汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

第七章汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)

7.1概述汽輪機控制的發(fā)展過程

汽輪機控制裝置的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個階段一、早期的汽輪機控制系統(tǒng)是由離心飛錘、杠桿、凸輪等機械部件和錯油門、油動機等液壓部件構(gòu)成，稱為機械液壓式控制系統(tǒng)(Mechanical—HydraulicControl，MHC)簡稱液調(diào)。這種系統(tǒng)的控制器是由機械元件組成的，執(zhí)行器是由液壓元件組成的。

第七章汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)

7.汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

二、隨著汽輪機單機容量的增大和中間再熱機組的出現(xiàn)，單元制運行方式的普遍采用以及電網(wǎng)自動化水平的提高，產(chǎn)生了電氣液壓式控制系統(tǒng)(Electro—HydraulicControl，EHC)，簡稱電液控制裝置。

二、隨著汽輪機單機容量的增大和中間再熱機組的出現(xiàn)，單

三、隨著電氣元件可靠性的提高，出現(xiàn)了不依靠機械液壓式控制系統(tǒng)作后備的純電液控制系統(tǒng)。開始采用的純電液控制系統(tǒng)是由模擬電路組成的，稱為模擬式電氣液壓控制系統(tǒng)(AnalogElectric—HydraulicControl，AEH)，也稱模擬電液控制裝置，這種系統(tǒng)的控制器是由模擬電路組成的，執(zhí)行器仍保留原有的液壓部分，兩者之間通過電液轉(zhuǎn)換器相連接。

三、隨著電氣元件可靠性的提高，出現(xiàn)了不依靠機械液壓式控

四、計算機技術(shù)的發(fā)展將汽輪機控制技術(shù)又向前推進了一大步，80年代出現(xiàn)了以數(shù)字計算機為基礎(chǔ)的數(shù)字式電氣液壓控制系統(tǒng)(DigitalElectric-HydraulicControl，DEH)，簡稱數(shù)字電液控制裝置。

DEH實際上是數(shù)字式管理，電動式控制，液動式執(zhí)行的方式。

四、計算機技術(shù)的發(fā)展將汽輪機控制技術(shù)又向前推進了一大

五、近期的汽輪機DEH系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)向以分散控制系統(tǒng)(DCS)為基礎(chǔ)，它具有對汽輪發(fā)電機的啟動、升速、并網(wǎng)、負荷增／減、停止進行監(jiān)視、操作、控制、保護，以及數(shù)字處理和CRT顯示等功能。

五、近期的汽輪機DEH系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)向以分散控制系統(tǒng)(D

基于DCS的DEH系統(tǒng)有如下特點：

(1)用操作員站的CRT和打印機來監(jiān)視機組各種參數(shù)及其變化趨勢。

(2)具有轉(zhuǎn)速控制、功率控制功能。

(3)可進行主蒸汽壓力控制、超速保護控制、閥門快關(guān)控制等。

(4)具有閥門管理功能。

(5)具有按熱應(yīng)力升速和加載的功能。

(6)軟件的模塊化和硬件的積木式結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)的組態(tài)具有極高的靈活性；事故追憶打印功能有利于對事故的實時分析。

基于DCS的DEH系統(tǒng)有如下特點：

7.2汽輪機控制的主要內(nèi)容目前火力發(fā)電廠多采用單機容量為300～600MW的亞臨界壓力的單元機組。隨著電網(wǎng)自動化程度和單元制運行水平的不斷提高，對汽輪機控制系統(tǒng)提出了更高的要求一個完善的汽輪機控制系統(tǒng)應(yīng)包括以下功能系統(tǒng)。

7.2汽輪機控制的主要內(nèi)容

一、監(jiān)視系統(tǒng)(TSI)

監(jiān)視系統(tǒng)是保證汽輪機安全運行的必不可少的設(shè)備，它能夠連續(xù)監(jiān)測汽輪機運行中各參數(shù)的變化。主要內(nèi)容有：汽輪機轉(zhuǎn)速、軸及軸承振動、轉(zhuǎn)子軸位移，轉(zhuǎn)子與汽缸的相對脹差，汽缸熱膨脹、主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、凝汽器真空、高壓缸速度級后壓力，再熱蒸汽壓力和溫度，汽缸溫度、潤滑油壓、EH油壓、軸承溫度等。汽輪機的參數(shù)監(jiān)視通常由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)實現(xiàn)。一、監(jiān)視系統(tǒng)(TSI)

二、保護系統(tǒng)保護系統(tǒng)的作用是，當(dāng)電網(wǎng)或汽輪機本身出現(xiàn)故障時，保護裝置根據(jù)實際情況迅速動作，使汽輪機退出工作，或者采取一定措施進行保護，以防止事故擴大或造成設(shè)備損壞。大容量汽輪機的保護內(nèi)容有：超速保護、低油壓保護、位移保護、低真空保護、脹差保護、振動保護等。二、保護系統(tǒng)

三、控制系統(tǒng)汽輪機的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、功率（負荷）控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)等等。閉環(huán)控制是汽輪機控制系統(tǒng)的主要功能，控制品質(zhì)的優(yōu)劣將直接影響機組的供電參數(shù)和質(zhì)量，并且對單元機組的安全運行也有直接影響。三、控制系統(tǒng)

四、熱應(yīng)力在線監(jiān)視系統(tǒng)汽輪機運行工況的改變必然引起轉(zhuǎn)子和汽缸熱應(yīng)力的變化。由于轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)下已經(jīng)承受了比較大的機械應(yīng)力，因此熱應(yīng)力的變化對轉(zhuǎn)子的影響更大，運行中監(jiān)視轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力不超過允許應(yīng)力顯得尤為重要。熱應(yīng)力無法直接測量，通常是用建立模型的方法通過測取汽輪機某些特定點的溫度值來間接計算熱應(yīng)力的。

四、熱應(yīng)力在線監(jiān)視系統(tǒng)

五、汽輪機自啟停控制系統(tǒng)汽輪機自啟?？刂?AutomaticTurbineControl，簡稱ATC)系統(tǒng)是非常復(fù)雜的一個系統(tǒng)，汽輪機自啟?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)能完成從啟動準(zhǔn)備直至帶滿負荷或者從正常運行到停機的全部過程，即完成盤車、抽真空、升速、并網(wǎng)、帶負荷、帶滿負荷以及甩負荷和停機的全部過程。實現(xiàn)汽輪機自啟停的前提條件是各個必要的控制系統(tǒng)應(yīng)配備齊全，且正常投運。這些系統(tǒng)包括自動控制系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)、熱應(yīng)力計算系統(tǒng)以及旁路控制系統(tǒng)等。五、汽輪機自啟?？刂葡到y(tǒng)

六、液壓伺服系統(tǒng)液壓伺服系統(tǒng)包括汽輪機供油系統(tǒng)即EH油系統(tǒng)和液壓執(zhí)行機構(gòu)兩部分。供油系統(tǒng)向液壓執(zhí)行機構(gòu)提供壓力油。液壓執(zhí)行機構(gòu)由電液轉(zhuǎn)換器、油動機、位置傳感器等部件組成，其功能是根據(jù)電液控制系統(tǒng)的指令去操作相應(yīng)閥門的動作。

