汽轮机调节系统2概论

汽轮机调速系统讲义一、引言汽轮机调速系统是现代电力系统中非常重要的组成部分。

它负责控制汽轮机的转速和功率，确保汽轮机的稳定运行，并对电力系统的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。

本讲义旨在介绍汽轮机调速系统的基本概念、组成、工作原理以及调试和维护等方面的知识，帮助读者更好地理解和掌握汽轮机调速系统的相关内容。

二、汽轮机调速系统的基本概念汽轮机调速系统是指通过调节汽轮机的进汽量来控制汽轮机的转速和功率的系统。

它主要由调速器、执行机构、油系统和控制系统等组成。

调速器是汽轮机调速系统的核心部件，它根据汽轮机的转速和功率等参数，通过调节进汽阀门的开度来控制汽轮机的进汽量，从而维持汽轮机的稳定运行。

三、汽轮机调速系统的组成和工作原理1、调速器调速器是汽轮机调速系统的核心部件，它根据汽轮机的转速和功率等参数，通过调节进汽阀门的开度来控制汽轮机的进汽量。

常见的调速器有离心式调速器和液压式调速器等。

离心式调速器是通过离心力的原理来控制进汽阀门的开度，而液压式调速器则是通过控制油压来调节进汽阀门的开度。

2、执行机构执行机构是汽轮机调速系统的重要组成部分，它负责将调速器的调节信号转化为实际行动，即控制进汽阀门的开度。

执行机构通常由油动机、传动机构和反馈装置等组成。

油动机是执行机构的核心部件，它通过油压的作用来控制进汽阀门的开度。

传动机构将调节信号传递给油动机，反馈装置则将进汽阀门的实际开度反馈给调速器，以便调速器能够更好地控制汽轮机的进汽量。

3、油系统油系统是汽轮机调速系统的能源供应部分，它负责提供压力油来驱动执行机构。

油系统通常由油泵、压力油罐、油管道和阀门等组成。

油泵将油从压力油罐中抽出，通过油管道和阀门将压力油输送到执行机构，以驱动油动机和控制进汽阀门的开度。

4、控制系统控制系统是汽轮机调速系统的神经中枢，它负责接收来自调速器和执行机构的信号，并根据这些信号来控制整个调速系统的运行。

控制系统通常由传感器、逻辑控制器和调节器等组成。

汽轮机调节第一节汽轮机调节的基本概念一、调节系统的基本工作原理及组成汽轮发电机组的运转状态，直接取决于作用在其转子上的力矩之间的关系。

若不计摩擦，则作用在汽轮发电机转子上的力矩有两个：一个是由蒸汽膨胀推动转子旋转的作用力矩M r，其值随进汽量的增加和进汽参数的提高而增大；另一个是由发电机电磁场产生的阻止转子旋转的作用力矩M d,其值随电负荷的增加而增大。

当汽轮发电机组的输出功率满足用户的正常需要时，上述力矩相对平衡，即M r＝M d，转速保持恒定，汽轮机处于稳定工况（或称平衡工况）。

但这种工况只是暂时的，因为外界负荷随时在变动。

当外界负荷以某一稳定工况为基点而减小时，M d,减小，若M r仍维持不变（即进汽量和进汽参数不变），则原有的平衡关系被破坏，M r＞M d，作用力矩在克服反作用力矩之后还有剩余，在此剩余作用力矩作用下，转速上升。

反之，外界负荷增加，M r＜M d，转速下降。

由上可见，满足用户耗电量需要即维持上述力矩平衡，是保证转速一定的先决条件。

调节系统要将转速的变化保持在一较小的规定范围之内，首先应该在平衡关系破坏时，及时改变汽轮机进汽量（或进汽参数），重新建立平衡，恢复稳定工况。

其次，平衡破坏引起转速变化，即转速变化标志着平衡被破坏，因此，调节系统完全可以将转速变化作为原平衡破坏的信号，并将根据这个信号去完成调节过程。

汽轮机调节系统的型式很多，最常见的有全液压式调节系统、半液压式调节系统两种。

第二节汽轮机的保安装置为了保证汽轮机设备的安全，防止汽轮机遇到事故或异常状态时，发生设备损坏事故，除了要求调节系统动作可靠以外，还必须具备必要的保安装置，避免造成设备损坏或事故扩大。

大功率的汽轮机上一般都装有两个危急遮断器及轴向位移、润滑系统的低油压保护等保安装置。

一、超速保护装置——危急遮断器及危急遮断油门汽轮机是在高速下运转的，其转动部件的工作应力和转速有着密切的关系，因为离心力的增加正比于转速的平方，当转速升高时，由于离心力所造成的应力将会迅速增加，例如，当转速升高20％时，应力就接近于额定转速时的1.5倍。

