章7 汽輪機(jī)運(yùn)行課件

1、第七章 汽輪機(jī)運(yùn)行第一節(jié)第一節(jié) 汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)與保護(hù)汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)與保護(hù) 第二節(jié) 汽輪機(jī)的保護(hù)裝置 第三節(jié) 汽輪機(jī)運(yùn)行基本知識 mgtMMMdtdwI該式說明：只有當(dāng)蒸汽主力矩和反抗力矩相平衡，即轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速才能維持不變。 0, 0dtdwMMMmgt角加速度因此，汽機(jī)調(diào)節(jié)任務(wù)具體表現(xiàn)汽機(jī)調(diào)節(jié)任務(wù)具體表現(xiàn)為：根據(jù)電負(fù)荷的大小自動改變進(jìn)汽量，使蒸汽主力矩隨時與發(fā)電機(jī)的反抗力矩相平衡，以滿足電負(fù)荷的需要，并維持轉(zhuǎn)子在額定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。二、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本原理 調(diào)節(jié)系統(tǒng)分類機(jī)械調(diào)節(jié)系統(tǒng)液壓（調(diào)速泵）或電液（電子測速元件）調(diào)節(jié)系統(tǒng)功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（增加了測功信號）數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEHDigital

2、 Electro_hydraulic control system）調(diào)節(jié)系統(tǒng) 2.調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成： 都是由四部分組成：測速機(jī)構(gòu)、信號放大機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、反饋機(jī)構(gòu)。 3機(jī)械調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本原理： 基本原理：汽輪發(fā)電機(jī)組在某一負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行時，如外界電負(fù)荷增大或減小，則上述平衡狀態(tài)被破壞，機(jī)組轉(zhuǎn)速隨之減小或增大。這一轉(zhuǎn)速變化信號會及時傳給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速感受（或測量）部件，進(jìn)而導(dǎo)致調(diào)節(jié)系統(tǒng)其他構(gòu)件的一系列連鎖應(yīng)，最終改變進(jìn)汽量，使蒸汽主力矩和反抗力矩達(dá)到新的平衡，使機(jī)組在新的負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行。123456789abcG汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)原理圖1-調(diào)速器；2-錯油門；3-油動機(jī)；4-調(diào)速汽門；5-汽輪機(jī)

3、；6-發(fā)電機(jī)；7-高壓油管；8-泄油管；9-傳動齒輪反饋反饋：使錯油門滑閥復(fù)位的現(xiàn)象。反饋的作用:使調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定在新的平衡工況，并具備再次調(diào)節(jié)的能力。 4調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性：不同穩(wěn)態(tài)工況下轉(zhuǎn)速與機(jī)組負(fù)荷P之間的單值對應(yīng)關(guān)系，如圖所示，即AB線稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性。 有差調(diào)節(jié)：這種平衡工況下轉(zhuǎn)速發(fā)生變化的調(diào)節(jié)。AB0調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性nennPPP 5速度變動率：指汽輪機(jī)由滿負(fù)荷減至零負(fù)荷時的轉(zhuǎn)速改變值與額定轉(zhuǎn)速的比值。%100minmaxennn一般取36%對不同的汽輪機(jī)，要求有不同的速度變動率。 對于尖峰負(fù)荷尖峰負(fù)荷的機(jī)組，要求其靜態(tài)特性曲線平一些好，即速度變動率應(yīng)小一些，以使機(jī)組能承擔(dān)較

4、大的負(fù)荷變動，一般為3%4%。 對于帶基本負(fù)荷基本負(fù)荷的機(jī)組，不希望機(jī)組負(fù)荷有較大的變動，要求靜態(tài)曲線陡一些，即速度變動率大一些，使機(jī)組的負(fù)荷變動變化較小，保持基本負(fù)荷，一般為4%6%。 對于一般機(jī)組一般機(jī)組而言，不是帶尖峰負(fù)荷，便是帶基本負(fù)荷，所以速度變動率一般在3%6%.6特性曲線的平移同步器1abc輔助彈簧同步器圖1-主彈簧；2-輔助彈簧；3-同步器手輪23一次調(diào)頻一次調(diào)頻，汽輪機(jī)單機(jī)運(yùn)行時，在額定功率運(yùn)行時，機(jī)組在轉(zhuǎn)速為3000r/min下運(yùn)行，當(dāng)外界負(fù)荷增大時，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速降低，將不能維持在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，電網(wǎng)頻率將降低，這稱為一次調(diào)頻。二次調(diào)頻二次調(diào)頻，電網(wǎng)頻率不正常時，通過同步器平