六、液壓伺服系統(tǒng)

由上述汽輪機控制所涉及的內(nèi)容可以看出，現(xiàn)代大型單元機組的汽輪機控制系統(tǒng)涉及面很廣，系統(tǒng)復(fù)雜，技術(shù)要求高，既包括了模擬量的反饋控制，又包括開關(guān)量的邏輯控制，是集過程控制、順序控制、自動保護、自動檢測于一體的復(fù)雜控制系統(tǒng)。

由上述汽輪機控制所涉及的內(nèi)容可以看出，現(xiàn)代大型單元機組

7.3汽輪機自動控制的基本原理

電力生產(chǎn)對發(fā)電用的汽輪機控制系統(tǒng)提出了兩個基本要求：一是保證能夠隨時滿足用戶對電能的需要（負荷要求）；二是使機組能維持一定的轉(zhuǎn)速（頻率要求），保證供電的頻率和機組本身的安全。

7.3汽輪機自動控制的基本原理

單元機組的電功率與汽輪機的進汽、排汽參數(shù)有關(guān)。如果汽輪機的進汽參數(shù)和排汽壓力均保持不變，那么機組發(fā)出的電功率基本上與汽輪機的進汽量成正比，當(dāng)外界電負荷增大時，汽輪機的進汽量應(yīng)增大，若進汽量不增大，則汽輪機的轉(zhuǎn)速將會減小。為使電功率與外界電負荷相適應(yīng)，機組將在另一轉(zhuǎn)速下運行，反之亦然。這就是汽輪機的自調(diào)整性能。

單元機組的電功率與汽輪機的進汽、排汽參數(shù)有關(guān)。如果汽輪

一、汽輪機液壓控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性由于汽輪機負荷變化時，其轉(zhuǎn)速也會相應(yīng)地發(fā)生變化。在穩(wěn)定狀態(tài)下，汽輪機的功率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，稱為汽輪機控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性。

1、轉(zhuǎn)速不等率控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線是一條連續(xù)傾斜的曲線，其傾斜程度可用控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速不等率δ表示。

一、汽輪機液壓控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

即轉(zhuǎn)速不等率為滿負荷到空負荷，轉(zhuǎn)速的最大相對變化率。

δ是控制系統(tǒng)最重要的指標(biāo)，從自動控制原理的角度講，δ相當(dāng)于控制系統(tǒng)的比例帶，它既反映了一次調(diào)頻能力的強弱，又表明了穩(wěn)定性的好壞。如果特性曲線平坦，即δ較小，則一次調(diào)頻能力較強?？梢?，δ的大小對供電質(zhì)量和控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性有十分重要的影響。

即轉(zhuǎn)速不等率為滿負荷到空負荷，轉(zhuǎn)速的最大相對變化率。

2、一次調(diào)頻和二次調(diào)頻電網(wǎng)的調(diào)頻過程可分為一次調(diào)頻和二次調(diào)頻。電網(wǎng)中負荷的變化將引起電網(wǎng)中頻率的變化，當(dāng)并網(wǎng)運行的汽輪機感受到電網(wǎng)頻率變化以后，這些機組立即按其靜態(tài)特性改變自己的實發(fā)功率，以減小電網(wǎng)頻率波動的幅度，這就是一次調(diào)頻。一次調(diào)頻要求汽輪機具有快速的功率響應(yīng)特性。如曲線1所示。2、一次調(diào)頻和二次調(diào)頻汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

當(dāng)電網(wǎng)負荷變化后，只有增大某些機組的實發(fā)功率，使電網(wǎng)達到新的供需平衡，才能使電網(wǎng)頻率恢復(fù)到給定值，這一過程叫做二次調(diào)頻。參加二次調(diào)頻的機組叫調(diào)頻機組。

二次調(diào)頻機組承擔(dān)的功率變化幅度較大，但變化速度較慢。如曲線2所示。

當(dāng)電網(wǎng)負荷變化后，只有增大某些機組的實發(fā)功率，使電網(wǎng)達

3．靜態(tài)特性曲線的平移和同步器單元機組有兩種基本運行方式：一種是單機運行，即在電網(wǎng)中只有一臺機組運行；另一種是并網(wǎng)運行，電網(wǎng)中同時有兩臺或兩臺以上機組運行。由于各發(fā)電機有共同的轉(zhuǎn)速，各機組控制系統(tǒng)的作用將受到互相牽制。每一臺機組的轉(zhuǎn)速都取決于電網(wǎng)的頻率，而電網(wǎng)的頻率又由所有機組的控制系統(tǒng)綜合工作所決定。因此，分配給電網(wǎng)中每臺機組的負荷取決于各臺機組控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性。

3．靜態(tài)特性曲線的平移和同步器

假設(shè)在電網(wǎng)中只有兩臺機組，它們的靜態(tài)特性如圖所示。設(shè)電網(wǎng)的頻率是f1，與f1相應(yīng)的轉(zhuǎn)速是n1，根據(jù)兩臺機組的靜態(tài)特性，1號機和2號機的功率分別是P1′和P2′，兩臺機組所發(fā)出功率的總和(P1′+P1′)應(yīng)等于用戶所消耗的功率PL′設(shè)電網(wǎng)的負荷增加了△PL，則電網(wǎng)的頻率從f1下降到f2，機組的轉(zhuǎn)速從n1，下降到n2，由靜態(tài)特性曲線可知，1號機和2號機功率分別增大到P1〞和P2〞，而且必然有△PL=△P1+△P2的關(guān)系，

假設(shè)在電網(wǎng)中只有兩臺機組，它們的靜態(tài)特性如圖所示。設(shè)電汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

7.4DEH控制系統(tǒng)的基本組成和功能

300MW機組的DEH控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)配置方面，盡可能吸收分散控制系統(tǒng)可靠性高的優(yōu)點，在硬件設(shè)備方面，主要部件都采用微處理機，從而簡化了硬件電路，提高了系統(tǒng)的可靠性。圖1-26為該機組的DEH系統(tǒng)圖，主要由五大部分組成：7.4DEH控制系統(tǒng)的基本組成和功能汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

(1)電子控制器：主要包括數(shù)字計算機、混合數(shù)模插件、接口和電源設(shè)備等，均集中布置在六個控制柜內(nèi)。主要用于給定、接受反饋信號、邏輯運算和發(fā)出指令進行控制等。

(2)操作系統(tǒng)：主要設(shè)置有操作盤，圖像站的顯示器和打印機等，為運行人員提供運行信息、監(jiān)督、人機對話和操作等服務(wù)。

(1)電子控制器：主要包括數(shù)字計算機、混

(3)油系統(tǒng)：汽輪機有兩套油系統(tǒng)，高壓控制油與潤滑油。高壓油(EH油系統(tǒng))采用三芳基磷酸脂抗燃油，為控制系統(tǒng)提供控制與動力用油，系統(tǒng)設(shè)有兩臺油泵，互為備用，供油油壓為12.42～14.47MPa，它接受控制器或操作盤來的指令進行控制。潤滑油系統(tǒng)的主油泵由汽輪機軸拖動，為潤滑系統(tǒng)提供1.44～1.69MPa的汽輪機油。