第一章汽轮机调节系统概述无论采用何种形式的控制系统，汽轮机调节的基本任务依然是转速控制与负荷控制，从五六十年代引入模拟电液调节系统以来这个基本任务就没有明显的变化。

为了今后叙述和分析方便，本章首先介绍汽轮机调节的基本原理，建立有关概念。

第一节汽轮机调节系统的功能汽轮机是一种将热能转换成动能的旋转机械。

来自锅炉的高压蒸汽经主汽门和调节汽阀进入汽轮机，通过膨胀做功将能量传递给汽轮机转子，带动同步发电机进一步将动能转换成电能。

汽轮机的功率通常由位于第一级喷嘴前的调节汽阀来控制，假定调节汽阀前蒸汽参数为定值，排汽的背压也维持不变，则汽轮机的功率大致与蒸汽流量成正比。

现在我们来分析作用于汽轮发电机组转子上的蒸汽力矩和发电机转矩的关系，前者是主动力矩，后者是反动力矩，根据牛顿第二定律可列出下列方程：式中：J—汽轮发电机组的转动惯量(kg·m·s2)ω—转子旋转的角速率(s-1 )MT—汽轮机的蒸汽力矩(kgf·m)MG—发电机的电磁转矩(kgf·m)只有当MG = MT时，dω/dt=0，ω=常数，即汽轮机的主动力矩等于发电机的阻力矩时，汽轮发电机组才以稳定的转速运转。

但两个转矩平衡的情况只是暂时的，在外界负荷改变时MG也将变化，另外MT也会受到一些参数的影响而变化。

图1-1中的MT表示汽轮机的蒸汽转矩和转速的关系曲线，称为汽轮机的内特性，曲线MT 1和MT2 对应于两个不同的进汽量，MT1对应的进汽量大于MT2对应的进汽量。

式中D为进入汽轮机的蒸汽流量H0为绝对焓降η0e为汽轮机相对内效率n 为汽轮机转速发电机转矩一般与转速有关，以MG=f(n)表示，称为发电机特性，它主要取决于外界负载的特性。

例如，当发电机转速(电网频率)改变时，电网中电动机的转速也随之改变，对应于拖动水泵或风机的电动机，则其阻力转矩与转速的平方成正比；对于带动金属切削机床之类的电动机，其阻力转矩与转速的一次方成正比；对于电阻类负荷(如白炽灯)，则阻力转矩与转速无关。

