汽輪機(jī)論文01978

1、 汽輪機(jī)的運(yùn)行及設(shè)計(jì)目前，我國(guó)大型火電機(jī)組經(jīng)常處于低負(fù)荷工況運(yùn)行，在此狀況下機(jī)組的能耗特性和控制特性發(fā)生顯著變化，原有的運(yùn)行方式及控制系統(tǒng)已不能適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間在較低負(fù)荷下的變工況安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。針對(duì)這種情況，建立高精確度機(jī)組耗差分析模型，有效地解決火電廠熱力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析中的主要難題，保證各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在線計(jì)算的準(zhǔn)確性和機(jī)組能耗偏差的找出率。開(kāi)發(fā)出汽輪機(jī)最優(yōu)運(yùn)行初壓計(jì)算模型和鍋爐經(jīng)濟(jì)性分析模型，為實(shí)現(xiàn)機(jī)組低負(fù)荷經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定理論基礎(chǔ)。在機(jī)組耗差分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)串級(jí)控制系統(tǒng)不確定性模型研究魯棒整定問(wèn)題，提出魯棒性指標(biāo)應(yīng)介于35之間以取得較好的魯棒性，實(shí)現(xiàn)寬負(fù)荷范圍內(nèi)控制的穩(wěn)定性與快速性【摘要】：在

2、能源短缺、廠網(wǎng)分家的大環(huán)境下,提高鍋爐和汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平,越來(lái)越受到電廠的重視。良好的燃燒狀態(tài)和熱傳導(dǎo)性能,都能減少鍋爐的各種熱損失,使其保持高效率的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;同時(shí)采取保溫措施,也可有效降低燃油鍋爐的運(yùn)行成本。而汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性是與諸多方面有關(guān)的綜合性問(wèn)題。本文從多個(gè)方面探討了鍋爐和汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響因素。汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,就是要做到節(jié)省燃料、減少電力消耗、提高發(fā)電廠的凈效率,即每發(fā)1千瓦時(shí)電所消耗的蒸汽量為最少,這對(duì)節(jié)約能源、降低發(fā)電成本、完成燃料消耗指標(biāo)都具有重要意義。關(guān)鍵詞：汽輪機(jī) 熱力計(jì)算 熱力系統(tǒng)1 引言隨著我國(guó)電力工業(yè)裝機(jī)容量的增加和用電側(cè)負(fù)荷峰谷差的增大，大型火電機(jī)組經(jīng)常

3、處于低負(fù)荷工況下運(yùn)行。隨之而來(lái)的問(wèn)題是：變負(fù)荷工況下機(jī)組的能耗特性和控制特性發(fā)生了顯著變化，以機(jī)組額定工況條件為主設(shè)計(jì)的運(yùn)行及控制系統(tǒng)不能適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間在較低負(fù)荷下的變工況安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。當(dāng)前火電機(jī)組的自動(dòng)控制一般是基于給定的參數(shù)定值和跟蹤負(fù)荷指令運(yùn)行的，因此機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)不一定處于最優(yōu)狀態(tài)。研究機(jī)組在當(dāng)前較寬變工況范圍(100%40%額定負(fù)荷)內(nèi)的能耗特性與節(jié)能優(yōu)化控制方法，設(shè)計(jì)機(jī)組在更寬負(fù)荷范圍內(nèi)的在線性能分析系統(tǒng)和節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)具有深遠(yuǎn)的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。為此，我們承擔(dān)了國(guó)家電力公司的重大科技項(xiàng)目“火電機(jī)組變負(fù)荷特性及優(yōu)化控制系統(tǒng)研究”的研究任務(wù)，項(xiàng)目的意義在于深入揭示火電機(jī)組變負(fù)

4、荷工況下的內(nèi)在特性變化規(guī)律，并以此為依據(jù)，監(jiān)測(cè)其能耗經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)和選擇最佳運(yùn)行方式，確定相應(yīng)的節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)，以達(dá)到機(jī)組能夠在更寬負(fù)荷范圍內(nèi)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。2 當(dāng)前研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題隨著國(guó)內(nèi)用電市場(chǎng)的變化，各研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始重視火電機(jī)組節(jié)能耗差及優(yōu)化控制的研究，但這個(gè)領(lǐng)域中仍存在一些問(wèn)題或需要做進(jìn)一步的工作：1)研究都是定性的，還不能定量描述。在實(shí)用負(fù)荷范圍內(nèi)，運(yùn)行方式對(duì)能耗影響的規(guī)律尚無(wú)準(zhǔn)確的方法確定。2)機(jī)組額定初壓不同，運(yùn)行方式對(duì)能耗影響的規(guī)律就不同。一般來(lái)說(shuō)超臨界機(jī)組滑壓運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)較明顯。機(jī)組初壓越低，定壓運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)越明顯。不同設(shè)計(jì)參數(shù)的機(jī)組運(yùn)行方式對(duì)能耗的影響需要定量研究1。3)

5、滑壓運(yùn)行優(yōu)勢(shì)的另一方面在于汽輪機(jī)的內(nèi)效率能保持較高的數(shù)值，但不同的機(jī)組、不同負(fù)荷其內(nèi)效率也不同，這不僅需要理論分析，而且需要實(shí)驗(yàn)才能測(cè)定。4)運(yùn)行方式不同，還會(huì)影響再熱汽溫。再熱器欠溫、再熱器噴水減溫對(duì)能耗的影響較大。此項(xiàng)能耗偏差仍屬運(yùn)行方式對(duì)能耗影響，但是再熱汽溫特性是鍋爐設(shè)備的固有特性，理論分析非常困難，只能對(duì)具體機(jī)組用實(shí)驗(yàn)方法解決，在目前的一些分析中該項(xiàng)能耗偏差未計(jì)入運(yùn)行方式對(duì)能耗率影響的因素，因此，得出的結(jié)論是不全面的。5)當(dāng)前機(jī)組控制設(shè)備性能已經(jīng)大大提高，廣泛使用集散控制系統(tǒng)(dcs)，為機(jī)組優(yōu)化控制提供了物質(zhì)基礎(chǔ)1。如何將機(jī)組能耗分析結(jié)果與控制相結(jié)合，如提供合理的控制定值等，是節(jié)能