(3)油系統(tǒng)：汽輪機有兩套油系統(tǒng)，高壓控制油與潤滑油。

(4)執(zhí)行機構(gòu)：主要由伺服放大器、電液轉(zhuǎn)換器和油動機組成，負責(zé)帶動高壓主汽閥、高壓調(diào)節(jié)汽閥和中壓主汽閥、中壓調(diào)節(jié)汽閥。

(5)保護系統(tǒng)：設(shè)有六個電磁閥，其中兩個用于超速時關(guān)閉高、中壓調(diào)節(jié)汽閥，其余用于嚴(yán)重超速(110％)、潤滑油壓低、EH油壓低、推力軸承磨損過大、凝汽器真空過低等情況下危急遮斷和手動停機之用。

(4)執(zhí)行機構(gòu)：主要由伺服放大器、電液轉(zhuǎn)換器和油動機組

7.5功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)汽輪機調(diào)節(jié)都是把負荷擾動引起的轉(zhuǎn)速變化信號△n輸入到調(diào)速器，再經(jīng)過油動機的放大作用，控制調(diào)節(jié)閥開度的變化。在額定蒸汽參數(shù)下功率的變化與閥門開度成正比，最終使轉(zhuǎn)速偏差△n與功率變化△P成正比。而機組采用了中間再熱后，由于單元制系統(tǒng)的汽壓波動較大，破壞了上述的比例關(guān)系，破壞了一次調(diào)頻能力。

7.5功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

隨著自動化水平的提高，要求機組自動化水平也要相應(yīng)的提高，因而就要求用計算機參與過程控制。為此，便出現(xiàn)了靈敏度較高的電子調(diào)節(jié)器和液壓油動機組成的新型調(diào)節(jié)系統(tǒng)，同時為了改善機組的一次調(diào)頻能力又采用了功率調(diào)節(jié)器，即形成了功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

隨著自動化水平的提高，要求機組自動化水平也要相應(yīng)的提高

一、功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理

功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中包括電調(diào)和液壓放大兩部分。其中電調(diào)部分包括測功、測頻和校正單元，液壓放大部分包括滑閥和油動機，它們之間由電液轉(zhuǎn)換器相連。

測頻單元，其作用相當(dāng)于調(diào)速器，調(diào)速器在感受了轉(zhuǎn)速變化后輸出一個滑環(huán)位移，而測頻單元在感受了轉(zhuǎn)速變化后輸出一個相應(yīng)的電壓信號。一、功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理

汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

測功單元的作用是測取汽輪發(fā)電機的有功功率，并成比例地輸出直流電壓信號，作為整個系統(tǒng)的負反饋信號，以保持轉(zhuǎn)速偏差與功率變化之間的固定比例關(guān)系。校正單元是一個具有PID作用的無差調(diào)節(jié)器，它的作用是將測頻、測功及給定的輸入信號進行PID運算，同時將信號加以放大，其輸出信號去推動電液轉(zhuǎn)換器。測功單元的作用是測取汽輪發(fā)電機的有功功率，并成比例地

電液轉(zhuǎn)換器，顧名思義，就是將電信號轉(zhuǎn)換成液壓控制信號的裝置，它是電調(diào)部分和液壓部分的聯(lián)絡(luò)部件。給定裝置相當(dāng)于原來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的同步器，由它給出電壓信號去操縱調(diào)節(jié)系統(tǒng)。電液轉(zhuǎn)換器，顧名思義，就是將電信號轉(zhuǎn)換成液壓控制信號的

二、功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性當(dāng)汽輪機的負荷變化時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)將產(chǎn)生相應(yīng)的動作以消除外界的擾動，經(jīng)過一定的時間后，調(diào)節(jié)系統(tǒng)將在新的工況下穩(wěn)定運行。根據(jù)比例積分特性，在達到新的穩(wěn)定工況時，其輸出的電壓之和必須等于零，即在任何穩(wěn)定工況下，必然有

Ug+Up+Un=0

二、功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性

如果給定電壓Ug不變，則負荷的變化將引起相應(yīng)的轉(zhuǎn)速變化，必然有：如果給定電壓Ug不變，則負荷的變化將引起相應(yīng)的轉(zhuǎn)速變化

上述表示了汽輪機功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，也就是通常所說的靜態(tài)特性，K值表示了靜態(tài)特性曲線的斜率，此斜率只與測功單元、測速單元的轉(zhuǎn)換系數(shù)KP和Kn有關(guān)。由于測功元件和測速元件的特性一般能夠保證良好的線性，即Kp=常數(shù)，Kn=常數(shù)，所以K值也基本上是一個常數(shù)，或者說功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性基本是一條直線。

上述表示了汽輪機功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，也就是通常所說的靜態(tài)

三、功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的反調(diào)現(xiàn)象反調(diào)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因就是由于測量功率時所取的信號不同而造成的。因為測量汽輪機功率作為功率信號時，這個信號是系統(tǒng)的反饋信號，而測量發(fā)電機功率作為功率信號時，此信號是一個擾動信號。在甩負荷時這個信號的作用方向是使調(diào)節(jié)閥打開因此，惡化了過渡過程。

三、功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的反調(diào)現(xiàn)象汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

由于轉(zhuǎn)速的變化是發(fā)電機負荷變化所引起的，所以轉(zhuǎn)速信號的變化以落后于發(fā)電機信號UPL的變化，而汽輪機功率的變化又是由于轉(zhuǎn)速的變化所引起的，所以汽輪機功率信號UPT的變化又落后于轉(zhuǎn)速信號Un的變化。對于以發(fā)動機功率作為功率信號的系統(tǒng)，由于發(fā)電機功率信號始終超前于轉(zhuǎn)速信號，甩負荷后二者之間始終為正，所以就出現(xiàn)了反調(diào)現(xiàn)象。

由于轉(zhuǎn)速的變化是發(fā)電機負荷變化所引起的，所以轉(zhuǎn)速信號的汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

常見的克服反調(diào)現(xiàn)象的方法有：①在系統(tǒng)中引入轉(zhuǎn)速的微分信號，把發(fā)電機功率信號校正成為汽輪機功率信號；②使測功元件與一個滯后環(huán)節(jié)相串聯(lián)，以延遲功率信號的變化；③在系統(tǒng)中引入負的功率微分信號；④在甩負荷時，同時切除功率給定信號。常見的克服反調(diào)現(xiàn)象的方法有：①在系統(tǒng)中引入轉(zhuǎn)速的微分信

7.6汽輪機轉(zhuǎn)速控制與負荷控制

DEH系統(tǒng)最主要的任務(wù)是對汽輪機進行有效地控制。DEH系統(tǒng)的控制，按執(zhí)行機構(gòu)劃分，可分為高壓主汽閥(TV)控制、高壓調(diào)節(jié)汽閥(GV)控制、中壓主汽閥控制和中壓調(diào)節(jié)汽閥(IV)控制；按操作方式劃分，可分為數(shù)字控制、模擬控制和手動控制；按控制目標(biāo)劃分，可分為轉(zhuǎn)速控制和負荷控制，當(dāng)機組啟停時，對轉(zhuǎn)速進行控制，并網(wǎng)運行時對負荷進行控制。