汽轮机调节系统汽轮机调节系统是指自动化的控制系统，用于控制、监测和调节汽轮机的运行状态和性能。

它由一系列传感器、执行器、逻辑控制器和人机界面组成，可以自动实现汽轮机的启动、运行及停机等过程，并保证汽轮机的稳定运行和安全性能。

一、汽轮机调节系统的组成1. 传感器汽轮机传感器主要包括温度传感器、压力传感器、转速传感器等。

这些传感器可以监测汽轮机的运行状态和性能，输出运行参数的信号给控制系统，以进行调节和控制。

2. 执行器汽轮机执行器包括流量控制阀、进气阀、汽门调节器、涡轮控制器等。

这些执行器根据控制信号，对汽轮机的进气量、排气量、转速等进行调节，以保证汽轮机的运行稳定。

3. 逻辑控制器汽轮机逻辑控制器是汽轮机调节系统的核心部件，它根据传感器和执行器的信号，利用控制算法和逻辑关系，控制汽轮机的运行状态和性能。

它可以自动控制汽轮机的启动、运行、停机等过程，并保证汽轮机的安全性能。

4. 人机界面汽轮机人机界面是指操作员通过控制系统进行监测和操作的界面，通常使用触摸屏、显示屏、键盘等。

它可以显示汽轮机的运行状态、报警信息等，同时也可以进行参数设置、运行模式切换、系统调试等操作。

二、汽轮机调节系统的工作原理1. 自动控制模式汽轮机调节系统采用自动控制模式，即汽轮机运行过程中，系统自动调节汽轮机的运行参数，以保证汽轮机的稳定运行。

它通过控制汽轮机的进气量、排气量、转速等参数，实现对汽轮机的控制和调节。

2. 开环控制和闭环控制汽轮机调节系统采用开环控制和闭环控制相结合的方式来控制汽轮机的运行参数。

在汽轮机启动的初期，采用开环控制来控制汽轮机的进气量、排气量等参数，以获得稳定的运行状态。

后期，采用闭环控制来进行精细控制，根据传感器的反馈信号进行调节，保证汽轮机的稳定运行。

3. 报警保护汽轮机调节系统采用多级报警保护措施，当汽轮机出现故障或超过安全范围时，及时发出报警信号，以保障汽轮机的安全性能。

同时，系统还具有自动停机和自动断电保护功能，确保汽轮机及周边设备的安全运行。

汽轮机调节系统详细概述汽轮机调节系统是一种通过控制汽轮机的燃料供给和汽轮机负荷来实现对汽轮机运行状态进行调节的系统。

它是汽轮机控制系统的一个重要组成部分，主要用于实现汽轮机的稳定运行、负荷调节和应对突发负荷变化等功能。

下面将对汽轮机调节系统的工作原理、组成以及关键技术进行详细概述。

汽轮机调节系统的工作原理主要包括测量和控制两个过程。

首先，通过各种传感器对汽轮机的运行参数进行实时测量，包括汽轮机的转速、温度、压力、燃料供给量等。

这些测量值会被送至汽轮机调节系统中的控制器，用于分析和判断汽轮机的运行状态。

控制的过程是汽轮机调节系统的核心部分，主要包括燃料控制和负荷调节。

燃料控制是通过控制汽轮机的燃料供给量来调节汽轮机的输出功率，实现负荷的调节。

燃料控制系统通常由燃气喷嘴、燃气调节阀、燃气控制系统等组成。

当负荷增加时，系统会向燃料控制系统发送信号，要求增加燃料供给量；当负荷减少时，系统则会减少燃料供给量。

这样可以确保汽轮机在不同负荷下的运行稳定。

负荷调节是指根据负荷需求实时调整汽轮机的输出功率。

负荷调节系统通常由减压器、逆功率装置、液力偶合器等组成。

当外部负荷变化时，系统会自动调整汽轮机输出功率，以满足负荷需求。

例如，当外部负荷减少时，逆功率装置会减小汽轮机的负荷，以防止汽轮机速度过高；当外部负荷增加时，逆功率装置则会增加汽轮机的负荷，以保证汽轮机的稳定运行。

汽轮机调节系统还包括一些附属部件，如漏气阀、排泄系统等，用于处理汽轮机在运行过程中可能出现的问题。

漏气阀用于控制汽轮机排气，保证系统的安全稳定。

排泄系统用于排除系统中积累的气体和杂质，以确保系统的正常工作。

汽轮机调节系统的关键技术主要包括传感技术、控制算法以及安全保护技术等。

传感技术负责实时获取汽轮机运行参数的测量值，并将其传输至控制器进行处理。

控制算法根据传感器传来的信号，利用各种控制策略进行运算和判断，并得出控制命令。

安全保护技术用于监测汽轮机运行状态，一旦检测到异常情况，系统将会采取相应的保护措施，避免发生事故。

汽轮机调节系统2概论一、汽轮机调节系统的作用汽轮机调节系统的主要作用是实现汽轮机在不同负荷条件下的稳定运行，确保机组的安全性、可靠性和经济性。

它可以根据负荷变化自动调节汽轮机的转速和功率，保持负荷与发电机输出功率之间的平衡，以提高机组的调节性能和动态响应能力。

二、汽轮机调节系统的组成1.传感器：用于感知汽轮机关键参数，如转速、负荷、温度、压力等，将感知到的参数反馈给调节系统。

2.调节器：根据传感器获取到的参数，对汽轮机的控制执行机构进行调节。

调节器通常由调节阀、调节阀控制器、速度调节器等组成。

3.控制系统：用于接收传感器反馈的信号并进行处理，计算出调节器需要调整的控制量，并向调节器发送控制信号。

控制系统通常由控制器、控制算法和控制回路等组成。

4.辅助系统：包括供油系统、供气系统、水处理系统等。

这些系统为整个汽轮机调节系统的正常运行提供必要的辅助支持。

三、汽轮机调节系统的工作原理1.负荷响应：当电网负荷需求发生变化时，传感器会感知到负荷的变化，并将信号传送给控制系统。

2.控制信号生成：控制系统根据传感器的反馈信号，通过控制算法计算出调节器需要执行的控制量，并将其转化为相应的控制信号。

3.调节执行：调节器接收到控制信号后，根据信号的大小调整调节阀门的开度，以控制汽轮机的负荷。

4.负荷平衡：调节器不断调整汽轮机的负荷，使其与电网负荷需求保持平衡，以确保机组的稳定运行。

四、汽轮机调节系统常见问题1.响应速度慢：调节系统响应速度慢可能导致负荷与发电机输出功率之间的失衡。

可以通过优化控制算法和改进调节器设计等措施来提高响应速度。

2.震荡现象：调节系统存在震荡现象可能导致汽轮机的负荷不稳定，严重时会引发机组振动。

可以采取控制技术调整响应速度和补偿器控制来解决。

3.故障检测：调节系统出现故障时，应及时进行故障检测和排除，以确保机组正常运行。

可以采用自动故障检测和告警系统来提高故障发现的准确性和效率。

总结：汽轮机调节系统是实现汽轮机稳定运行的重要系统，具有保证机组安全性、可靠性和经济性的重要作用。