控制条件
第二节 汽轮机控制系统的内容
二、调节系统
转速控制、负荷控制、
汽轮机调节 系统的功能 异常工况下的负荷限制、 主汽压力控制以及阀门位置控制等。
9
第一节 汽轮机控制系统的发展
（二）电液调节系统（EHC）
采用功率、频率两个 调节信号，有三种基 本的调节回路：
（1）转速调节回路 （2）功率调节回路
（3）功-频调节回路
10
第一节 汽轮机控制系统的发展
（三）数字式电液控制系统（DEH）