7.6汽輪機轉(zhuǎn)速控制與負荷控制汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

一、高壓主汽閥(TV)控制高壓主汽閥控制用于啟動升速和機組跳閘時進行緊急停機。當(dāng)機組冷態(tài)啟動時，TV從盤車后的轉(zhuǎn)速升到2900r／min；熱態(tài)啟動時，TV將IV控制的最大轉(zhuǎn)速(2600r／min)升至2900r／min后，轉(zhuǎn)速控制由TV轉(zhuǎn)至GV，然后TV保持全開，一直到機組并網(wǎng)、帶負荷運行，這期間只要不出現(xiàn)機組跳閘，就始終由GV進行控制。一、高壓主汽閥(TV)控制

(一)高壓主汽閥的工作方式

(1)控制系統(tǒng)處于自動方式運行，由TV控制機組轉(zhuǎn)速時，數(shù)字系統(tǒng)有兩種自動工作方式：

1)操作員自動方式(OA)。該方式由操作員通過操作鍵盤輸入目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率進行控制。

2)自動汽輪機程序控制方式(ATC)。該方式由ATC軟件包給出各階段的目標(biāo)轉(zhuǎn)速請求值，并根據(jù)轉(zhuǎn)子應(yīng)力計算確定的每一階段的轉(zhuǎn)速變化率進行控制。

(一)高壓主汽閥的工作方式汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

(2)在TV控制機組轉(zhuǎn)速升至2900r／min時，實行TV至GV的切換，切換完成后有一開偏置信號使高壓主汽閥保持全開。

(3)TV手動方式。該方式下數(shù)字系統(tǒng)不參與機組控制，僅處于跟蹤狀態(tài)，只通過模擬系統(tǒng)對機組進行轉(zhuǎn)速控制。(2)在TV控制機組轉(zhuǎn)速升至2900r／min時，汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件(二)高壓主汽閥的轉(zhuǎn)速控制原理

轉(zhuǎn)速控制是由控制方式選擇、設(shè)定值形成回路比較器(COMP)、進行-保持器(GO-HOLD)和設(shè)定值計數(shù)器(REFCOUNTER)以及PI校正器等環(huán)節(jié)組成。

(二)高壓主汽閥的轉(zhuǎn)速控制原理TV轉(zhuǎn)速自動控制的整個過程是：在每一控制周期中，一方面不斷地對被控對象的狀態(tài)參數(shù)進行檢測和數(shù)據(jù)處理，建立控制進程標(biāo)志；另一方面是狀態(tài)識別，不斷地根據(jù)進程選擇控制策略計算控制變量，對轉(zhuǎn)速實施閉環(huán)控制。

TV轉(zhuǎn)速自動控制的整個過程是：在每一控制周期中，一方面

二、高壓調(diào)節(jié)汽閥(GV)控制

(一)高壓調(diào)節(jié)汽閥控制的任務(wù)

(1)在啟動過程中，機組自轉(zhuǎn)速2900r／min開始，TV切換至GV，由GV控制機組的轉(zhuǎn)速。

(2)并網(wǎng)。根據(jù)電網(wǎng)的實際頻率，當(dāng)機組的轉(zhuǎn)速升至同步轉(zhuǎn)速(3000r／min)附近時，由操作員選擇自動同步控制或手動同步控制方式，控制機組的轉(zhuǎn)速直至并網(wǎng)、維持空載和帶初負荷。二、高壓調(diào)節(jié)汽閥(GV)控制(3)機組并網(wǎng)帶初負荷后，由GV控制機組升負荷。若機組是熱態(tài)啟動，在負荷未達到35％額定負荷之前，中壓調(diào)節(jié)汽閥也參與負荷的調(diào)節(jié)。

(4)在異常情況(ASL、OPC動作等)下，調(diào)節(jié)汽閥迅速關(guān)閉，切斷高壓缸的進汽，避免事故發(fā)生，確保機組的安全。(3)機組并網(wǎng)帶初負荷后，由GV控制機組升負荷。若機

(二)高壓調(diào)節(jié)汽閥的工作方式高壓調(diào)節(jié)汽閥的工作方式有自動(AUTO)方式和手動方式。自動方式有自動程序控制方式(ATC)；自動同步控制方式；POS方式；操作員自動方式(OA)；遙控自動方式(REMOTE)；電廠計算機控制方式(PLANTCOMP)等。

(二)高壓調(diào)節(jié)汽閥的工作方式

(三)高壓調(diào)節(jié)汽閥的轉(zhuǎn)速自動控制高壓調(diào)節(jié)汽閥的轉(zhuǎn)速控制，包括從TV控制切換到GV控制、將轉(zhuǎn)速升至同步轉(zhuǎn)速和實現(xiàn)同步并網(wǎng)三個階段。在機組轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)速控制之前，根據(jù)高壓調(diào)節(jié)汽閥控制(GC)邏輯，首先建立GV控制的狀態(tài)標(biāo)志，以便DEH系統(tǒng)根據(jù)機組的狀態(tài)，選擇控制策略。

(三)高壓調(diào)節(jié)汽閥的轉(zhuǎn)速自動控制

(四)高壓調(diào)節(jié)汽閥的負荷自動控制由于GV的負荷控制有多種方式，每一種方式的設(shè)定值又有所不同，因此，其控制過程比較復(fù)雜，主要的問題歸納為：

1．工作方式選擇

GV負荷控制的手動或自動控制，是通過手動／自動開關(guān)實現(xiàn)的，當(dāng)開關(guān)切換至自動位置時，DEH系統(tǒng)即進入操作員自動方式。(四)高壓調(diào)節(jié)汽閥的負荷自動控制

2．設(shè)定值形成邏輯

DEH系統(tǒng)負荷控制時，指定工作方式下的目標(biāo)負荷和負荷變化率被轉(zhuǎn)換成能被機組接受的設(shè)定值，是通過GV控制的設(shè)定值形成邏輯來進行的。設(shè)定值是由“設(shè)定值計數(shù)器”產(chǎn)生，該軟件計數(shù)器受控于RAISE(增)、LOWER(減)和RATE(速率)三個信號。增或減的信號有兩個來源：一是比較器的輸出；二是直接來自各個外部信號，而這些信號又取決于DEH的工作方式。2．設(shè)定值形成邏輯汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

3．高壓調(diào)節(jié)汽閥的負荷控制高壓調(diào)節(jié)汽閥負荷控制回路，是機組運行中用得最多的回路。它是根據(jù)設(shè)定值形成回路輸出的負荷指令，經(jīng)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機功率和第一級壓力校正，再經(jīng)限值選擇后，作為當(dāng)前運行方式下的流量請求值輸入閥門管理程序，選擇閥門調(diào)節(jié)方式，改變調(diào)節(jié)閥開度，控制機組的負荷。

