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汽轮机原理第六章

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汽轮机工作原理ppt课件

汽轮机工作原理ppt课件

整理版课件
67
轴向位移保护装置
各种原因造成轴向推力过大时将导致推力瓦的 乌金融化，转子产生不允许的轴向位移，使汽轮机 动静摩擦。
功能：当轴向位移达到一定值，发出报警信号，当轴 向位移达到危险值，自动保护装置动作，切断汽源停 机。
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68
润滑油压保护装置
实例：600MW机组采用疏水全逐级自 流系统。为简化系统，没采用蒸汽冷却器、 疏水冷却器，而分别在高加设置了蒸汽冷 却段和疏水冷却段，在低加设置疏水冷却 段，疏水冷却效果好。
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44
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45
低压加热器
卧式
立式
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46
高压加热器
卧式
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47
❖ 三、除氧器
1.给水除氧的任务 除去给水中溶解的氧和其它气体，防
17
第二节 汽轮机本体主要结构
静止部分：
汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等。
转动部分：
主轴、叶轮、叶片、联轴器等
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18
一、汽缸
作用： 封闭汽室、支承内外零部件
结构形式：
高压缸 按进汽参数的不同： 中压缸
单层缸 按汽缸的内部层次： 双层缸
按汽缸形状：
低压缸 有水平接合面
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无水平接合面
三层缸
止热力设备及管道的腐蚀和传热恶化。气 体主要来源是补充水及真空系统。
2.除氧方法 热力除氧：将给水加热至除氧器压力
下的饱和温度，水蒸气的分压力接近水面 上的全压力，其它气体的分压力趋近于零， 则溶解在水中的气体将从水中逸出被除掉。
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48
❖ 原理：
1.亨利定律 单位体积中溶解的气体量b与水面上该

《汽轮机原理》习题与答案

《汽轮机原理》习题与答案

《汽轮机原理》目录第一章汽轮机级的工作原理第二章多级汽轮机第三章汽轮机在变动工况下的工作第四章汽轮机的凝汽设备第五章汽轮机零件强度与振动第六章汽轮机调节模拟试题一模拟试题二参考答案第一章汽轮机级的工作原理一、单项选择题1.汽轮机的级是由______组成的。

【 C 】A. 隔板+喷嘴B. 汽缸+转子C. 喷嘴+动叶D. 主轴+叶轮2.当喷嘴的压力比εn大于临界压力比εcr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1【 A 】A. C1<C cr B. C1=C crC. C1>CcrD. C1≤C cr3.当渐缩喷嘴出口压力p1小于临界压力pcr时，蒸汽在喷嘴斜切部分发生膨胀，下列哪个说法是正确的？【 B 】A. 只要降低p1，即可获得更大的超音速汽流B. 可以获得超音速汽流，但蒸汽在喷嘴中的膨胀是有限的C. 蒸汽在渐缩喷嘴出口的汽流流速等于临界速度CcrD. 蒸汽在渐缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度Ccr4.汽轮机的轴向位置是依靠______确定的？【 D 】A. 靠背轮B. 轴封C. 支持轴承D. 推力轴承5.蒸汽流动过程中，能够推动叶轮旋转对外做功的有效力是______。

