蒸汽輪機調節(jié)系統(tǒng)介紹學習

1、蒸汽輪機調節(jié)系統(tǒng)介紹學習 一、調節(jié)系統(tǒng)的任務： 1.調節(jié)汽輪機的功率，以適應外界負荷變化的需要。2.調節(jié)汽輪機的轉速使機組的轉速保持在額定的轉速內，因此，需要對轉速進行調節(jié)。第一節(jié)調節(jié)系統(tǒng)的原理及作用調節(jié)系統(tǒng)的基本作用原理： 1.當外負荷與機組功率平衡時：蒸汽作用在轉子上的力矩與外界負荷作用在轉子上的阻力矩相等，此時，機組轉速不變。功率相平衡。2.外界負荷增加時：外界負荷作用在轉子上的阻力矩大于蒸汽作用在轉子上的力矩，轉子角加速度小于零，此時，轉速下降。3.外界負荷減小時：蒸汽作用在轉子上的力矩大于外界負荷作用在轉子上的阻力矩，轉子角加速度大于零，此時，轉速升高。因此，汽輪機轉速變化，是表明外

2、界負荷變化的信號，當轉速下降時，說明外界負荷增加；當轉速升高時，說明外界負荷減小。我們知道，改變汽輪機的功率，可以通過改變進汽量來實現(xiàn)。因此，汽輪機調節(jié)系統(tǒng)的基本作用原理是：當外界負荷發(fā)生變化時，汽輪機組的轉速將發(fā)生變化，調節(jié)系統(tǒng)根據(jù)轉速變化通過調節(jié)閥改變進汽量來實現(xiàn)調節(jié)汽輪機功率，以適應外界負荷的變化。直接調節(jié)系統(tǒng) 一、調節(jié)系統(tǒng)的組成：由調速器（轉速感受裝置）包括重錘、滑環(huán)、彈簧等；杠桿（傳動裝置）；調節(jié)閥（執(zhí)行機構）三大部件組成。 二、調節(jié)過程：當負荷不變時，轉速不變，滑環(huán)位置一定，因此調節(jié)閥開度一定，流量一定；當負荷增加時，轉速下降，重錘收縮，滑環(huán)下移，則調節(jié)閥開大，流量增加，使汽輪機輸

3、出功率增大，功率達到平衡，但轉速維持在新的數(shù)值，比原有轉速稍低，此現(xiàn)象稱為有差調節(jié)（調節(jié)后，被調參數(shù)即轉速，不能保持恒定值）。為保持汽輪機轉速恒定，另外還有同步器（也稱始動器），用于轉速設定。因此，汽輪機的這種調節(jié)系統(tǒng)屬于有差調節(jié)，既負荷變化時，自動調節(jié)后，功率能滿足負荷變化需要，但轉速稍有變化。隨著科學的進步，技術的發(fā)展，現(xiàn)在基本不采用這種調節(jié)系統(tǒng)。間接調節(jié)系統(tǒng) 一、調節(jié)系統(tǒng)的組成：與直接調節(jié)系統(tǒng)相比，在傳動裝置中增加了放大部分，由滑閥和油動機組成。 二、調節(jié)過程：當負荷升高時，轉速下降，滑環(huán)下移，使滑閥下移，壓力油進入油動機活塞下部，活塞上部接通回油，使油動機活塞上移，帶動調節(jié)閥開大，功率

4、增加，在油動機上移的同時，使滑閥上移（此過程稱為反饋）處于中間位置，切斷油路，使調節(jié)處于穩(wěn)定狀態(tài)。當外界負荷降低時，調節(jié)過程相反。反饋：在調節(jié)過程中，輸出量反作用于輸入量的過程稱為反饋。調速器WoodwardGovernorCompany伍德沃德調速器公司產(chǎn)品系列：Woodward505控制系統(tǒng)由美國Woodward公司設計生產(chǎn)，該系統(tǒng)控制器以微處理器為基礎實現(xiàn)控制，可用于單個或雙個執(zhí)行機構的蒸汽輪機，Woodward505控制系統(tǒng)在汽輪機中的應用廣泛: woodward505,woodward505e,woodward505c,woodward505h,woodward505PEAK150,

5、機械液壓調速系統(tǒng),Woodward505控制系統(tǒng) WOODWARD505E型電調裝置，汽輪機系凝汽式汽輪機組，調速系統(tǒng)采用數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)（DEH），WOODWARD505E數(shù)字式調節(jié)器、電液轉換器（CPC）、調節(jié)汽閥等組成.曾經(jīng)稱謂，505E型伍德瓦德（WOODWARD）電子自動調速器（簡稱505E調速器）是一種基于微型處理機的控制器，它用來控制抽汽式汽輪機的轉速和負荷。伍德沃德調速器用于航空工業(yè)、交通運輸、發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)動機及透平控制器領域處于世界領先水平。 汽輪機控制,505/505E控制器,伍德沃德505/505E數(shù)字式控制器可用于控制工業(yè)汽輪機小電網(wǎng)渦輪發(fā)電機或透平膨脹機控制器由