3．高壓調(diào)節(jié)汽閥的負荷控制汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

(1)頻率校正回路。該回路是在機組并網(wǎng)后自動投入的，其標(biāo)志是SPI=1。它一旦投入，運行人員就無法切除，僅在油開關(guān)跳閘(BR=1)，或轉(zhuǎn)速通道故障時才可自動切除。故障況下(SPI=0)，設(shè)定值回路形成的負荷請求值，可直接作為功率校正回路的請求值而不經(jīng)率校正環(huán)節(jié)進行，但這種情況僅是短期的，因為伴隨著轉(zhuǎn)速回路的故障，當(dāng)機組甩負荷、功率給定切除又出現(xiàn)故障時，會使機組有超速的危險。

(1)頻率校正回路。該回路是在機組并網(wǎng)后自動投入的，其(2)發(fā)電機功率校正回路。發(fā)電機功率反饋回路是在機組并網(wǎng)后由操作員投入的。負荷指令REF1是否經(jīng)過發(fā)電機功率校正，實際上也就取決于發(fā)電機功率校正回路是否投(MWI=1？)。

(2)發(fā)電機功率校正回路。發(fā)電機功率反饋回路是在機組

(3)第一級(即調(diào)節(jié)級)壓力校正回路。負荷指令REF2經(jīng)標(biāo)度變換后，用來作為判斷一級壓力校正回路投入的標(biāo)志，狀態(tài)標(biāo)志IPI可由操作盤上的“調(diào)節(jié)級壓力投入”鍵設(shè)置（IPI=1)，此時，以壓力為單位表示的功率請求值PISP與調(diào)節(jié)級壓力反饋信號比較，經(jīng)二級PI校正和上下限限幅后，轉(zhuǎn)換成流量百分比輸入閥門管理程序。

(3)第一級(即調(diào)節(jié)級)壓力校正回路。負荷指令REF2

汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

三、中壓調(diào)節(jié)汽閥(IV)的控制

300MW機組的再熱蒸汽，經(jīng)過中壓主汽閥和中壓調(diào)節(jié)汽閥，然后進入中壓缸。中壓主汽閥為開關(guān)型，在機組掛閘、自動停機母管油壓建立后，即處于全開狀態(tài)，因此，不參與機組的轉(zhuǎn)速和負荷控制。三、中壓調(diào)節(jié)汽閥(IV)的控制

中壓調(diào)節(jié)汽閥為調(diào)節(jié)型汽閥，它在DEH控制系統(tǒng)中的任務(wù)是：

(1)在機組熱態(tài)啟動、旁路系統(tǒng)投入時，中壓調(diào)節(jié)汽閥參與轉(zhuǎn)速和負荷控制；旁路系統(tǒng)切除后，該調(diào)節(jié)汽閥全開。

(2)異常工況(如機組甩負荷)下，中壓調(diào)節(jié)汽閥迅速關(guān)閉，防止機組的超速。中壓調(diào)節(jié)汽閥為調(diào)節(jié)型汽閥，它在DEH控制系統(tǒng)中的任務(wù)是

(一)中壓調(diào)節(jié)汽閥的工作方式中壓調(diào)節(jié)汽閥有下述工作方式。

(1)機組熱態(tài)啟動、旁路系統(tǒng)投入(BPON)，DEH系統(tǒng)處于自動方式(AUTO)時，中壓調(diào)節(jié)汽閥參與系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速和負荷控制。(一)中壓調(diào)節(jié)汽閥的工作方式1)機組盤車后，由操作員自動(OA)或自動汽輪機程序控制(ATC)給出目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率，自動從盤車轉(zhuǎn)速升至2600r／min。

2)轉(zhuǎn)速達到2600r／min后，DEH系統(tǒng)自動完成中壓調(diào)節(jié)汽閥(IV)到高壓主汽門(TV)的切換，由TV控制機組繼續(xù)升速，直到并網(wǎng)和升負荷之前，IV一直保持切換時的開度。

1)機組盤車后，由操作員自動(OA)或自動汽輪機程序控

(2)機組冷態(tài)啟動、旁路系統(tǒng)不投，DEH處于自動方式下，輸出一個全開偏置信號，使中壓調(diào)節(jié)汽閥全開，不參與機組的轉(zhuǎn)速和負荷控制。

(3)手動方式(AUTO)啟動時，運行人員操作中壓調(diào)節(jié)汽閥的手動信號，也反饋給中壓調(diào)節(jié)汽閥的自動控制回路，作為手動至自動無擾切換的跟蹤信號。

(4)機組跳閘(ASL)時，保護系統(tǒng)關(guān)閉中壓調(diào)節(jié)汽閥，相應(yīng)的中壓調(diào)節(jié)汽閥的自動回路也輸出關(guān)閉閥門的置零信號。

(2)機組冷態(tài)啟動、旁路系統(tǒng)不投，DEH處于自動方式

(二)中壓調(diào)節(jié)汽閥的轉(zhuǎn)速控制原理中壓調(diào)節(jié)汽閥的轉(zhuǎn)速控制，是在機組熱態(tài)啟動時，從盤車轉(zhuǎn)速至切換轉(zhuǎn)速(2600r／min)這一過程。與TV控制類似，它也是由控制方式選擇、設(shè)定值形成、比較器、PI校正器和高限限值處理等環(huán)節(jié)組成。(二)中壓調(diào)節(jié)汽閥的轉(zhuǎn)速控制原理

(三)中壓調(diào)節(jié)汽閥的綜合控制除轉(zhuǎn)速控制以外，還要根據(jù)機組的運行過程，綜合考慮IV保持偏置信號、GV流量控制信號、手動跟蹤信號、IV開偏置和關(guān)偏置信號，以便在IV的控制過程中，對上述狀態(tài)進行識別，確定控制決策。為此必須一方面根據(jù)被控對象的狀態(tài)，建立生產(chǎn)過程的進程標(biāo)志；另一方面根據(jù)進程選擇控制策略，計算控制變量，實行對機組的控制。(三)中壓調(diào)節(jié)汽閥的綜合控制

四、DEH系統(tǒng)的手動操作

(一)手動操作方式在DEH系統(tǒng)中，在A、B控制器故障、伺服放大器板(VCC-SC)故障、DEH系統(tǒng)進入“維修測試”方式和機組處于轉(zhuǎn)速控制時轉(zhuǎn)速反饋回路故障等情況下，手動操作是機組的備用控制方式，具體又可分為一級手動控制、二級手動控制和手動備用操作三種方式。

四、DEH系統(tǒng)的手動操作

一級手動控制是數(shù)字手動系統(tǒng)，用作自動方式的備用，是一種開環(huán)控制方式。它是由運行人員通過操作盤輸入目標(biāo)轉(zhuǎn)速或目標(biāo)負荷及其變化率和相應(yīng)閥門的增、減指令直接送到VCC卡的CPU，經(jīng)邏輯判斷和運算處理以后，以一定的速率去開(或關(guān))相應(yīng)的閥門。

一級手動控制是數(shù)字手動系統(tǒng)，用作自動方式的備用，是一種

二級手動控制是模擬手動系統(tǒng)，用作一級手動控制的備用。在該方式下，增、減閥門的觸點開關(guān)信號直接輸入VCC卡的模擬計數(shù)器，計數(shù)器則按一定的速率去改變閥門的開度。