5、移靜態(tài)特性曲線，增加或減小機(jī)組功率，以恢復(fù)電網(wǎng)的正常頻率，這稱為二次調(diào)頻 1 .對單機(jī)運(yùn)行的機(jī)組 重錘的離心力由主彈簧和輔助彈簧兩者的緊力所平衡。輔助彈簧的緊力可通過操作同步器手輪3加以調(diào)整，若負(fù)荷Peo不變，則調(diào)節(jié)汽門度、油動機(jī)活塞行程都不改變，調(diào)速器滑環(huán)位移也就不能改變。這時若把同步器手輪向上旋，使輔助彈簧緊力減小，那么為了保持滑環(huán)位移不變，轉(zhuǎn)速應(yīng)由nne使飛錘的離心力也減小才行，也就是是說通過輔助彈簧緊力的調(diào)整輔助彈簧緊力的調(diào)整可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線的平移靜態(tài)特性曲線的平移。1abc輔助彈簧同步器圖1-主彈簧；2-輔助彈簧；3-同步器手輪23ABC0調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性nennePP

6、P2. 對并網(wǎng)運(yùn)行的機(jī)組 P= P1+ P2這時總功率沒變化，但每臺機(jī)組年承擔(dān)的負(fù)荷改變了，即負(fù)荷進(jìn)行了重新分配。另外，在機(jī)組啟動時，通過同步器調(diào)節(jié)其空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，使其與電網(wǎng)同步。BBAC0并網(wǎng)機(jī)組的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻0BANo.1No.2 三、功頻電液調(diào)節(jié)PID及數(shù)字電液控制系統(tǒng)DEH 上述的機(jī)械式調(diào)節(jié)系統(tǒng)中相應(yīng)為：調(diào)速器飛錘、錯油門、油動機(jī)、反饋杠桿。如將調(diào)速器飛錘改為調(diào)速泵或電子測速元件，其它不變，則相應(yīng)稱為液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。、功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)、功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)：在電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，還測量發(fā)電機(jī)的有功功率，即增加了測功信號。功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成：電調(diào)和液動兩大

7、部分。電調(diào)包括：測頻、測功和校正單元（PID）。液動包括：滑閥和油動機(jī)。兩部分用電液轉(zhuǎn)換器相連。測頻單元：用來測速，輸出直流電壓信號。測功單元：用不測取發(fā)電機(jī)的有功功率，按比例輸出直流電壓信號。作為負(fù)反饋信號。以保持轉(zhuǎn)速偏差與功率變化之間的固定比例關(guān)系。校正單元：是一個將測頻、測功及給定信號進(jìn)行比較，并進(jìn)行微分和積分運(yùn)算，同時放大后輸出。電液轉(zhuǎn)換器：將PID輸出的電信號轉(zhuǎn)換成滑閥和油動機(jī)的液壓控制信號。給定單元：相當(dāng)于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的同步器?；y和油動機(jī)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)。功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理A測頻單元給定單元電液轉(zhuǎn)換器測功單元PIDG功頻電液功頻電液系統(tǒng)的優(yōu)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：可消點(diǎn)：可消除新汽壓除新汽壓力變化對

8、力變化對功率的影功率的影響（即抗響（即抗內(nèi)擾性內(nèi)擾性強(qiáng)）；可強(qiáng)）；可補(bǔ)償中間補(bǔ)償中間再熱機(jī)組再熱機(jī)組的功率滯的功率滯后后。 2、數(shù)字電液控制系統(tǒng)、數(shù)字電液控制系統(tǒng)：將功頻電液化調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的校正單元（PID）用數(shù)字計算機(jī)代替，將調(diào)節(jié)算法程序存于計算機(jī)中。 優(yōu)點(diǎn)：采用了數(shù)字控制，即控制以軟件實現(xiàn)，因此系統(tǒng)硬件電路簡化硬件電路簡化，控制靈活控制靈活。它除了完成汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、負(fù)荷負(fù)荷調(diào)節(jié)外，還可按不同工況根據(jù)汽輪機(jī)的熱應(yīng)力及其他輔助要求進(jìn)行自動升自動升速、并網(wǎng)、加負(fù)荷速、并網(wǎng)、加負(fù)荷，使汽輪機(jī)的啟停達(dá)到自動化、啟停達(dá)到自動化、最優(yōu)化最優(yōu)化；并能對機(jī)組的主輔運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行巡測、監(jiān)視、報警、和記錄。

9、為實現(xiàn)整個電廠的全盤自全盤自動化動化創(chuàng)造了條件。DEH DEH 簡圖簡圖DEHDEH工程師站和控制柜工程師站和控制柜DEH DEH 控制柜控制柜DEH DEH 控制界面控制界面第七章 汽輪機(jī)運(yùn)行第一節(jié) 汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)與保護(hù) 第二節(jié) 汽輪機(jī)的保護(hù)裝置 第三節(jié) 汽輪機(jī)運(yùn)行基本知識 一、超速保護(hù)裝置第二節(jié) 汽輪機(jī)的保護(hù)裝置根據(jù)超速保險其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為飛錘式和飛環(huán)式兩類。e12345dO1O飛錘式危急保安器結(jié)構(gòu)簡圖1-固定螺母；2-螺釘狀飛錘；3-鎖緊彈簧；4-汽輪機(jī)主軸；5-調(diào)整螺母；e-偏心距（約6.5mm）；d-間隙(約6mm)二、軸向位移保護(hù)裝置ba電氣式軸向位移保護(hù)裝置1.汽輪機(jī)軸凸肩；2.