6、優(yōu)化控制的目的之一。6)當(dāng)前控制系統(tǒng)還廣泛采用pid控制方式，但研究表明，很多控制回路都處于非優(yōu)化整定狀態(tài)。如何準(zhǔn)確辨識(shí)被控對(duì)象特性，并進(jìn)行控制器參數(shù)優(yōu)化整定，是提高控制系統(tǒng)性能的有效途徑 2。3 關(guān)鍵問(wèn)題的研究及處理3.1 蒸汽初壓對(duì)熱經(jīng)濟(jì)影響的原因在同一負(fù)荷下，以較低初壓運(yùn)行方式對(duì)熱經(jīng)濟(jì)性影響為例3：1)選用較低初壓，使理論循環(huán)熱效率降低，熱耗率增大。2)選用較低的初壓，調(diào)節(jié)級(jí)壓比變化較小，使調(diào)節(jié)級(jí)能保持較高的內(nèi)效率，使熱經(jīng)濟(jì)性提高。3)選用較低的初壓，使高壓缸排汽溫度降低不多，再熱器不容易欠溫，可使中低壓缸保持較高的效率。并由此使汽輪機(jī)排汽干度增加，使汽輪機(jī)尾部?jī)?nèi)效率提高。4)選用較低的

7、初壓，使給水泵壓升減小，節(jié)省泵功。3.2 高準(zhǔn)確度機(jī)組耗差分析模型建立由于傳統(tǒng)火電機(jī)組節(jié)能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在流量參數(shù)測(cè)量不準(zhǔn)、修正曲線準(zhǔn)確性差、以靜態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的火電機(jī)組節(jié)能在線監(jiān)測(cè)不適用寬負(fù)荷調(diào)峰等不足4 5 6，我們新開(kāi)發(fā)了如下三個(gè)數(shù)學(xué)模型：1)電廠熱經(jīng)濟(jì)性狀態(tài)方程包括三個(gè)基本方程7：電廠熱力系統(tǒng)汽水分布標(biāo)準(zhǔn)方程、系統(tǒng)內(nèi)部功率輸出方程和鍋爐吸熱量方程，能耗指標(biāo)是這三個(gè)方程聯(lián)合求解的結(jié)果。系統(tǒng)的能耗率只與當(dāng)前的熱力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀態(tài)下的熱力學(xué)參數(shù)和輔助系統(tǒng)的小汽水流量份額有關(guān)，與主蒸汽流量的絕對(duì)值并無(wú)直接關(guān)系。由于熱經(jīng)濟(jì)狀態(tài)方程是解析的，它為系統(tǒng)節(jié)能分析提供了新的有力工具。2)凝汽式汽輪機(jī)末級(jí)

8、流動(dòng)狀態(tài)判別定理及弗留格爾公式的改進(jìn)8。用我們課題組研究的“斯陀托拉流量實(shí)驗(yàn)部分結(jié)論的證明和弗留格爾公式的改進(jìn)”，可迅速判別末級(jí)所處的流動(dòng)狀態(tài)，在變工況理論基礎(chǔ)上對(duì)處于濕蒸汽區(qū)末一、末二級(jí)進(jìn)行變工況計(jì)算，無(wú)需迭代可一次算出處于濕蒸汽區(qū)的抽汽焓和排汽焓值(保證誤差在0.5%以內(nèi))。3)耗差分析中的順序擾動(dòng)解除法9。當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)可以看作是系統(tǒng)由設(shè)計(jì)工況經(jīng)一系列擾動(dòng)得到的，因而可以按一定順序逐漸解除擾動(dòng)。每解除一個(gè)擾動(dòng)重新進(jìn)行變工況計(jì)算，擾動(dòng)解除后，計(jì)算其能耗率。解除前后能耗率之差即為該項(xiàng)擾動(dòng)造成的能耗差。該方法保證了能損原因查找率和單項(xiàng)能損偏差準(zhǔn)確度。3.3 汽輪機(jī)及熱力系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行數(shù)學(xué)模型建立在

9、任意負(fù)荷下總存在著某一蒸汽初壓和調(diào)節(jié)汽門開(kāi)度滿足當(dāng)前負(fù)荷，即。若機(jī)組達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在設(shè)計(jì)工況下，kf)(0kfpfn?=)(0kdddfpfn?=，若機(jī)組沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求或運(yùn)行時(shí)其它參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值，則有。當(dāng)負(fù)荷從額定出力逐漸降低時(shí)：若保持蒸汽初壓不變，僅改變(減小)調(diào)節(jié)汽門開(kāi)度，稱為純定壓運(yùn)行;若保持調(diào)節(jié)門開(kāi)度不變，即，稱為純滑壓運(yùn)行。當(dāng)純定壓運(yùn)行降低到某一負(fù)荷時(shí)，設(shè)其對(duì)應(yīng)的初壓為，從此狀態(tài)開(kāi)始，當(dāng)負(fù)荷再降低時(shí)，維持初壓)(0kdddfpfn?=dpp00=kdfkdkff=sp0spp00=不變，僅改變調(diào)節(jié)門開(kāi)度，這種運(yùn)行方式稱為定滑方式運(yùn)行。定滑方式運(yùn)行還存在從什么負(fù)荷開(kāi)始滑和什么時(shí)候又開(kāi)

10、始定的問(wèn)題。總之，對(duì)應(yīng)某一負(fù)荷，可選擇的蒸汽初壓在很大范圍內(nèi)可供選擇。根據(jù)以上的原則，汽輪機(jī)的負(fù)荷與新蒸汽壓力的最優(yōu)值的關(guān)系應(yīng)該由(1)式來(lái)dpp00確定，從而動(dòng)態(tài)地確定汽輪機(jī)的最優(yōu)初壓與負(fù)荷的關(guān)系曲線。3.4 鍋爐部分經(jīng)濟(jì)性分析模型建立傳統(tǒng)計(jì)算鍋爐效率的反平衡方法是從運(yùn)行結(jié)果值出發(fā)，測(cè)定一系列運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)而計(jì)算得出各項(xiàng)損失，最終得出鍋爐熱效率。通過(guò)傳統(tǒng)方法計(jì)算得出的最終結(jié)果不能定量反映造成各項(xiàng)損失的原因，不利于在線耗差分析與優(yōu)化控制。我們通過(guò)對(duì)燃燒理論及鍋爐運(yùn)行原理的認(rèn)真研究推理，綜合考慮煤質(zhì)特性及運(yùn)行工況變化對(duì)鍋爐效率的影響，推導(dǎo)出以下解析評(píng)估模型：1)鍋爐機(jī)械不完全燃燒損失解析評(píng)估模型

11、; 4q2)鍋爐排煙溫度應(yīng)達(dá)值解析評(píng)估模型;3)運(yùn)用規(guī)劃數(shù)學(xué)原理確定最佳爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù);4)結(jié)合正、反平衡計(jì)算原理，經(jīng)過(guò)推導(dǎo)驗(yàn)證，提出一套新的計(jì)算鍋爐效率的計(jì)算方法，該方法只需根據(jù)das所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)了鍋爐效率在線計(jì)算。3.5 300mw機(jī)組控制用數(shù)學(xué)模型建立我們采用機(jī)理法建立了常用熱力設(shè)備及系統(tǒng)的通用動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，編制相應(yīng)的matlab自定義函數(shù)，在simulink中建立了一套通用的熱工過(guò)程動(dòng)態(tài)模型算法庫(kù)，包括汽機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)化模型、汽機(jī)本體數(shù)學(xué)模型、除氧器數(shù)學(xué)模型、給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)數(shù)學(xué)模型、鍋爐系統(tǒng)蒸發(fā)區(qū)模型、爐膛換熱模型等。由于模型是采用機(jī)理法建立的，從本質(zhì)上反映了機(jī)