二級手動控制是模擬手動系統(tǒng)，用作一級手動控制的備用。在

手動備用操作(硬手操)是一種應(yīng)急處理方式，用作一級手動和二級手動的備用。這種操作方式是在電位器的兩端加上±5V的電壓，通過調(diào)整操作盤上的“手動備用”電位器獲得控制信號，同時觀察顯示表上“手操指示”的指針值，確認合適時，按下“手動備用投入”鑰匙所調(diào)整的電壓就施載于VCC板上，使被調(diào)閥門按預(yù)定的要求開啟或關(guān)閉。

手動備用操作(硬手操)是一種應(yīng)急處理方式，用作一級手動

7.7DEH系統(tǒng)的閥位限制與閥門管理

一、閥門的閥位限制由各種控制方式輸至閥門的控制量，在進入閥門管理程序之前，都要經(jīng)過上限限幅處理。7.7DEH系統(tǒng)的閥位限制與閥門管理

在機組未掛閘前，系統(tǒng)禁止操作員提高VPOSL值；在運行中當(dāng)流量請求值等于相對應(yīng)的閥位上限值時，閥位限值邏輯置位，指示燈亮，表明閥位限值正在起作用；當(dāng)機組跳閘(ASL=1)時，VPOSL復(fù)位置零；當(dāng)機組調(diào)峰時，限位限值正在起作用的觸點信號送至CCS系統(tǒng)，機組可以滑壓運行，同時將切除功率反饋和第一級壓力反饋回路，GV令開或限制在某一閥位，不參與機組的控制。在機組未掛閘前，系統(tǒng)禁止操作員提高VPOSL值；在運行

二、閥門管理程序

DEH系統(tǒng)閥門管理有順序閥(噴嘴調(diào)節(jié))和單閥(節(jié)流調(diào)節(jié))兩種控制方式，其任務(wù)是在不同的運行工況下，能按要求有效地對流量進行控制，并實現(xiàn)在線無擾切換。其主要功能是：

(1)保證機組在兩種控制方式之間切換時，負荷基本上保持不變；

(2)實現(xiàn)閥門流量特性的線性化，并將某一種控制方式下的流量請求值，轉(zhuǎn)換成閥門的開度信號；

二、閥門管理程序(3)在閥門控制方式轉(zhuǎn)換期間，如流量請求值有變化，閥門管理程序(VMP)能適應(yīng)流量的改變，以滿足新的流量請求值的要求；

(4)保證DEH系統(tǒng)能均衡地從手操方式切換到自動方式；

(5)當(dāng)主汽壓力改變時，為汽輪機的進汽流量提供前饋信號；

(6)提供最佳的閥位位置。(3)在閥門控制方式轉(zhuǎn)換期間，如流量請求值有變化，閥門

閥門管理程序(VMP)的主要內(nèi)容有：

(一)閥門的流量特性

閥門的流量特性，是指流量與閥位的關(guān)系，該關(guān)系須預(yù)置于VMP中，以供控制程序調(diào)用計算閥位值之用?？紤]到機組在臨界和非臨界流量、節(jié)流和噴嘴控制時的流量特性有所不同，為了獲得精確的流量特性，必須對流量系數(shù)進行校正。閥門管理程序(VMP)的主要內(nèi)容有：

當(dāng)主汽壓力變化時，即使閥門開度不變，流量也會產(chǎn)生變化。因此，若負荷控制系統(tǒng)中已投入第一級壓力反饋信號，它就能較快地校正流量的變化；若該壓力反饋信號被切除，則流量的變化需通過較慢的功率反饋信號加以校正。由于VMP中采用了主汽壓力的前饋校正，使之比反饋校正更為及時，這對于第一級壓力反饋信號被切除時尤為需要。

當(dāng)主汽壓力變化時，即使閥門開度不變，流量也會產(chǎn)生變化

(二)單閥控制與順序閥控制汽輪機高壓缸有兩種進汽方式，即節(jié)流調(diào)節(jié)的全周進汽和噴嘴調(diào)節(jié)的部分進汽。節(jié)流調(diào)節(jié)的全周進汽時，多個高壓調(diào)節(jié)汽閥的啟閉同步進行，像一個閥門一樣，因此這種進汽方式也稱為單閥控制。

(二)單閥控制與順序閥控制

噴嘴控制部分進汽時，前一個閥門開啟到指定開度，后一個閥門才開始開啟，這種進汽方式又稱為順序閥控制。節(jié)流調(diào)節(jié)全周進汽可保證汽輪機升速和變負荷過程中轉(zhuǎn)子均勻加熱，減小轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力。在汽輪機升速、低負荷暖機、滑壓運行以及大幅度變負荷過程中應(yīng)選擇部分進汽方式。

噴嘴控制部分進汽時，前一個閥門開啟到指定開度，后一個閥

實現(xiàn)閥門管理的一般方法是，在每個高壓調(diào)節(jié)汽閥的閥位控制回路輸入的開度指令信號上分別疊加不同的偏置信號，以改變閥門的起始開啟位置，每個閥門所加偏置信號的大小應(yīng)能保證幾個高壓調(diào)節(jié)汽閥按順序開啟，實現(xiàn)順序閥控制。當(dāng)解除偏置信號后，幾個調(diào)節(jié)汽閥即可以同步開啟和關(guān)閉，實現(xiàn)單閥控制。

實現(xiàn)閥門管理的一般方法是，在每個高壓調(diào)節(jié)汽閥的閥位控制

單閥／順序閥門切換的目的是為了提高機組的經(jīng)濟性和快速性，其實質(zhì)是要通過節(jié)流調(diào)節(jié)與噴嘴調(diào)節(jié)的無擾切換，解決變負荷過程中的均熱要求與部分負荷經(jīng)濟性的矛盾。

單閥／順序閥門切換的目的是為了提高機組的經(jīng)濟性和快速性

7.8EH油系統(tǒng)

一、EH油系統(tǒng)的工作原理為了提高控制系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)品質(zhì)，DEH液壓系統(tǒng)采用較高的工作壓力。為避免高壓動力油泄漏造成火災(zāi)，DEH液壓系統(tǒng)普遍采用了高壓抗燃油。它具有良好的抗燃性能和流體穩(wěn)定性，自燃點為560℃以上。但抗燃油價格昂貴，有一定腐蝕性，不宜在潤滑系統(tǒng)內(nèi)使用，因而設(shè)置單獨的抗燃油供油系統(tǒng)—EH油系統(tǒng)。

7.8EH油系統(tǒng)

EH抗燃油系統(tǒng)由供油裝置、抗燃油再生裝置、一套自循環(huán)濾油系統(tǒng)和自循環(huán)冷卻系統(tǒng)及油管路系統(tǒng)組成。其主要功能是提供電液控制和保護部分所需要的壓力油，同時保持壓力油的正常理化特性和運行特性。

EH抗燃油系統(tǒng)由供油裝置、抗燃油再生裝置、一套自循

二、EH油系統(tǒng)的工作流程油泵輸出的抗燃油經(jīng)過EH控制單元中濾油器、卸荷閥、止回閥和過壓保護閥，進入高壓供油母管和蓄能器，建立起系統(tǒng)需要的油壓。當(dāng)油壓達到14.484MPa時，卸荷閥動作，切斷油泵出口與高壓油集管的聯(lián)系，將泵出口的油直接送回油箱。當(dāng)高壓集管的油壓降至12.42MPa時，卸荷閥復(fù)位，高壓油泵的出油重又供向EH系統(tǒng)。