10、初級線圈；3.次級保護(hù)線圈 三、低油壓保護(hù)裝置 潤滑油壓過低將會汽輪機(jī)軸承不能正常工作，嚴(yán)重時不但要損壞軸瓦，而且可能造成動靜部分磨擦等重大事故。 油壓低于規(guī)定值時報警，提醒運(yùn)行人員注意并采取措施；如繼續(xù)降低到某一數(shù)值時自動投入輔助潤滑油泵，如油壓繼續(xù)降低到某一數(shù)值時便盤車停機(jī)或保安系統(tǒng)掉閘停機(jī)。四、安全防火保護(hù) 隨著汽輪機(jī)單機(jī)容量增大，調(diào)節(jié)汽門閥芯口徑隨之增大，相應(yīng)的提升力也明顯增大，油動機(jī)的作功能力也要求提高。此時，如果僅加大油動機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸，那么油動機(jī)耗油量增大，油動機(jī)時間常數(shù)也隨之加大，對調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能不利，同時也增大了油泵的負(fù)荷。所以，通常提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作油壓，例如國產(chǎn)300MW汽輪機(jī)

11、已采用1.962MPa的壓力等級。但調(diào)節(jié)油壓的提高，漏油的危險性增大，伴隨著油系統(tǒng)火災(zāi)危險性加大，因此在油系統(tǒng)中采用遙控的或同時可就地控制的防火油門。 有的引進(jìn)汽輪機(jī)采用20MPa左右的高壓調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)，并采用抗燃油以適應(yīng)機(jī)組功率增在的要求，這就從根本上避免了油系統(tǒng)失火事故?？谷加褪且环N三芳基磷酸脂的合成油，具有良好的潤滑性能、抗燃性能和流體穩(wěn)定性，自燃點(diǎn)566以上。但價格昂貴，具有一定腐蝕性，并對人體健康有影響。軸承回油溫度71，進(jìn)油4349。壓力油主蒸汽保護(hù)裝置外，不少現(xiàn)代大型汽輪機(jī)還配有低汽壓保護(hù)、低真空保護(hù)等。汽輪機(jī)啟動冷態(tài)啟動按控制進(jìn)汽量閥門不同按控制進(jìn)汽量閥門不同調(diào)節(jié)汽門啟動電動

12、主汽門的旁路門啟動或自動主汽門啟動溫態(tài)啟動熱態(tài)啟動按新蒸汽參數(shù)不同按新蒸汽參數(shù)不同額定參數(shù)啟動：熱經(jīng)濟(jì)性差、加熱不均勻、熱沖擊較大滑參數(shù)啟動：熱經(jīng)濟(jì)性好、加熱均勻、無強(qiáng)烈的熱沖擊汽輪機(jī)停機(jī)正常正常停機(jī)事故事故停機(jī)額定參數(shù)停機(jī)滑參數(shù)停機(jī)第三節(jié) 汽輪機(jī)運(yùn)行基本知識一、汽輪機(jī)的啟動和停機(jī)汽輪機(jī)啟動按啟動前汽輪機(jī)金屬溫度的高低按啟動前汽輪機(jī)金屬溫度的高低二、運(yùn)行監(jiān)視和調(diào)節(jié) 1. 正常運(yùn)行監(jiān)視：主蒸汽及再熱蒸汽壓力和溫度、高壓缸排汽壓力和溫度、各汽缸的脹差、軸向位移、振動、應(yīng)力裕度、頻率、負(fù)荷、潤滑油壓力和溫度、軸承金屬溫度、除氧器水位、各輔機(jī)運(yùn)行電流等。汽輪機(jī)運(yùn)行調(diào)節(jié)定壓運(yùn)行滑壓運(yùn)行噴嘴調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)閥順序開啟）節(jié)流調(diào)節(jié)（單閥式）2運(yùn)行調(diào)節(jié)3機(jī)組啟停及變負(fù)荷的影響因素 汽機(jī)停機(jī)：降低蒸汽參數(shù)； 減少送汽量 控制更嚴(yán)，如不當(dāng)，比起機(jī)時更危險。（壓應(yīng)力） =2 （拉應(yīng)力） 內(nèi)壁外壁 tt壓拉拉壓起停機(jī)時，內(nèi)外壁溫差不能超過5080，否則，產(chǎn)生汽缸變形。四、汽輪機(jī)的相對熱脹差起動時，轉(zhuǎn)子的膨脹