6、印刷電路板和外殼組成如果控制器使用. Peak150蒸汽輪機數(shù)字式控制器,Peak150數(shù)字式控制器專門為驅動機械負載的蒸汽輪機而設計.DEH（電液調節(jié)系統(tǒng)）數(shù)字式電液控制系統(tǒng) digital electrohydraulic control(DEH)由按電氣原理設計的敏感元件、數(shù)字電路(計算機)、按液壓原理設計的放大元件和液壓伺服機構構成的汽輪機控制系統(tǒng)。簡稱數(shù)字電調。基本原理邯寶公司自備電廠汽輪機采用DDV閥（Direct Drive Servo Valve）作為電液接口部件的低壓透平油純電調系統(tǒng)。DDV伺服閥是美國MOOG公司近期推出的一種直接驅動式電液伺服閥。由DEH系統(tǒng)發(fā)出的閥位指令

7、信號，經(jīng)伺服放大器放大后，由DDV閥將電信號轉換成脈沖調制電流信號，直接控制油動機帶動調節(jié)汽門以改變機組的轉速或功率。在油動機移動時，帶動LVDT位移傳感器，作為負反饋信號與閥位指令信號相比較。當兩個電信號相平衡時，伺服放大器的輸出就保持原穩(wěn)態(tài)值不變，而油動機就穩(wěn)定在一個新的工作位置。在汽輪發(fā)電機組并網(wǎng)前，DEH為轉速閉環(huán)無差調節(jié)系統(tǒng)。其設定點為給定轉速。給定轉速與實際轉速之差，經(jīng)PID（Proportional-Integral-Derivative Controller）調節(jié)器運算后，通過伺服系統(tǒng)控制油動機開度，使實際轉速跟隨給定轉速變化。并網(wǎng)帶初負荷后，DEH自動轉為閥控方式，操作員可通

8、過設置目標閥位和閥位變化率或點按“閥控”增、減按鈕改變總閥位給定值（單位為 %），來控制調門開度。按增、減按鈕時總閥位給定值速率為60%/min。負荷在2-65MW無限制動作，按“功控”按鈕進入功控方式。設置適當?shù)呢摵珊湍繕斯β?，機組功率自動以當前負荷率向目標值靠近。操作員可在0-6MW/min內修改負荷率。當限制或保護動作時，自動退出功控方式。按“功控” 、“閥控”按鈕可實現(xiàn)無擾切換。DEH操作畫面說明在MACS系統(tǒng)在線運行畫面上，單擊“主控畫面”按鈕，即進入DEH的“主控畫面”。DEH的操作畫面包括主控畫面、實驗畫面。操作員通過單擊菜單，可方便的進行畫面切換。在菜單欄下面，顯示機組的一些主

9、要參數(shù)和當前狀態(tài)。操作員可根據(jù)此參數(shù)進行操作和調整。DEH系統(tǒng)控制回路及功能控制回路控制回路由功能碼組態(tài)構成，實現(xiàn)DEH各種控制功能的要求?？刂苹芈钒ǎ恨D速控制、功率控制、閥門開度控制、抽汽控制、主汽壓保護、防超速保護、快速減負荷等等。轉速控制回路轉速控制回路包括轉速目標值給定，轉速變化率給定，自動升速曲線的生成及選擇，轉速PI調節(jié)器，轉速測量及三取二邏輯，轉速不等率和不調頻死區(qū)設定，主汽閥與調節(jié)閥控制的切換邏輯、頻率同期的自動或手動控制等。本回路承擔汽輪發(fā)電機組的轉速控制任務。功率控制回路功率控制回路包括目標功率值給定、功率變化率設定、一次調頻對功率給定的修正（一次調頻）、主汽壓波動對功率

10、給定的動、靜態(tài)修正、最大功率限制及限制值給定、發(fā)電機有功功率校正、功率測量的二選一邏輯、功率PI調節(jié)器、機爐協(xié)調控制的投入/切除等。本回路構成了汽輪發(fā)電機組的功率閉環(huán)控制。閥門開度控制回路閥門開度控制回路包括高壓調節(jié)閥開度值給定、開度變化率給定、閥門開度測量及大選邏輯、閥位PI調節(jié)器、該回路構成對高壓調節(jié)閥開度的控制，維持閥位為定值。抽汽壓力控制回路包括抽汽壓力給定，抽汽回路的投/切邏輯、抽汽不等率控制邏輯、抽汽油動機的快關快開邏輯、抽汽與轉速的轉換控制邏輯、PI調節(jié)器等。防超速保護控制回路（OPC）接受真空開關跳閘輔助接點信號和103%額定轉速信號，經(jīng)邏輯運算發(fā)出快關調門控制信號，并通過硬接