二、EH油系統(tǒng)的工作流程

三、EH油系統(tǒng)的主要設(shè)備

1、卸荷閥：卸荷閥用于控制系統(tǒng)中的壓力，它的動作壓力由調(diào)整旋鈕調(diào)整錐形彈簧的預(yù)緊力來整定。當(dāng)集管中油壓達14.484MPa時，錐形彈簧右移，控制滑閥內(nèi)腔壓力油經(jīng)錐形彈簧泄油孔排至油箱?；y上移，打開套筒泄油窗口，將油泵來油直接送回油箱，卸荷閥處于排油狀態(tài)。當(dāng)集油管壓力降低到12.415MPa時，排油窗口關(guān)閉油泵來油重又進入高壓油集管，此時卸荷閥復(fù)位。

三、EH油系統(tǒng)的主要設(shè)備汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件2、蓄能器：為了維持系統(tǒng)的油壓在卸荷閥的兩個動作油壓之間的相對穩(wěn)定，以防止卸荷閥或過壓保護閥反復(fù)動作，為了在執(zhí)行機構(gòu)動作時維持EH油壓的相對穩(wěn)定，在EH油系統(tǒng)中裝有五只活塞式蓄能器，也稱高壓蓄能器。

2、蓄能器：為了維持系統(tǒng)

在通向油箱的回油管路上裝有四個低壓蓄能器。低壓蓄能器結(jié)構(gòu)是充氣式的，作用是在回油管路上起調(diào)壓室的緩沖，減小回油管中的壓力波動。

在通向油箱的回油管汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

3、電液轉(zhuǎn)換器：電液轉(zhuǎn)換器的作用是將電信號的控制轉(zhuǎn)換成工作油壓，通過油動機實現(xiàn)主汽閥或調(diào)速汽閥的開度控制。3、電液轉(zhuǎn)換器：電液轉(zhuǎn)換器的作用是將電信號的控制轉(zhuǎn)換汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

7.9汽輪機的自動保護一、超速保護系統(tǒng)(OPC)DEH的超速保護系統(tǒng)，是對汽輪機超速的第一道防線，當(dāng)汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)速升到103％額定轉(zhuǎn)速時，利用OPC的超速保護功能關(guān)閉調(diào)節(jié)汽閥，使機組維持在額定轉(zhuǎn)速運行，避免轉(zhuǎn)速升高而遮斷停機。

7.9汽輪機的自動保護

二、降負荷時調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉方式汽輪機組超速保護系統(tǒng)的一個重要特性是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，能夠快速地降低負荷（即快關(guān)功能），防止負荷不平衡造成轉(zhuǎn)速過大飛升。當(dāng)發(fā)生上述情況之一時，汽輪機應(yīng)當(dāng)降負荷。對于中間再熱機組，降負荷有以下三種控制方式：

二、降負荷時調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉方式

(1)只關(guān)高壓調(diào)節(jié)汽閥：當(dāng)高壓調(diào)節(jié)汽閥關(guān)到1s時，汽輪機仍有60％的整機功率，這是因為高壓缸功率占的比例較小，中壓缸功率仍有遲延的緣故。

(1)只關(guān)高壓調(diào)節(jié)汽閥：

(2)只關(guān)中壓調(diào)節(jié)汽閥：

在1S時間內(nèi)功率可降到40％以下，作用比較明顯。(2)只關(guān)中壓調(diào)節(jié)汽閥：

(3)同時關(guān)高、中壓調(diào)節(jié)汽閥

這種方式對降低機組負荷是最有效的，在0.5s時已降至40％，1s時降到15％以下。

(3)同時關(guān)高、中壓調(diào)節(jié)汽閥

從上述比較看來，采用關(guān)中壓調(diào)節(jié)汽閥的方式較為合理，但此時應(yīng)注意軸向推力的變化應(yīng)在允許的范圍內(nèi)；在甩全負荷時關(guān)下高、中壓調(diào)節(jié)汽閥對防止動態(tài)超速則更加有利。上述三種方式是指調(diào)節(jié)汽閥關(guān)下后又打開，并將功率回升到原有的功率水平而言。

從上述比較看來，采用關(guān)中壓調(diào)節(jié)汽閥的方式較為合理，但此

三、汽輪機危急遮斷系統(tǒng)

(一)、危急遮斷系統(tǒng)的任務(wù)和保護項目

1、危急遮斷系統(tǒng)的任務(wù)汽輪機危急遮斷系統(tǒng)(EMERGENCYTRIPSYSTEM)，簡稱ETS。汽輪機危急遮斷系統(tǒng)的任務(wù)是在汽輪機出現(xiàn)險情時使所有進汽閥門跳閘關(guān)閉，目的是保護汽輪機設(shè)備的安全。三、汽輪機危急遮斷系統(tǒng)

2、汽輪機危急遮斷系統(tǒng)的保護項目危急遮斷系統(tǒng)監(jiān)視汽輪機的某些重要參數(shù)當(dāng)這些參數(shù)超過其運行限制值時，該系統(tǒng)就關(guān)閉所有汽輪機蒸汽進汽閥門。

2、汽輪機危急遮斷系統(tǒng)的保護項目

300MW機組的ETS的保護項目有：

(1)超速保護；電超速

(2)軸向位移保護；TB(3)軸承潤滑油壓低保護；LBO(4)凝汽器低真空保護；LV(5)抗燃油低油壓保護；LP(6)用戶要求的遙控脫扣保護。300MW機組的ETS的保護項目有：

(二)、危急遮斷系統(tǒng)基本原理由圖可見汽輪機保護系統(tǒng)由電氣跳閘系統(tǒng)、機械超速跳閘裝置、超速保護控制器(OPC)組成。電氣跳閘系統(tǒng)動作會使自動脫扣母管泄油，高壓主汽閥、高壓調(diào)節(jié)汽閥、中壓主汽閥、中壓調(diào)節(jié)汽閥同時關(guān)閉。機械超速跳閘裝置動作，首先是使隔膜閥動作，然后才使自動脫扣母管泄油，各汽閥關(guān)閉。OPC動作僅使高壓調(diào)節(jié)汽閥和中壓調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉。

(二)、危急遮斷系統(tǒng)基本原理

(三)、AST電磁閥的工作原理危急遮斷電磁閥(20-1／AST～20-4／AST)受ETS系統(tǒng)控制。當(dāng)機組正常運行時，AST電磁閥的線圈是通電的，電磁閥被電磁力所關(guān)閉，切斷了自動停機危急遮斷總管上高壓油的泄油通道，當(dāng)ETS系統(tǒng)中的任一參數(shù)處于遮斷水平時，AST電磁閥失電，電磁閥打開泄去EH油，快速卸載閥也因油壓下降而將油動機腔室內(nèi)的控制油泄去，從而關(guān)閉汽輪機所有的進汽閥，實行緊急停機。(三)、AST電磁閥的工作原理