【 C 】A. 轴向力B. 径向力C. 周向力D. 蒸汽压差6.在其他条件不变的情况下，余速利用系数增加，级的轮周效率ηu【 A 】A. 增大B. 降低C. 不变D. 无法确定7.工作在湿蒸汽区的汽轮机的级，受水珠冲刷腐蚀最严重的部位是：【 A 】A. 动叶顶部背弧处B. 动叶顶部内弧处C. 动叶根部背弧处D. 喷嘴背弧处8.降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施？【 D 】A. 加隔板汽封B. 减小轴向间隙C. 选择合适的反动度D. 在非工作段的动叶两侧加装护罩装置9.火力发电厂汽轮机的主要任务是：【 B 】A. 将热能转化成电能B. 将热能转化成机械能C. 将电能转化成机械能D. 将机械能转化成电能10.在纯冲动式汽轮机级中，如果不考虑损失，蒸汽在动叶通道中【 C 】A. 相对速度增加B. 相对速度降低；C. 相对速度只改变方向，而大小不变D. 相对速度大小和方向都不变11.已知蒸汽在汽轮机某级的滞止理想焓降为40 kJ/kg，该级的反动度为0.187，则喷嘴出口的理想汽流速度为【 D 】A. 8 m/sB. 122 m/sC. 161 m/sD. 255 m/s12.下列哪个说法是正确的【 C 】A. 喷嘴流量总是随喷嘴出口速度的增大而增大；B. 喷嘴流量不随喷嘴出口速度的增大而增大；C. 喷嘴流量可能随喷嘴出口速度的增大而增大，也可能保持不变；D. 以上说法都不对13.冲动级动叶入口压力为P1，出口压力为P2，则P1和P2有______关系。

《汽轮机原理》讲稿第06章061a刘1

《汽轮机原理》讲稿第06章061a刘1
15
图5—34a,b
16
3．围带、拉金对外片汽流弯应力的影响 围带、 用围带或者拉金将单个叶片连成叶片组： 改善叶片的振动特性； 可以设置轴向汽封以减少漏汽； 围带和拉金的质量增加了叶片的离心力； 叶片产生弯曲变形而使围带和拉金相应产生弯曲变形， 从而形成对叶片的反力矩，该反力矩可以部分地抵消汽 流力引起的弯矩。
6
2．变截面叶片
对于径高比
θ
＜10的级为长叶片级。对于长叶片，如果采用等截面叶片，
则叶片叶根拉应力会很大，无法满足强度要求。为了减少离心力，把叶片做 成变截面形式。变截面叶片在任意半径R处的截面所承受的离心力为
离心拉应力为
C = F ( R ) ρω 2 RdR = ρω 2 F ( R ) RdR
（5——7）
式中 C R ——叶片型线部分的离心力(MN)；
C s ——一个节距围带段的离心力(MN)； C w ——一个节距拉金段的离心力(MN)。
9
(二) 叶片的弯曲应力
1．蒸汽作用力引起的弯曲应力 蒸汽对叶片产生作用力，可以分解为圆周分力和轴向分力。 蒸汽作用力的大小和级的焓降、反动度及流过叶栅的蒸汽量有关。 圆周分力为 G Fu = (c1u c2u ) （5——10） ze 或者 （5——11） Ghtη u 1000 Pu
（5——23）
在最大惯性轴（Ⅱ—Ⅱ）平面内，围带作用在叶片的实际弯矩为
12 E s I s H s ( z 1) cos 2 β Ms = ts z
式中 E s ——围带材料的弹性模量(
dy （5——24） dx x =l
)；
N / m 2 )；
I s ——围带截面的惯性矩(
z 1 z
在计算时，通常把叶片看成一端刚性固定的悬臂梁，并假定 载荷沿叶片高度均匀分布，这样均布载荷为 q = F ， l 则离叶片根部x处的任意截面上的弯矩为

《汽轮机原理》习题及答案

《汽轮机原理》习题及答案

《汽轮机原理》目录第一章汽轮机级的工作原理第二章多级汽轮机第三章汽轮机在变动工况下的工作第四章汽轮机的凝汽设备第五章汽轮机零件强度与振动第六章汽轮机调节模拟试题一模拟试题二参考答案第一章汽轮机级的工作原理一、单项选择题1.汽轮机的级是由______组成的。