11、線使快關電磁閥帶電，迅速關閉調節(jié)汽門?？焖贉p負荷控制回路（RB）當機組輔機發(fā)生故障時，DEH接受CCS發(fā)來的快速降負荷信號，根據(jù)不同的故障情況可按三種速率快速降負荷到事前所設定的數(shù)值。伺服放大LVDT反饋回路伺服放大器與液壓系統(tǒng)的電液伺服閥、油動機、位移反饋（LVDT）構成一個電液隨動系統(tǒng)。伺服放大器除將輸入信號放大后去控制電液伺服閥，還對LVDT進行調制、解調，變?yōu)橛蛣訖C的位移反饋信號，完成對油動機位置的閉環(huán)控制。手動控制回路手動控制回路是通過伺服模塊直接控制油動機行程的硬接線控制回路，只在并網(wǎng)狀態(tài)下才能投入。包括投/切邏輯、自/手動跟蹤邏輯、快關油動機邏輯等。主要功能由上述控制回路分別或聯(lián)

12、合實現(xiàn)汽機的程控啟動、自動調節(jié)、參數(shù)限制、保護、監(jiān)視及試驗等功能。1. 自動調節(jié)控制功能A、升速司機設置目標轉速后，機組可自動沿當前熱狀態(tài)對應的經(jīng)驗曲線控制主汽門，到一定轉速后切換至調節(jié)閥控制，完成升速暖機過臨界直到3000r/min定速控制。在升速過程中，司機也可通過修改目標轉速，升速率、轉速保持時間等手段來控制機組的升速過程。B、自動同期。汽機定速后，DEH可接受自動同期裝置指令，自動將機組控制到同步轉速。C、并網(wǎng)帶初負荷。發(fā)電機并網(wǎng)后，DEH自動增加給定值，使發(fā)電機自動帶上初負荷避免出現(xiàn)逆功率。D、升負荷。機組并網(wǎng)后，司機可根據(jù)需要采用閥控方式，功控方式，壓控方式或CCS方式控制機組，與

13、鍋爐控制系統(tǒng)配合完成升負荷過程。E、閥控方式。司機通過設置目標閥位直接控制調門開度，DEH維持閥位不變。這時，機組負荷與蒸汽壓力自動平衡。F、功控方式。司機通過設置目標功率來控制機組負荷，DEH以汽機實發(fā)功率作為反饋信號進行功率閉環(huán)控制，維持機組負荷不變。若采用發(fā)電機有功功率信號作為功率信號，需要對該信號進行一定邏輯處理。G、一次調頻。DEH具有一次調頻功能，調頻特性(不等率、死區(qū))可在線修改。H、自整性控制。抽汽與背壓之間的自整性控制，或抽汽與功率之間的自整控制，兩種自整方式之間的跟蹤、閉鎖及切換邏輯。2. 限制控制功能A、負荷及閥位限制。限制值由人工給定，DEH可自動將負荷限制在高低限以內

14、，以及將閥位限制在給定值以下。B、快卸負荷。DEH具有快、中、慢三檔快卸負荷，可對應不同的輔機故障。當CCS給出快卸負荷信號時，DEH按對應的速率將負荷減到對應值。C、OPC控制。機組甩負荷時，DEH接受真空開關跳閘或103%額定轉速信號，快關調節(jié)汽門，以減少轉換超調量，延遲一段時間或轉速103%額定轉速后再自動開啟，并維持機組轉速為3000r/min。3. 試驗控制功能A、假并網(wǎng)試驗。DEH收到假并網(wǎng)試驗隔離刀閘斷開信號后，可自動配合電氣完成假并網(wǎng)試驗。B、超速試驗。司機可通過CRT畫面操作，提升轉速使超速保護動作分別檢查撞擊子及電氣超速保護的動作轉速。在做機械超速試驗時，DEH電氣超速保護的動作值自動由3300r/min改為3360r/min，作為后備超速保護使用。C、閥門嚴密性試驗。司機可通過CRT畫面操作，分別對調門、主汽門進行嚴密性試驗，并可自動記錄惰走時間。D、遮斷模塊試驗。司機可通過CRT畫面操作，在線檢查高壓遮斷模塊工作是否正常。E、OPC快關調門試驗。4.保護控制功能A. 緊急手動機組在并網(wǎng)運行工況下，DEH通訊出現(xiàn)故障時，自動控制將自動或手動轉為緊急手動狀態(tài)，司機可按硬操盤的調門增減按鈕，直接通過伺服板控制調門開度。在升速工況出故障時，自動停機，不能投緊急手動。B. 系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視通過系統(tǒng)網(wǎng)絡數(shù)