12、組的非線性，較當(dāng)前控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常用的傳遞函數(shù)模型更接近機(jī)組實(shí)際，為先進(jìn)控制算法的設(shè)計(jì)仿真提供了一個(gè)通用平臺(tái)。為了使模型適用于特定機(jī)組，我們研究開(kāi)發(fā)了通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的方法。模型建好后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算各熱力設(shè)備及系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的系數(shù)，逐步組態(tài)出各子系統(tǒng)的模型，并進(jìn)一步連接成更大的模型，最終形成火電機(jī)組整體動(dòng)態(tài)模型。3.6 控制系統(tǒng)魯棒性分析和參數(shù)整定由于模型的不精確性，所以要求所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)應(yīng)具有一定的魯棒性10。為此，我們定義了一個(gè)表示魯棒性的指標(biāo)，它能夠反映串級(jí)控制系統(tǒng)內(nèi)環(huán)和外環(huán)的相互作用并清楚地表明每個(gè)環(huán)路的魯棒性。與常規(guī)先內(nèi)環(huán)后外環(huán)的整定方法不同，這里每個(gè)回路可以分別

13、整定，因此更加靈活10。在串級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)或整定中，給定一個(gè)魯棒性限制條件m，解決式(2)的最優(yōu)化問(wèn)題： 0)(min21dttedyts mm300mw汽輪機(jī)電液控制系統(tǒng) 洛陽(yáng)首陽(yáng)山電廠二期2x汽輪機(jī)300mw汽輪機(jī)為日立公司tcdf-335亞臨界壓力、中間再熱、雙缸雙排汽、沖動(dòng)、凝汽式汽輪機(jī)，于1995年12月和1996年3月投產(chǎn)。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)為數(shù)字電液調(diào)節(jié)(dehg)，采用低壓汽輪機(jī)油電液調(diào)節(jié)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)置為1個(gè)高壓油動(dòng)機(jī)帶動(dòng)4個(gè)高壓調(diào)速汽門，2個(gè)中壓油動(dòng)機(jī)帶動(dòng)2個(gè)中壓調(diào)速汽門。每個(gè)油動(dòng)機(jī)由一個(gè)電液伺服閥控制，1臺(tái)汽輪機(jī)的3個(gè)油動(dòng)機(jī)(cv、左右側(cè)icv)的電液伺服閥均為日本制造的abex

14、415型電液伺服閥?？刂朴秃蜐?rùn)滑油均采用同一油源即主油箱內(nèi)的n32號(hào)防銹汽輪機(jī)油，在控制油路上安裝一精密濾網(wǎng)(精度為51m)。12 存在問(wèn)題 首陽(yáng)lu電廠3、4號(hào)機(jī)組從1995年試運(yùn)開(kāi)始，機(jī)組啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)油動(dòng)機(jī)突然不動(dòng)的現(xiàn)象，經(jīng)檢查控制系統(tǒng)正常，信號(hào)傳輸正常，均為伺服閥故障所致，伺服閥更換后調(diào)節(jié)系統(tǒng)恢復(fù)正常。機(jī)組在帶負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行和中壓調(diào)節(jié)門活動(dòng)試驗(yàn)日寸，也出現(xiàn)油動(dòng)機(jī)不動(dòng)的情況及油動(dòng)機(jī)全開(kāi)或全關(guān)的現(xiàn)象， 檢查均為伺服閥故障。 伺服閥出現(xiàn)故障必須進(jìn)行更換，而這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)形式伺服閥無(wú)法隔離，只能被迫停機(jī)更換。首陽(yáng)山電廠3、4號(hào)機(jī)組由于伺服閥原因造成的停機(jī)：2000年分別為8次、5次，2

15、001年分別為1次、2次；截止到2002年6月僅3號(hào)機(jī)組由于伺服閥原因造成的停機(jī)就達(dá)4次。對(duì)拆下來(lái)的故障伺服閥進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部濾芯堵塞、噴嘴堵塞、滑閥卡澀。伺服閥內(nèi)部濾芯堵塞引起伺服閥前置級(jí)控制壓力過(guò)低，不能控制伺眼閥的第2級(jí)滑閥運(yùn)動(dòng)，致使油動(dòng)機(jī)拒動(dòng)(對(duì)控制信號(hào)不響應(yīng))；噴嘴堵塞油動(dòng)機(jī)關(guān)閉；伺服閥卡澀，使油動(dòng)機(jī)保持在全開(kāi)或全關(guān)位置。油質(zhì)污染是造成上述故障的主要原因，油質(zhì)污染造成伺閥卡澀的故障占伺服閥故障的851。13 油質(zhì)狀況及防止伺服閥卡澀的措施 由于3、4號(hào)機(jī)組試運(yùn)時(shí)就經(jīng)常發(fā)生伺服閥卡澀，移交生產(chǎn)后首陽(yáng)山電廠對(duì)油質(zhì)就非常重視，1996年成立了濾油班加強(qiáng)濾油管理，提高油質(zhì)清潔度。伺服閥卡

16、澀頻率比試運(yùn)時(shí)降低了許多，但次數(shù)還比較多。 日立汽輪機(jī)維護(hù)手冊(cè)標(biāo)明，伺服閥可在等于或低于nasl638第7級(jí)污染程度的油質(zhì)中良好工作。二期油系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)為套管形式，濾網(wǎng)后向伺服閥供油的控制油管位于潤(rùn)滑油回油管中無(wú)法取樣監(jiān)測(cè)，只能監(jiān)視潤(rùn)滑油的清潔度。根據(jù)舊的電廠用運(yùn)行中汽輪機(jī)油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)2中對(duì)油中機(jī)械雜質(zhì)的要求是外觀目視無(wú)雜質(zhì)，1996年至今，每周化驗(yàn)3、4號(hào)機(jī)潤(rùn)滑油，油樣透明、無(wú)雜質(zhì)(有一段時(shí)間含少量水分，極少檢查有雜質(zhì))。新的電廠用運(yùn)行中汽輪機(jī)油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)3除要求外觀目視油中無(wú)機(jī)械雜質(zhì)外，對(duì)油質(zhì)提出了更高要求：250mw及以上機(jī)組要求測(cè)試顆粒度，參考國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)極限值nasl638規(guī)定8-9級(jí)或mo