【 C 】A. 隔板+喷嘴B. 汽缸+转子C. 喷嘴+动叶D. 主轴+叶轮2.当喷嘴的压力比εn大于临界压力比εcr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1【 A 】A. C1<C crB. C1 =C crC. C1>C crD. C1≤C cr3.当渐缩喷嘴出口压力p1小于临界压力p cr时，蒸汽在喷嘴斜切部分发生膨胀，下列哪个说法是正确的？【 B 】A. 只要降低p1，即可获得更大的超音速汽流B. 可以获得超音速汽流，但蒸汽在喷嘴中的膨胀是有限的C. 蒸汽在渐缩喷嘴出口的汽流流速等于临界速度C crD. 蒸汽在渐缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度C cr4.汽轮机的轴向位置是依靠______确定的？【 D 】A. 靠背轮B. 轴封C. 支持轴承D. 推力轴承5.蒸汽流动过程中，能够推动叶轮旋转对外做功的有效力是______。

【 C 】A. 轴向力B. 径向力C. 周向力D. 蒸汽压差6.在其他条件不变的情况下，余速利用系数增加，级的轮周效率ηu【 A 】A. 增大B. 降低C. 不变D. 无法确定7.工作在湿蒸汽区的汽轮机的级，受水珠冲刷腐蚀最严重的部位是：【 A 】A. 动叶顶部背弧处B. 动叶顶部内弧处C. 动叶根部背弧处D. 喷嘴背弧处8.降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施？【 D 】A. 加隔板汽封B. 减小轴向间隙C. 选择合适的反动度D. 在非工作段的动叶两侧加装护罩装置9.火力发电厂汽轮机的主要任务是：【 B 】A. 将热能转化成电能B. 将热能转化成机械能C. 将电能转化成机械能D. 将机械能转化成电能10.在纯冲动式汽轮机级中，如果不考虑损失，蒸汽在动叶通道中【 C 】A. 相对速度增加B. 相对速度降低；C. 相对速度只改变方向，而大小不变D. 相对速度大小和方向都不变11.已知蒸汽在汽轮机某级的滞止理想焓降为40 kJ/kg，该级的反动度为0.187，则喷嘴出口的理想汽流速度为【D 】A. 8 m/sB. 122 m/sC. 161 m/sD. 255 m/s12.下列哪个说法是正确的【 C 】A. 喷嘴流量总是随喷嘴出口速度的增大而增大；B. 喷嘴流量不随喷嘴出口速度的增大而增大；C. 喷嘴流量可能随喷嘴出口速度的增大而增大，也可能保持不变；D. 以上说法都不对13.冲动级动叶入口压力为P1，出口压力为P2，则P1和P2有______关系。

《汽轮机原理》幻灯

《汽轮机原理》幻灯
13
§ 1—6
长 叶 片 级
一
长叶片级概述
(1)沿叶高圆周速度不同引起损失：
从叶根到叶顶，其相应的圆周速度相差很 大。（如200MW汽轮机的末级叶片，平均 直径为2000 mm, 叶高为665 mm, 径高比 = 3，其叶顶的圆周速度为418.6 m/s， 而叶根的的圆周速度为209.7m / s，二者相 差一半）。 除了平均直径附近处之外，其余直径处 的汽流在进入动叶通道时，都会有不同 程度的撞击现象发生。
12
思考题：
8.降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施？ A. 加隔板汽封 B. 减小轴向间隙 C. 选择合适的反动度 D. 在非工作段的动叶两侧加装护罩装置 9.火力发电厂汽轮机的主要任务是： A. 将热能转化成电能 B. 将热能转化成机械能 C. 将电能转化成机械能 D. 将机械能转化成电能 10.在纯冲动式汽轮机级中，如果不考虑损失，蒸汽在动叶通道中 A. 相对速度增加 B. 相对速度降低； C. 相对速度只改变方向，而大小不变 D. 相对速度大小和方向都不变 11 蒸汽流动过程中，能够推动叶轮旋转对外做功的有效力是______。 A. 轴向力 B. 径向力 C. 周向力 D. 蒸汽压差 12.在其他条件不变的情况下，余速利用系数增加，级的轮周效率ηu A. 增大 B. 降低 C. 不变 D. 无法确定 13.工作在湿蒸汽区的汽轮机的级，受水珠冲刷腐蚀最严重的部位是： A. 动叶顶部背弧处 B. 动叶顶部内弧处 C. 动叶根部背弧处 D. 喷嘴背弧处
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四、级通流部分主要尺寸的确定 本节的主要内容是计算级通流部分的主要尺寸，即喷嘴叶栅 和动叫栅的出口高度。需要注意以下几点： １、部分进汽度 部分进汽度小，可使叶高增大，反之使叶高减小。它的选择 依据，应使部分进汽损失和叶高损失之和最小，这时的叶高为 最有利的叶高，这时的部分进汽度为最合适的部分进汽度。 ２、动叶栅进口高度的选择：盖度。 ３、冲动级反动度的选择 平均直径处反动度选择的主要依据足使叶根处的蒸汽不泄 不漏。 ４、动、静叶栅面积比 反动度对级效率有极大的影响，保证的办法是用动、静叶栅 的面积比来实现，一定的反动度必有一定的动静叶栅面积比与 之对应。