17、og規(guī)定6級(jí)；有的汽輪機(jī)300mw汽輪機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)共用一個(gè)油箱，也用礦物汽輪機(jī)油，此時(shí)油中顆粒度指標(biāo)應(yīng)按制造廠提供的指標(biāo)，測(cè)試周期為每6個(gè)月1次。2001年對(duì)3、4號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)油取樣講行顆粒度分析，運(yùn)行油顆粒度均合格(見(jiàn)表1)。 伺服閥卡澀引起停機(jī)，對(duì)機(jī)組安全性影響非常大，且伺服閥卡澀引起機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)影響電廠的經(jīng)濟(jì)性。首陽(yáng)山電廠采取了以下臨時(shí)措施： (1)定期更換伺服閥，超過(guò)3個(gè)月后遇到機(jī)組停機(jī)進(jìn)行更換；(2)定期切換控制油濾芯，并對(duì)其清洗；(3)濾油機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)提高油質(zhì)清潔度；(4)加強(qiáng)油質(zhì)檢驗(yàn)。 從運(yùn)行看，因伺服閥卡澀引起停機(jī)次數(shù)有所減少。但尚無(wú)從根本上解決問(wèn)題，為此經(jīng)分析、研究

18、提出一系列改造設(shè)想，如“采用獨(dú)立的控制油源”、“不停機(jī)更換伺服閥”等，但由于系統(tǒng)改造量大、改造費(fèi)用高或技術(shù)上不可行而均放棄。經(jīng)多方分析、調(diào)研，提出將伺服閥改型，選用抗污染性能較強(qiáng)的ddv閥的方案。二、abex415型電液伺服閥21 工作原理 電液伺服閥是電液轉(zhuǎn)換元件，又是功率放大元件，它把微小的電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換成大功率的液壓能輸出，控制調(diào)速汽門的閥位。它的性能優(yōu)劣對(duì)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)影響很大，是電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵。該伺服閥為射流管式力反饋二級(jí)電液伺服閥，為四通閥門，其作用是控制進(jìn)出液壓系統(tǒng)的油量，使其與輸入的電信號(hào)成比例，主要由閥體、轉(zhuǎn)距電動(dòng)機(jī)(線圈、電樞)、永久性磁鐵、第1級(jí)射流管、壓力反饋彈簧

19、、第2級(jí)滑閥、“o”形環(huán)、外殼等組成(見(jiàn)圖1)。 其工作原理：少量液壓油從油源流經(jīng)濾網(wǎng)，然后流經(jīng)連接在力矩馬達(dá)轉(zhuǎn)子上的軟管，最后從噴油嘴流出。從噴嘴出來(lái)的油噴到2根集油管上，2根油管分別連于滑閥的兩端。無(wú)偏移時(shí)，每個(gè)集油管產(chǎn)生約二分之一的管道壓力，因而無(wú)差壓產(chǎn)生，所以滑閥平衡。電流流過(guò)力矩馬達(dá)時(shí)即產(chǎn)生一定力矩，使力矩馬達(dá)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度。若轉(zhuǎn)子為反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則噴油管向右移動(dòng)，引起更多的油噴到右邊的集油管上，即產(chǎn)生壓力，而左邊集油管產(chǎn)生較小的壓力。這樣滑閥上出現(xiàn)壓差，引起滑閥向左移動(dòng)。滑閥一直向左移動(dòng)直到回位彈簧產(chǎn)生的反力與力矩馬達(dá)產(chǎn)生的力相等為止。這時(shí)滑閥處于一新的平衡位置。第2級(jí)電流成正

20、比。如電流極性相反，則滑閥移到另一側(cè)。22 主要特點(diǎn) (1)該閥為射流管式力反饋二級(jí)放大電液伺服閥；(2)低滯環(huán)，高分辨率；(3)靈敏度高，線性好且控制精度高；(4)控制油采用潤(rùn)滑油同一油源即主油箱內(nèi)的n32號(hào)防銹汽輪機(jī)油，對(duì)油質(zhì)要求高且抗污染能力差。 23 主要技術(shù)規(guī)范 伺服閥的型號(hào)、。 三、ddv伺服閥技術(shù)介紹3.1 工作原理 ddv伺服閥由集成塊電子線路、直線馬達(dá)、閥芯、閥套等幾部分構(gòu)成(見(jiàn)圖2)。其工作原理為：一個(gè)電指令信號(hào)施加到閥芯位置控制器集成塊上，電子線路在直線馬達(dá)產(chǎn)生一個(gè)脈寬調(diào)制(pwm)電流，震蕩器使閥芯位置傳感器(lvdt)勵(lì)磁。經(jīng)解調(diào)后的閥芯位置信號(hào)和指令位置信號(hào)進(jìn)行比較

21、，閥芯位置控制器產(chǎn)生一個(gè)電流輸出給力矩馬達(dá)，力矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)閥芯，一直使閥芯移動(dòng)到指令位置。閥芯的位置與指令信號(hào)大小成正比。伺服閥的實(shí)際流量q是閥芯位置與通過(guò)閥芯計(jì)量邊的壓力降的函數(shù)。 永磁直線馬達(dá)結(jié)構(gòu)。其工作原理：直線馬達(dá)是一個(gè)永磁的差動(dòng)馬達(dá)，永磁提供部分所需的磁力，直線馬達(dá)所需的電流明顯低于同量級(jí)的比例電磁線圈所需的電流。直線馬達(dá)具有中性的中位，因 為它一偏離中位就會(huì)產(chǎn)生力和行程，力和行程與電流成正比，自線馬達(dá)在向外伸出的過(guò)程巾必須克服高剛度彈簧所產(chǎn)生的對(duì)中力與外部的附加力(即液動(dòng)力及由污染引起的摩擦力)。在直線馬達(dá)返回中位時(shí)，對(duì)中彈簧力是和馬達(dá)產(chǎn)生的力同方向的，等于給閥芯提供了附加的驅(qū)動(dòng)力，

22、因此使ddv伺服閥對(duì)污染的敏感性大為降低。直線馬達(dá)借助對(duì)，卜彈簧回中，不需外加電流。停電、電纜損壞或緊急停機(jī)情況下，伺服閥均能自行回中，無(wú)需外力推動(dòng)。32 主要特點(diǎn) ddv閥是moog公司最新研制成功的新型電液伺服閥，目前已由mooggmbh(德國(guó))公司進(jìn)行批量生產(chǎn)。它是一種直接驅(qū)動(dòng)式伺服閥，用集成電路實(shí)現(xiàn)閥芯位置的閉環(huán)控制。閥芯的驅(qū)動(dòng)裝置是永磁直線力馬達(dá)，對(duì)中彈簧使閥芯保持在中位，直線力馬達(dá)克服彈簧的對(duì)中力使閥芯在2個(gè)方向都可偏離中位，平衡在一個(gè)新的位置，這樣就解決了比例電磁線圈只能在一個(gè)方向產(chǎn)：生力的不足之處。閥芯位置閉環(huán)控制電子線路與脈寬調(diào)制(pwm)驅(qū)動(dòng)電子線路固化為一塊集成塊，用特殊

23、的連接技術(shù)固定在伺服閥內(nèi)，因此該伺服閥無(wú)需配套電子裝置就能對(duì)其進(jìn)行控制。 ddv閥與“射流管式伺服閥”(或“雙噴嘴力反饋兩級(jí)伺服閥”)相比，其最大特點(diǎn)是：(1)無(wú)液壓前置級(jí)；(2)用大功率的直線力馬達(dá)替代丁小功率的力矩馬達(dá)；(3)用先進(jìn)的集成塊與微型位置傳感器替代了工藝復(fù)雜的機(jī)械反饋裝置一力反饋桿與彈簧管；(4)低的滯環(huán)，高的分辨率；(5)保持了帶前置級(jí)的兩級(jí)伺服閥的基本性能與技術(shù)指標(biāo)；(6)對(duì)控制油質(zhì)抗污染能力大大提高；(7)降低運(yùn)行維護(hù)成本。33 主要技術(shù)參數(shù) ddv伺服閥的型號(hào)、參數(shù) 四、技術(shù)改造方案及設(shè)備安裝調(diào)試 通過(guò)技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)：(1)徹底解決伺服閥卡澀；(2)不改變調(diào)節(jié)系統(tǒng)的

24、調(diào)節(jié)特性；(3)具有高的可靠性、安全性；(4)改造量小。 改造方案：(1)將汽輪機(jī)的cv、左右側(cè)icv伺服閥均改為ddv型伺服閥。(2)機(jī)械方面：因2種伺服閥形狀、開(kāi)孔尺寸及安裝尺寸不同，在伺服閥與執(zhí)行器間加裝連接用的油路集成塊，并在集成塊上安裝進(jìn)油濾網(wǎng)。(3)熱工方面：安裝電源及信號(hào)轉(zhuǎn)換箱，接受hitass的d-ehg控制信號(hào)(8ma)和2路220v交流電源(一路ups，一路保安段)，將控制信號(hào)(8ma)變?yōu)殡妷盒盘?hào)(10v)作為ddv的控制信號(hào)，交流220v轉(zhuǎn)換為直流24v作為ddv的電源。 通過(guò)靜止試驗(yàn)表明，調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性達(dá)到與改型前試驗(yàn)數(shù)值基本一致，表明伺服閥改為ddv閥后，整個(gè)控制

25、系統(tǒng)調(diào)節(jié)方法、調(diào)節(jié)性能無(wú)變化。改型前后靜態(tài)試驗(yàn)數(shù)據(jù) 為檢驗(yàn)伺服閥改為ddv閥后是否安全，能否保證失電狀況下執(zhí)行器關(guān)閉，進(jìn)行了失電試驗(yàn)：加一開(kāi)啟信號(hào)，執(zhí)行器開(kāi)啟；就地拔去信號(hào)接頭，執(zhí)行器自行關(guān)閉。五、運(yùn)行實(shí)踐及經(jīng)濟(jì)分析 4號(hào)機(jī)組自2001年9月運(yùn)行至今，機(jī)組啟停多次，調(diào)節(jié)系統(tǒng)可靠穩(wěn)定，沒(méi)有發(fā)生一次因伺服閥卡澀而造成機(jī)組的非計(jì)劃停運(yùn)。技術(shù)改造后對(duì)機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)方面的影響。安全性：避免了伺服閥卡澀，極大地提高了機(jī)組的安全性、可靠性且機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)大大減少；經(jīng)濟(jì)性：技術(shù)改造除增加發(fā)電量外，每年約可節(jié)約費(fèi)用74萬(wàn)元。技術(shù)改造費(fèi)為每臺(tái)機(jī)20萬(wàn)元，2臺(tái)機(jī)組共40萬(wàn)元。1臺(tái)機(jī)組1年就可收回2臺(tái)機(jī)組的全部投

26、資，經(jīng)濟(jì)效益顯著。實(shí)際運(yùn)行情況表明：該項(xiàng)技術(shù)改造在于汽輪機(jī)電液控制系統(tǒng)與潤(rùn)滑油系統(tǒng)同用一個(gè)油源，提高了適用性及抗污染能力，解決了電液伺服閥卡澀問(wèn)題，大大減少了機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益?？稍谕惾樟?0mw汽輪機(jī)的電液控制系統(tǒng)推廣、實(shí)施。 目前國(guó)內(nèi)機(jī)組電液控制系統(tǒng)工作液采用磷酸酯抗燃油的較多，而磷酸酯抗燃油與透平油相比理化性能要求嚴(yán)格、價(jià)格昂貴且維護(hù)復(fù)雜，尤其是磷酸酯抗燃油廢液目前不能處理，其污染等同核污染，對(duì)人體健康有一定的危害?？紤]到這些因素，機(jī)組電液控制系統(tǒng)工作液由抗燃油向汽輪機(jī)油系統(tǒng)發(fā)展是大趨勢(shì)。 雖然ddv閥對(duì)油質(zhì)污染的敏感性大為降低，但油質(zhì)清潔度下降，會(huì)降低伺服閥計(jì)量邊使

27、用壽命，所以加強(qiáng)油質(zhì)化學(xué)監(jiān)督一點(diǎn)也不能放松。同時(shí)建議機(jī)組進(jìn)行一次甩負(fù)荷試驗(yàn)，以進(jìn)一步檢驗(yàn)ddv閥的甩負(fù)荷特性。汽輪機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置分析與改進(jìn)一、tsi概述 珠海金灣發(fā)電有限公司#3、#4號(hào)汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的n600/24.2/566(538)/566引進(jìn)型超臨界600 mw三缸四排汽中間再熱凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組,于2007年2月投產(chǎn)。 #3、#4號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置使用的是美國(guó)本特利內(nèi)華達(dá)(bentleynevada)公司的3500系列產(chǎn)品。主汽輪機(jī)監(jiān)測(cè)的有:偏心、鍵相、零轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、軸向位移、高壓缸脹差、低壓缸脹差、缸脹等。除低壓缸脹差、缸脹采用lvdt以外,其余監(jiān)測(cè)均采用