第六章 汽轮机主要零件结构与振动

第六章 汽轮机主要零件结构与振动

图6-48 叶片组的切向A型振动
图6-49叶片组的切向 B0型振动
（2）轴向振动 叶片组的轴向振动往往 与叶轮的轴向振动耦合在 一起，必然伴随这叶片的 扭转振动。 2.叶片组的扭转振动 在叶片扭转振动发生时， 围带与叶片保持便捷连续， 围带必然产生弯曲振动。 所以叶片组的扭转振动分 为组内各叶片的牛转子振 动和叶片组的扭转振动。
图6-15 铸造隔板
1—外缘；2—静叶片；3—隔板体
2、隔板套 隔板套用于固定隔板。现代高参数大功率汽轮机往往将 相邻的几级隔板状在同一隔板套中，隔板套在固定于汽缸 上。隔板套结构的分级基本上是由汽轮机抽汽情况决定的， 相邻隔板套之间有抽汽，这样可充分利用隔板套之间的环 状汽流通道，而无须借加大轴向尺寸的办法取得必要的抽 汽通流面积。 隔板套分为上下两半，而只通过中分面法兰用螺栓和定 位螺栓连接在一起。隔板套在汽缸内的支承和定位采用悬 挂销（搭子）和键的结构。隔板套通过其下半部分两侧的 搭子支承在下汽缸上，其上下中心位置由其底部的定位销 或平键定位。为保证隔板套的自由膨胀，装配时隔板套与 汽缸凹槽之间留有1~2mm的间隙。
图6—18 油膜的工作原理
（a）有相对运动，无施加垂直方向载荷作态； （b）无相对运动，有垂直方向荷载状态； （c）既有相对运动，也有垂直方向载荷状态； （d）两平面间构成楔形，有相对运动和垂直方向的载荷状态
（二）径向支承轴承 1及油楔中的压力分布（周向） （b）油楔中的压力分布（轴向） l—轴承长度；d—轴颈直径
2π n fd = = in 2π / i
2、高频激振力：（由喷嘴的尾迹扰动产生）
2π n fg = = Zn 2π / Z
对于部分进汽的 级，激振力的频率为 Z fg = n e