28、渦流傳感器。 自2007年投產(chǎn)以來(lái),多次出現(xiàn)汽輪機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)信號(hào)故障,甚至導(dǎo)致汽輪機(jī)誤跳。使得主機(jī)振動(dòng)保護(hù)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置的可靠性大大下降。提高振動(dòng)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置的運(yùn)行可靠性成為機(jī)組安全運(yùn)行中亟待解決的問(wèn)題。(具體缺陷見(jiàn)表一) 二、原因分析 經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn),造成測(cè)量回路不可靠的原因有以下三點(diǎn): (一)振動(dòng)測(cè)量回路的屏蔽效果不好,造成雷電信號(hào)干擾測(cè)量信號(hào)而誤跳汽輪機(jī);同時(shí)振動(dòng)保護(hù)邏輯設(shè)置不合理,存在安全隱患。 (二)振動(dòng)監(jiān)測(cè)卡件的參數(shù)設(shè)置存在不合理的地方,存在安全隱患 (三)探頭安裝沒(méi)有充分考慮到周圍溫度對(duì)其造成的不利影響。 三、改進(jìn)方法 (一)主汽輪機(jī)的tsi系統(tǒng)共有九路振動(dòng)信號(hào),分別來(lái)自汽輪機(jī)側(cè)的六個(gè)

29、和發(fā)電機(jī)側(cè)的三個(gè)測(cè)點(diǎn)。九路通道任意一通道達(dá)到高高遮斷值(254%em)則會(huì)觸發(fā)汽輪機(jī)保護(hù)遮斷主汽輪機(jī)。這種保護(hù)方式雖然能很大程度地保護(hù)機(jī)組不損壞,但沒(méi)考慮到保護(hù)裝置可能存在的誤動(dòng)情況給機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)的負(fù)面影響。從這個(gè)角度分析改進(jìn)跳機(jī)邏輯是必要的。 從軸系振動(dòng)機(jī)理上分析,高速旋轉(zhuǎn)的軸系振動(dòng)式一個(gè)整體的穩(wěn)定狀態(tài),不大可能出現(xiàn)某一點(diǎn)突然變化而其他點(diǎn)沒(méi)有變化的情況,通常是當(dāng)某點(diǎn)振動(dòng)異常時(shí),整個(gè)軸系的動(dòng)平衡被打破,整個(gè)軸系振動(dòng)幅度都會(huì)多少發(fā)生變化,距離不平衡點(diǎn)越近,變化幅度越大。因此,在保護(hù)邏輯上可以考慮進(jìn)行改進(jìn)以達(dá)到既能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)振動(dòng)異常迅速停機(jī)又不會(huì)由于測(cè)點(diǎn)失靈而造成保護(hù)誤動(dòng)的目的。 通過(guò)以上分析

30、,將振動(dòng)保護(hù)跳機(jī)邏輯改為以下方式:汽輪發(fā)電機(jī)組九個(gè)軸承任意一軸承任意一方向振動(dòng)高高值(254%em)與上相鄰軸承任意一方向振動(dòng)高值(127%em)才發(fā)出振動(dòng)高高信號(hào)(延時(shí)3s)遮斷汽輪機(jī),這樣就有效的避免了軸承振動(dòng)測(cè)量出現(xiàn)誤信號(hào)而誤跳汽輪機(jī)事故。 (二)我廠#3、#4機(jī)組tsi振動(dòng)保護(hù)裝置采用本特利3500-32繼電器卡件。查閱本特利3500-32繼電器卡件相關(guān)內(nèi)容,知道該卡件對(duì)于and voting setup 有以下兩種選擇方式(見(jiàn)圖一): 1、use normal andvoting當(dāng)選擇這種方式時(shí),3500監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不會(huì)將卡件not ok狀態(tài)或者旁路狀態(tài)剔除掉,所以當(dāng)測(cè)量通道not ok

31、或者旁路時(shí),仍然會(huì)被認(rèn)為是true and voting,容易發(fā)生誤跳汽輪機(jī)故障(我廠#3、4號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)tsi振動(dòng)監(jiān)測(cè)繼電器卡件原來(lái)就采用這種方式) 2、use true andvoting 當(dāng)選擇這種方式時(shí),當(dāng)測(cè)量通道not ok或者旁路時(shí),通道不會(huì)發(fā)出報(bào)警值,從而避免發(fā)生誤跳汽輪機(jī)的故障出現(xiàn)。 根據(jù)#3、4號(hào)機(jī)組運(yùn)行實(shí)際情況,經(jīng)過(guò)多方分析考察、了解和研究,將我廠 #3、#4號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)tsi振動(dòng)監(jiān)測(cè)繼電器卡件的模式改為第二種狀態(tài),有效的提高了汽輪機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)的穩(wěn)定性和安全性,避免了振動(dòng)監(jiān)測(cè)發(fā)出誤信號(hào)跳閘汽輪機(jī),保證了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 (三)我廠振動(dòng)監(jiān)測(cè)采用美國(guó)本特利內(nèi)華達(dá)(bentlyne

32、vada)公司的3500系列產(chǎn)品,該系統(tǒng)主要由卡件、前置器、延伸電纜、振動(dòng)傳感器組成,其中振動(dòng)傳感器分為位移傳感器和速度傳感器。位移傳感器測(cè)量的是軸相當(dāng)于軸承的相對(duì)振動(dòng),而速度傳感器與位移傳感器組成的復(fù)合傳感器測(cè)量的是軸的絕對(duì)振動(dòng)。由于軸的振動(dòng)幾乎能完全傳到軸承殼上,因此通過(guò)軸承外殼測(cè)量絕對(duì)振動(dòng)實(shí)際上測(cè)量的是軸振動(dòng)與軸承振動(dòng)的矢量和。 我廠tsi振動(dòng)監(jiān)測(cè)采用本特利3500-42m振動(dòng)監(jiān)測(cè)卡件,該卡件設(shè)置如下:該卡共用四個(gè)通道,我們使用了其中的第一、第二、第四通道,第一通道測(cè)量每一軸承的x向振動(dòng)、第二通道測(cè)量每一軸承的y向振動(dòng)、第四通道測(cè)量每一軸承的絕對(duì)振動(dòng)(第四通道選項(xiàng)選擇:shaftabso

33、lute direct)。第一、二通道x、y軸承相對(duì)振動(dòng)用于保護(hù)汽輪機(jī),第四通道的絕對(duì)振動(dòng)并沒(méi)有引入dcs顯示。在dcs畫面實(shí)時(shí)顯示汽輪機(jī)19號(hào)軸承x、y方向相對(duì)振動(dòng)的基礎(chǔ)上,將汽輪機(jī)軸承瓦振引入dcs畫面,并設(shè)定相應(yīng)的報(bào)警值(68%em),同時(shí)監(jiān)測(cè)汽輪機(jī)軸承的相對(duì)振動(dòng)和軸瓦振動(dòng),便于運(yùn)行人員更直觀的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)#3、4號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)19號(hào)軸承的振動(dòng)情況。 為了更好的監(jiān)測(cè)汽輪機(jī)軸的振動(dòng)(瓦振),我們需要監(jiān)測(cè)每一軸承的瓦振(方法:將3500-42m第四通道選項(xiàng)選為:direct amplitude即可)(見(jiàn)圖二) (四)探頭的引線、延伸電纜加裝熱縮管及耐磨高溫保護(hù)套管,對(duì)電纜走向及敷設(shè)進(jìn)行整理,加強(qiáng)了