电厂汽轮机原理-第六章、转动部分


汽轮机转子
注
意
整锻转子的中心通常打 有ф100mm的中心孔，其目的主 要是便于检查锻件质量，同时也 可以将锻件中心材质差的部分去 掉，防止缺陷扩展，以保证转子 强度。
汽轮机转子
套装转子
叶轮与主轴分别制造，然后热套在轴 上。这种转子加工方便、材料利用合理，叶 轮和主轴的锻件质量容易保证，但是它不宜 在高温条件下工作，快速启动适应性差。因 为材料的高温蠕变和过大的温差会使叶轮与 主轴间的过盈配合消失，发生松动。因此它 使用于中低压汽轮机或高压汽轮机的低压段。
汽轮机转子
转子的结构
汽轮机转子可分为：轮式转子、鼓式转子
轮式转子：装有安装动叶轮的叶轮，多用
转子
于冲动式汽轮机。 鼓式转子：没有叶轮，动叶片直接装在轮 鼓上，多用于反动式汽轮机。
汽轮机转子
轮式转子又分为：
套装转子 整锻转子 组合转子
焊接转子
汽轮机转子
整锻转子
整锻转子由整体锻件加工而成。它 的叶轮、联轴器、推力盘与主轴为一整 体，因而不会出现叶轮等零件高温下可 能松动的现象。此外，它的结构紧凑， 强度和刚度都比同一外形尺寸的套装转 子高。但是，整锻转子的生产需要大型 锻压设备，而且加工要求很高，贵重材 料消耗量很大。使用于高温区工作的转 子。
汽轮机的盘车装置分为：低速盘车（3~5转/分）
高速盘车（40~70转/分）
盘车装置
汽轮机采用高速盘车的优缺点优源自是： 高速盘车的鼓风作用，可使机内各
部分金属温差减少；
高速盘车可使轴瓦形成油膜，减
少 轴瓦干摩擦。 缺点是：盘车装置结构复杂，并且必须装配高压 油顶轴装置，且容易发生故障。因此，大型机组 又有改向采用低速盘车的趋势。
联轴器

汽轮机原理习题(作业题答案)

第一章 级的工作原理补 1. 已知某喷嘴前的蒸汽参数为p 0=3.6Mpa ，t 0=500℃，c 0=80m/s ，求：初态滞止状态下的音速和其在喷嘴中达临界时的临界速度c cr 。

解: 由p 0=3.6Mpa ，t 0=500℃查得: h 0=3349.5; s 0=7.143900021c h h h ∆+=*=3349.5+3.2=3452.7 查得0*点参数为p 0*=3.6334；v 0*=0.0956 ∴音速a 0*=*0*0v kp =671.85(或a 0*=*0kRT =681.76 ; 或a 0*=*0)1(h k *-=1017.7) c cr =**12a K +=626.5 12题. 假定过热蒸汽作等熵流动,在喷嘴某一截面上汽流速度c=650m/s ，该截面上的音速a=500m/s ，求喷嘴中汽流的临界速度 c cr 为多少？。

解: 2222)1(212112121cr cr cr cr cr cr c k k c v p k k c h c h -+=+-=+=+)211(1)1(222c k a k k c cr +-+-=∴=52223题. 汽轮机某级蒸汽压力p 0=3.4Mpa ，初温t 0=435℃，该级反动度Ωm =0.38，级后压力p 2=2.2Mpa ，该级采用减缩喷嘴，出口截面积A n =52cm 2，计算：⑴通过喷嘴的蒸汽流量⑵若级后蒸汽压力降为p 21=1.12Mpa ，反动度降为Ωm =0.3，则通过喷嘴的流量又是多少？答:1):17.9 kg/s; 2):20.5kg/s34题. 国产某机组在设计工况下其末级动叶（渐缩）前的蒸汽压力p 1=0.0093Mpa ，蒸汽焓值h 1=2307.4kJ/kg ，动叶出汽角β2=38°，动叶内的焓降为Δh b =137.76kJ/kg 。

问：⑴汽流在动叶斜切部分是否膨胀、动叶出口汽流角是多少？ ⑵动叶出口的理想相对速度w 2t 是多少？解:确定初态:由h 1,p 1查图得s 1=7.3114.231620001211*1=+=w h h 由h *1, s 1查图得p 1*=0.01Mpa,x 1*=0.888∴k=1.124∴临界压力比:5797.0)12(1=+=-k kcrk ε 极限压力比:347.05985.0*5797.0)(sin *1221===+k k cr d βεε流动状态判断:由s 1=7.311,h 2t =h 1-Δh b =2169.6查图得p 2=0.003Mpa动叶压力比εb =p 2/p *1=0.3显然εb ＜ε1d ，即蒸汽在动叶中达极限膨胀，极限背压为p 1d =ε1d *p 1*=0.00347Mpa查焓熵图得：h 2dt =2185.5,ρ2dt =0.029547.511)(22*12=-=∴dt t h h w查临界压力比处的参数：p 2cr =0.005797;h 2cr =2247.5ρ2cr =0.04697∴2.371)(22*12=-=cr cr h h w=⨯⨯=+dt t crcr w w 2222222sin )sin(ρρβδβ 1.15357102.0)sin(22=+δβ27.4522=+δβ∴极限偏转角δ2=7.2736题. 某机组级前蒸汽压力p 0=2.0Mpa ，初温t 0=350℃，初速c 0=70m/s ；级后蒸汽压力p 2=1.5Mpa 。

化工热力学-第六章


S C p T p T
说明了任何气体在任何状 态下经绝热膨胀，都可致
T V
冷。这与节流膨胀不同。
S
T p
S
T Cp
T 0 Cp 0
（6-16）
V T
p
0
∴μS衡大于0
将（6-16）式与（6-13）式比较，得
S
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
J
V Cp
∵ 任何气体均有V>0 Cp>0
∴ S J 恒大于零.
S
耗功过程：耗功量最小。
实际过程的耗功量要大于逆向卡诺循环
二.蒸汽压缩制冷循环
1. 工作原理及T-S图 主要设备有： 压缩机 冷凝器 膨胀机（节流阀） 蒸发器 四部分组成。
在制冷过程中，要涉及到相变、工质、压力、沸点等问题
(1)卡诺压缩制冷循环
特点： 传热过程可逆
T
T放 3
T吸 4
压缩、膨胀过程可逆
由热力学第一定律： H Q Ws
2 WS
1
S
H 0 循环过程
Q Ws Q Q放 Q吸
Q放 TH S3 S2 TH（S4 S1）
Q吸 T（L S1 S4） T（L S4 S1）
故：
Q （TH TL）(S4 S1) Ws （TH TL）(S4 S1)
衡量制冷效果好坏的一个技术指标是制冷系数。
（1）工质进汽轮机状态不同
卡诺循环：湿蒸汽 郎肯循环：干蒸汽
（2）膨胀过程不同
卡诺循环：等熵过程 郎肯循环：不可逆绝热过程
（3）工质出冷凝器状态不同 卡诺循环：气液共存
（4）压缩过程不同 （5）工作介质吸热过程不同
郎肯循环：饱和水
卡诺循环：等熵过程 郎肯循环：不可逆绝热过程，若忽 略掉工作介质水的摩擦与散热，可 简化为可逆过程。

《汽轮机原理》第06章01


13
用图6-8中的符号，则高 、低缸功率和整机的功率为
D H Pi1 0 t i G0 H tri 3600
Dc H ti Pi Gc H tri 3600 式（6-5）为

D0 H t ri Dc H tri Pi Pi Pi 3600 3600
（6-7）
D0 H tri Dc H tri D0 H tri ( D0 De )H tri Pi 3600 3600 3600 3600 D0 H tri De H tri Pi ' Pie 3600 3600
给热用户。根据热用户对用汽参数的不同要求，调节抽汽式汽轮机可以是 单抽汽的，也可以是双抽汽的。