34、電纜絕緣,避免破損;對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)七、八號(hào)軸承振動(dòng)傳感器安裝接頭特別采用耐磨絕緣性好的聚甲醛pet塑料接頭,防止出現(xiàn)接頭松動(dòng)導(dǎo)致測(cè)量故障。 (五)在停機(jī)檢修中,在拆除前做好各個(gè)探頭的間隙電壓的測(cè)量與記錄;對(duì)探頭、前置器、延伸電纜的拆除做好保護(hù)措施、做好記錄、歸好類、不混亂擺放,以免造成探頭的碰傷及安裝不配套。在回裝中,發(fā)現(xiàn)探頭、延時(shí)電纜破損的藥進(jìn)行更換。同時(shí)要用振動(dòng)檢測(cè)裝置模擬運(yùn)行振動(dòng)信號(hào),分別檢查報(bào)警值、跳閘值的動(dòng)作情況。 四、實(shí)施效果 經(jīng)過(guò)以上分析與整改,優(yōu)化振動(dòng)邏輯優(yōu);更改振動(dòng)繼電器卡件not ok狀態(tài)判斷方式以及探頭的引線、延伸電纜等的整改,有效的避免了軸承振動(dòng)測(cè)量出現(xiàn)誤信號(hào)而誤跳汽輪

35、機(jī)事故,有效提高了汽輪機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)的穩(wěn)定性和安全性,保證了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。按照技術(shù)監(jiān)督的要求,大型機(jī)組的主機(jī)振動(dòng)保護(hù)必須長(zhǎng)期投入。而由于機(jī)組振動(dòng)保護(hù)裝置的復(fù)雜性以及測(cè)點(diǎn)按照不規(guī)范等等,往往使振動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,從而失去了保護(hù)的意義。經(jīng)過(guò)對(duì)我廠振動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的認(rèn)真分析,很好地解決了振動(dòng)保護(hù)裝置從測(cè)量到邏輯判斷的全過(guò)程監(jiān)控問(wèn)題,確保了測(cè)量的準(zhǔn)確性和裝置的可靠性。五、汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)是汽輪機(jī)運(yùn)行中的兩個(gè)重要階段，它影響汽輪機(jī)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和使用壽命。由于各部件所處的條件不同，它們被加熱或冷卻的速度也不同，故在各部件之間或各部件沿壁厚方向產(chǎn)生明顯的溫差。溫差的存在，導(dǎo)致產(chǎn)生熱應(yīng)力、熱膨脹、熱變形、震動(dòng)

36、等。1、汽輪機(jī)的受熱特點(diǎn) 汽輪機(jī)在啟機(jī)和負(fù)荷變化過(guò)程中，各部件的金屬溫度都將發(fā)生變化，尤其在啟動(dòng)過(guò)程中，溫度變化最為劇烈。如高參數(shù)大容量的汽輪機(jī)在冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)汽部分的金屬溫度將由原來(lái)的室溫升高到500以上，所以啟動(dòng)過(guò)程就其零部件而言是加熱過(guò)程。由于各部件的受熱條件不同，從而在汽輪機(jī)各部件內(nèi)部產(chǎn)生溫度梯度，進(jìn)而產(chǎn)生熱應(yīng)力、熱變形。當(dāng)熱應(yīng)力、熱變形超出允許范文時(shí)，這些部件將產(chǎn)生水久變形甚至更嚴(yán)重的損壞。為保證汽輪機(jī)的啟動(dòng)安全性，必須了解并掌握汽輪機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中的受熱情況。 當(dāng)汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，溫度較高的蒸汽與冷的金屬部件接觸，這時(shí)主要以凝結(jié)換熱的方式將蒸汽的熱量傳給壁面。由于凝結(jié)放熱系數(shù)很高，且

37、隨壓力升高而增大，所以汽輪機(jī)的通流部分金屬表面包括氣缸內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子表面溫度很快上升到該蒸汽壓力下所對(duì)應(yīng)的飽和溫度。 當(dāng)氣缸內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子表面溫度高于蒸汽壓力下對(duì)應(yīng)的飽和溫度后，蒸汽主要以對(duì)流換熱方式向金屬傳熱。蒸汽的對(duì)流放熱系數(shù)遠(yuǎn)小于凝結(jié)放熱系數(shù)且不斷變化，其大小主要取決于蒸汽流速和比容。通常蒸汽流速越高，比容越大，放熱系數(shù)越大，傳熱量越大，從而使接觸金屬表面的溫升率越大。因此，在啟動(dòng)過(guò)程中可以通過(guò)改變蒸汽的壓力、溫度、流量、流速等方法控制蒸汽對(duì)接觸金屬表面的對(duì)流放熱量，從而把金屬溫升率控制在允許范圍內(nèi)。 汽輪機(jī)各金屬部件本身的換熱過(guò)程是熱傳導(dǎo)過(guò)程。如氣缸壁的傳熱過(guò)程是：內(nèi)壁以熱對(duì)流形式吸收蒸汽的熱

38、量，然后通過(guò)熱傳導(dǎo)方式傳給內(nèi)壁。因?yàn)闅飧變?nèi)外壁之間存在熱阻，所以由博立葉導(dǎo)熱定律可知在汽缸壁內(nèi)部存在溫度梯度，因此產(chǎn)生氣缸內(nèi)外壁溫差。 2、熱應(yīng)力如前面的分析知：汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)的過(guò)程。金屬與蒸汽的溫度差使各金屬部件產(chǎn)生膨脹或收縮變形，受約束的熱變形就產(chǎn)生熱應(yīng)力。由此可見(jiàn)，產(chǎn)生熱應(yīng)力的條件是：（1）存在溫差；（2）受約束。另外材料不均也會(huì)導(dǎo)致熱應(yīng)力的產(chǎn)生。例如在啟動(dòng)過(guò)程中，氣缸內(nèi)壁面受熱膨脹，由于受到較低溫度外壁面的制約，從而內(nèi)壁面產(chǎn)生壓應(yīng)力，外壁面產(chǎn)生拉應(yīng)力，即熱應(yīng)力產(chǎn)生的規(guī)律是“熱壓冷拉”。停機(jī)過(guò)程與啟動(dòng)過(guò)程相反，因此汽輪機(jī)每啟停一次，部件就受到壓縮與拉伸的一次循環(huán)的交變應(yīng)力。當(dāng)啟停頻繁