供热式汽轮机的供热参数一般有两种，即工业用汽和采暖用汽两种不同的参 数。工业用汽的压力一般为 0.8 ~ 1.3 Mpa (8 ~13 a t a ) ； 采暖用汽压力一般为0.05 ~ 0.12Mpa （0.5 ~1.2 a t a )。
1
第一节
供热式汽轮机的经济性
一、供热式汽轮机的经济性
热电联产与热电分产：发电与供热分开生产。热电分产存在大量的冷源损 失，低位热能不能得到充分利用。分产供热的低位热能是在生产高品位热能 大幅度贬值得来的，因而浪费了能源。 图6-1为热电联产与热电分产的热力系统图。
图6-1
2
1.
凝汽式汽轮机装置的内效率为：
线称为纯凝汽工况线。这时，机组的功率为：
D0 H t ri Pi Bc D0 3600
（ 6-9 ）
15
图6-10 一次调节抽汽式汽轮机的简化工况图
16
根据假设，上式的 De 为一常数。显然，功率 P 与流量 D0 i 呈直线关系，如图6-10中的0 a 率为
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• 调节对象对动态特性的影响
– 转子飞升时间常数Ta – 蒸汽容积时间常数Tv
• 调节系统对动态特性的影响
– 速度变动率，当其值较大时，动态过程中的最高转速及稳定转速均较高，静 态和动态偏差较大，同时，反馈率高，动态稳定性好，调节过程是非周期的， 或者振荡的较快，动态超调量变小。 – 油动机时间常数Tm，表示在错油门滑阀油口开度最大时，油动机活塞在最大 进油量条件下走完工作行程所需的时间，它综合反映了油动机的滞后时间和 关闭时间。
汽轮机自动调节和保护的基本原理
直接调节和间接调节
– 当外界负荷发生变化时，调节汽门直接由调速器本身带动，改变汽轮机的进汽量，使 发出的功率与外界负荷相适应，同时保证前后转速偏差在允许范围。
有差调节和无差调节:
– 当外界负荷变化时，调节系统动作结束后，机组并不维持转速不变，不同的负荷对应 不同的稳定转速，只是转的变动较小，这种调节是有差调节。
中间再热式汽轮机的调节
• 中间再热式机组的应用必然导致单元制，即一机配一炉。对于中 间再热式机组，由于中间再热压力是随着机组功率的变化而变化 的，因此不同的机组的再热器之间不能连通，为使锅炉能正常运 行，必须使新蒸汽流量与流经再热器的流量保持严格比例，这样 不同机组之间各锅炉的主蒸汽管道也不能相互连通。 • 目前采用的机炉控制方式有下列几种：
速度调节和功率调节
– 根据汽轮机的转速来控制调节汽门的开度，称为速度调节系统。
在稳定状态下，汽轮机的功率和转速之间的关系，称为调节系统的静态曲线。
速度不等率，汽轮机空负荷时所对应的最大转速和额定转速时所对应的最小转速之差，与 汽轮机额定转速之比，称为调节系统的速度变动率，或称为速度不等率，其表达式
为：
nmax nmin 100 % n0
• 迟缓率，在调节系统实验时，升速过程和减速过程各有一根静态曲线，不相 重合，形成一条带状，它表示该调节系统阻力的大小，通常用调节系统的迟 缓率表示，n1,n2表示在机组同一功率下的最高和最低转速，n0是汽轮机的额 定转速，那么迟缓率的表达式为: n n n 1 2 100 % 100 %
– 汽轮机跟随控制方式 – 锅炉跟随控制方式 – 机炉协调控制方式
第 六 节
背 压 式 和 抽 汽 式 汽 轮 机 的 调 节
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第 五 节
汽 轮 机 功 率 电 液 调 节
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第 四 节
调 节 系 统 的 试 验 和 调 整
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第 三 节
中 间 再 热 式 汽 轮 机 的 调 节
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第 二 节
液 压 调 节 系 统
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第 一 节
汽 轮 机 自 动 调 节 和 保 护 的 基 本 原 理
• 对调节系统动态特性的要求
– 稳定性，汽轮机运行时，当受到扰动而离开原来的工况很快的过渡到新的稳 定工况，或扰动消除后恢复到原来的稳定工况，这种调节系统是稳定的。 max – 动态超调量，动态超调量可用下式表示：