39、時(shí)，就形成低頻率的交變應(yīng)力。當(dāng)熱應(yīng)力超過(guò)金屬的許用力值時(shí)，產(chǎn)生永久性的塑性變形。隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，部件表面就會(huì)產(chǎn)生裂紋，使出現(xiàn)疲勞損傷，以致發(fā)生轉(zhuǎn)子斷裂事故。（1）氣缸的熱應(yīng)力 運(yùn)行實(shí)踐證明，氣缸出現(xiàn)裂紋，大多由拉引力所引起。因汽缸結(jié)構(gòu)不同，不同的汽室換熱情況不同，其中噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機(jī)以高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)和中壓缸進(jìn)氣處蒸汽溫度變化最大，熱應(yīng)力為最高。當(dāng)溫差消失后，殘留的拉應(yīng)力再加上蒸汽壓差所引起的靜拉力，很容易使氣缸產(chǎn)生裂紋。所以在啟停過(guò)程中要嚴(yán)格控制調(diào)節(jié)汽室蒸汽溫度的變化率，且汽輪機(jī)的快速冷卻比快速加熱更加危險(xiǎn)。例如熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)若用低溫蒸汽，使氣缸內(nèi)壁受到驟然快速冷卻，所以是非常危險(xiǎn)的。待添加的隱藏

40、文字內(nèi)容2對(duì)某一汽輪機(jī)而言，汽缸壁產(chǎn)生的產(chǎn)生的熱應(yīng)力與氣缸內(nèi)外溫差t成正比，一般情況下，汽缸內(nèi)外壁溫差變化1，約能產(chǎn)生1.96mpa的熱應(yīng)力。在啟停過(guò)程中應(yīng)是熱應(yīng)力值不超過(guò)材料的許用應(yīng)力，即嚴(yán)格控制汽缸內(nèi)外壁溫差t在允許范圍內(nèi)，最大允許溫差t可由下式求得：t=【】（1-）/ea1式中：【】材料的許應(yīng)用力； 溫度分布系數(shù)，對(duì)氣缸內(nèi)壁=2/3，外壁=1/3.例如，謀其鋼材料為zg20crmov，工作溫度為535，帕松比=0.3，彈性模量e=1.7610火電廠輸煤系統(tǒng)的任務(wù)是卸煤、堆煤、上煤和配煤，以達(dá)到按時(shí)保質(zhì)、保量為機(jī)組（原煤 倉(cāng)）提供燃煤的目的。整個(gè)輸煤系統(tǒng)是火電廠十分重要的支持系統(tǒng)。它是保證

41、機(jī)組穩(wěn)發(fā)滿發(fā)的 重要條件。 輸煤系統(tǒng)是火電廠的重要組成部分，其安全可靠運(yùn)行是保證電廠實(shí)現(xiàn)安全、高效不可缺少的環(huán)節(jié)。輸煤系統(tǒng)的工藝流程隨鍋爐容量、燃料品種、運(yùn)輸方式的不同而差別較大，并且使用設(shè)備多，分布范圍廣。作為一種具有本安性且遠(yuǎn)距離傳輸能力強(qiáng)的分布式智能總線網(wǎng)絡(luò)，lonworks總線能將監(jiān)測(cè)點(diǎn)做到徹底的分散（在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可帶32000多個(gè)節(jié)點(diǎn)），提高了系統(tǒng)的可靠性，可以滿足輸煤系統(tǒng)監(jiān)控的要求。火電廠輸煤系統(tǒng)一般都采用順序控制和報(bào)警方式，為相對(duì)獨(dú)立的控制單元系統(tǒng)，系統(tǒng)配備了各種性能可靠的測(cè)量變送器。通過(guò)運(yùn)用lonworks現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)將各種測(cè)量變送器的輸出信號(hào)接入對(duì)應(yīng)的智能節(jié)點(diǎn)組成多個(gè)檢測(cè)單元

42、，然后掛接在lonworks總線上，再通過(guò)lonworks總線與已有的dcs系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸煤系統(tǒng)更加有效便捷的監(jiān)控。 在輸煤系統(tǒng)中，常用的測(cè)量變送器一般有以下幾種： （1）開(kāi)關(guān)量皮帶速度變送器（2）皮帶跑偏開(kāi)關(guān)（3）煤流開(kāi)關(guān)（4）皮帶張力開(kāi)關(guān)（5）煤量信號(hào)（6）金屬探測(cè)器（7）皮帶劃破探測(cè)（8）落煤管堵煤開(kāi)關(guān)（9）煤倉(cāng)煤位開(kāi)關(guān)。 每一種測(cè)量變送器和其相對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)共同組成智能監(jiān)測(cè)單元，對(duì)需要監(jiān)測(cè)的工況參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。監(jiān)測(cè)單元通過(guò)收發(fā)器接入lonworks總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，可根據(jù)監(jiān)測(cè)到的參數(shù)進(jìn)行控制和發(fā)出報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。 3、 lonworks總線智能節(jié)點(diǎn)的一般設(shè)計(jì) 智能節(jié)

43、點(diǎn)是總線網(wǎng)絡(luò)中分布在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的基本單元，其設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)分為兩種：一種是基于neuron芯片的設(shè)計(jì)，即節(jié)點(diǎn)中不再包含其它處理器，所有工作均由neuron芯片完成。另一種是基于主機(jī)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，即neuron芯片只完成通信的工作，用戶應(yīng)用程序由其它處理器完成。前者適合設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單的場(chǎng)合，后者適應(yīng)于設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜的場(chǎng)合。一般情況下，多采用基于芯片的設(shè)計(jì)。由于智能節(jié)點(diǎn)不外乎輸入/輸出模擬量和輸入/輸出開(kāi)關(guān)量四種形式，節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)也大同小異，對(duì)此本文只給出了節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的一般方法。 基于芯片的智能節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)包括控制電路、通信電路和其它附加電路組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。 圖2 智能節(jié)點(diǎn)基本結(jié)構(gòu)圖 fig 2 bas

44、ic structure of node based on the neuron chip 控制電路 神經(jīng)元芯片：采用toshiba公司生產(chǎn)的3150芯片，主要用于提供對(duì)節(jié)點(diǎn)的控制，實(shí)施與lon網(wǎng)的通信，支持對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息的輸入輸出等應(yīng)用服務(wù)。 片外存儲(chǔ)器：采用atmel公司生產(chǎn)的at29c256（flash存儲(chǔ)器）。at29c256共有32kb的地址空間，其中低16kb空間用來(lái)存放神經(jīng)元芯片的固件（包括lontalk協(xié)議等）。高16kb空間作為節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序的存儲(chǔ)區(qū)。采用issi公司生產(chǎn)的is61c256作為神經(jīng)元芯片的外部ram。 i/o接口：是neuron芯片上可編程的11個(gè)i/o引腳，可直接與外部接口電路連接，其功能和應(yīng)用由編程方式?jīng)Q定。 通信電路 通信電路的核心收發(fā)器是智能節(jié)點(diǎn)與lon網(wǎng)之間的接口。目前，echelon公司和其他開(kāi)發(fā)商均提供了用于多種通信