100 %
– 静态偏差值，汽轮机调节系统中，有差调节系统的静态偏差等于速度不等率。 ( ) () – 过渡过程的调整时间，外界扰动作用于调节系统中，从调节过程开始到被调 量满足下不等式的最短时间称为过渡过程的调整时间，用T表示: – 振荡次数，指调整时间内的被调量振荡次数.
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汽 轮 机 调 节 系 统• 自动调节的任务：当外源自电负荷发生改变时，汽轮机转速有一个
很小的变化时，自动改变进汽量，使发出的功率与外界电负荷相适应。 并保证调节后的机组转速的偏差不超过规定的范围。 • 自动调节的特性：如果外界电负荷增加（减少）时，汽轮机进气量不 应做出相应的增大（减小），那么汽轮机的 转速将会减小（或增大）， 以使汽轮机发电机组发出的电功率与外界电负荷相适应，机组将在另 一转速下运行。
液压调节系统
• 转速感受元件
– 高速弹性调速器，它是一种转速高，体积小，灵敏度高的机械离心式调速器， 其工作转速为3000r/min，因此可和汽轮机主轴直接相连，不用配备减速器。 – 径向钻孔式脉冲泵，它是离心泵的一种，根据离心泵的原理，在油泵的出口阻 力不变，泵的压增（即进出口压差）和油泵转速的平方成正比，即其出口油压 为: n p2 p10 ( p20 p10 ) ( ) 2 n0 – 旋转阻尼器，是液压转速感受元件的一种，其工作原理与脉冲泵相似，只是主 油泵来的压力油经针形阀节流后的油压大于旋转阻尼器的压头，油由外向内流。
n0 – 汽轮机单机运行，迟缓率引起机组的自振 – 汽轮机并列运行，迟缓率引起机组的功率的晃动 n0
• 一次调频，汽轮机单机运行时，在额定功率运行时，机组在转速为3000r/min 下运行，当外界负荷增大时，汽轮机转速降低，将不能维持在额定转速下运 行，电网频率将降低，这称为一次调频。 • 二次调频，电网频率不正常时，通过同步器平移静态特性曲线，增加或减小 机组功率，以恢复电网的正常频率，这称为二次调频。 • 平移调节系统静态特性曲线的装置称为同步器，其作用在于：
• 油动机
– 油动机的时间常数Tm，表示在滑阀油口开度最大时，油动机活塞在最大进油量 条件下走完整个工作行程所需的时间，即: T mmax Am m Qmax 反馈机构 – 机械反馈机构，应用旋转阻尼器作转速感受元件的调节系统采用的是杠杆弹簧 反馈系统，它属于机械反馈系统。 – 液压反馈机构，高速弹性调速器和脉冲泵的调节系统中的控制油路都是液压反 馈系统，两者的区别在于前者是改变的是进油窗口的面积，而后者改变的是排 油窗口的面积，结果都是使控制油压恢复到原稳定值。
– 对于尖峰负荷的机组，要求其静态特性曲线平一些好，即速度变动率应小一些，以使 机组能承担较大的负荷变动，一般为3%—4%。 – 对于带基本负荷的机组，不希望机组负荷有较大的变动，要求静态曲线陡一些，即速 度变动率大一些，使机组的负荷变动变化较小，保持基本负荷，一般为4%—6%。 – 对于一般机组而言，不是带尖峰负荷，便是带基本负荷，所以速度变动率一般在 3%—6%.
– 汽轮机单机运行时，可以确保机组在任何负荷下保持转速不变 – 汽轮机在并列运行时，可以进行负荷在各机组建的重新分配，此时机组转速不变。
• 汽轮机运行对调节系统静态特性曲线的要求
– 特性曲线的形状，应连续，平滑，不应有跳跃或突变点。 – 同步器的调节范围，最低位置下静态曲线对应的空负荷时的转速为2850r/min，即 处于额定转速的-5%处；最高位置下静态曲线所对应的空负荷时的转速为3210r/min， 即处于额定转速的+7%处。
•
• 机械液压调节系统，其工作原理是，当汽轮机转速升高时，调速 块向右移动，其位移通过差动活塞位移带动调速器滑阀也向右移 动，调速器滑阀的位移使控制油压下降，引起错油门滑阀向下移 动，压力油经油口进入油动机活塞上部，迫使油动机活塞向下移 动，关小调节气门，与此同时，油动机活塞杆上倾斜的反馈滑阀 使反馈滑阀向右移动，控制油压升高，错油门滑阀又回到中间位 置，当气轮机转速下降时，其动作原理相同。