(四)、遮斷繼繼電器邏輯

1、ETS控制繼電器邏輯的總系統(tǒng)圖(四)、遮斷繼繼電器邏輯

機組正常運行時，ETS系統(tǒng)所監(jiān)視的五個參數(shù)正常，且遙控接口無遮斷請求，則線圈1A、1B、2A、2B帶電，相應(yīng)的觸點閉合使20-1／AST～20-4／AST帶電，AST母管油壓建立。

機組正常運行時，ETS系統(tǒng)所監(jiān)視的五個參數(shù)正常，且遙

如果機組運行異常，EST監(jiān)視的五個參數(shù)中有一個提出遮斷請求或者有遙控遮斷請求，則圖示兩個通道中，相應(yīng)于狀態(tài)參數(shù)的觸點由原來的閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為斷開狀態(tài)，線圈1A、1B、2A、2B失電，相應(yīng)觸點斷開，使遮斷電磁閥線圈20-1／AST～20-4／AST失電，從而泄掉AST母管油壓，關(guān)閉所有閥門，實現(xiàn)緊急停機。如果機組運行異常，EST監(jiān)視的五個參數(shù)中有一個提出遮斷LP—EH油壓低跳閘接點：正常情況下接點閉合，EH油壓低時接點打開。LBO—潤滑油壓低跳閘接點：正常情況下接點閉合，潤滑油壓低時接點打開。LV—凝汽器真空低跳閘接點：凝汽器真空正常情況下該接點閉合，真空過低時引起汽輪機跳閘。OS—汽輪機超速保護接點：汽輪機正常轉(zhuǎn)速情況下該接點閉合，汽輪機轉(zhuǎn)速超過110％后，該接點斷開引起汽輪機跳閘。LP—EH油壓低跳閘接點：正常情況下接點閉合，EH油壓低時接

TB—汽輪機軸向位移保護接點：當(dāng)汽輪機軸向位移太大時，引發(fā)汽輪機跳閘，正常情況該接點閉合。

REM—汽輪機遠方跳閘接點：遠方跳閘一般包括操作盤手動跳閘操作、汽輪機振動大跳機、MET主燃料跳閘、發(fā)電機保護動作跳機等引起的汽輪機跳閘。TB—汽輪機軸向位移保護接點：當(dāng)汽輪機軸向位移太大時

2、軸承油壓過低保護軸承發(fā)生燒瓦事故時，軸承潤滑油溫度，推力瓦和軸承溫度將升高，而軸承油膜壓力則迅速下降，所以在系統(tǒng)設(shè)計中，對“軸承油壓過低”進行保護，一旦此工況發(fā)生，將立即遮斷機組的運行。2、軸承油壓過低保護

3、凝汽器真空過低保護在汽輪機運行中，真空下降現(xiàn)象比較常見，汽輪機運行中發(fā)生真空下降，對機組的經(jīng)濟性和安全性有較大的影響。凝汽器真空下降的原因難覓且降落的速度較快時，可能造成嚴(yán)重的事故，為此，須設(shè)置冷凝器低真空保護裝置?！澳髡婵盏捅Ｗo”的遮斷控制邏輯，類同于“軸承油壓低保護”遮斷控制邏輯。

3、凝汽器真空過低保護

4、EH油壓低保護

EH油系統(tǒng)的任務(wù)之一，是維持油壓一定，為機組正常的轉(zhuǎn)速與負荷控制提供保證。正常的EH油壓(12.42～15.18MPa)是機組啟動和正常運行的先決條件。EH油系統(tǒng)故障將引起EH油壓下降。EH油壓過低試驗塊的組成與工作原理，以及遮斷控制斷電器邏輯，均與“軸承油壓低保護”類似。

4、EH油壓低保護

5、軸向位移保護

潤滑油系統(tǒng)故障引起的油膜破壞，將會使推力瓦塊烏金燒熔，軸向位移增大，汽輪機內(nèi)部轉(zhuǎn)動部件與靜止部件之間的軸向間隙可能消失，動靜部件之間將發(fā)生摩擦和碰撞，從而造成嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故。

5、軸向位移保護

6、電氣超速保護

磁阻發(fā)送器的輸出頻率正比于軸的轉(zhuǎn)速，該頻率送至轉(zhuǎn)換器，經(jīng)限幅、整形、放大后輸出一個信號，此信號與110％對應(yīng)的遮斷整定點電壓進行比較，在軸的轉(zhuǎn)速小于該遮斷整定點(即n<110％)時，比較器的輸出是一個正電壓；若軸的轉(zhuǎn)速大于遮斷整定值(即n>110％)，則比較器輸出的電壓為負值，它將使其后的三極管V1導(dǎo)通，超速遮斷繼電器線圈KOST帶電，相應(yīng)的觸點狀態(tài)發(fā)生變化。6、電氣超速保護

正常運行時，K1、K2閉合，觸點KOST斷開線圈KOSl、KOS2帶電，相應(yīng)的觸點閉合，一旦機組轉(zhuǎn)速超過設(shè)定值的110％，KOST線圈通電，使其相應(yīng)的觸點KOST閉合，短接了線圈KOSl、KOS2，從而斷開了觸點OS1、OS2，最終導(dǎo)致危急遮斷電磁閥的四個線圈(20-1／AST～20-4／AST)失電，釋放AST母管油壓，保護動作。正常運行時，K1、K2閉合，觸點KOST斷開線圈KOS

7、機械超速危急遮斷系統(tǒng)在DEH系統(tǒng)中，機械超速遮斷系統(tǒng)是一個獨立的系統(tǒng)，與常規(guī)液壓控制系統(tǒng)中的超速保護基本相同，圖示為機械超速遮斷系統(tǒng)的工作原理，它的傳感器為飛錘，裝于轉(zhuǎn)子延伸軸的橫向孔中，其質(zhì)量中心與轉(zhuǎn)子的幾何中心偏置，并通過壓彈簧將飛錘緊固在橫向小孔中，利用彈簧約束力與離心力平衡的原理來設(shè)計動作轉(zhuǎn)速。

7、機械超速危急遮斷系統(tǒng)

機械超速保護系統(tǒng)的油系統(tǒng)，與電氣超速系統(tǒng)(ETS)互為獨立，采用的是與潤滑油主油泵相連接的油系統(tǒng)。當(dāng)機組正常運行時，飛錘的離心力，不足以克服彈簧的約束力，飛錘不出擊。當(dāng)機組超速時，離心力超過額定值，克服約束力并使飛錘出擊并撞擊在脫扣碰鉤上，使碰鉤旋轉(zhuǎn)，帶動危急遮斷滑閥動作，導(dǎo)致機械超速與手動遮斷母管的油壓降低，使隔膜閥也因其上部油壓的降低而打開，危急遮斷油總管泄油并失壓，從而使主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉，切斷汽輪機的全部進汽，使機組停機。機械超速保護系統(tǒng)的油系統(tǒng)，與電氣超速系統(tǒng)(ETS)互為

7.10汽輪機旁路控制系統(tǒng)一、旁路系統(tǒng)的組成與功能

1．旁路系統(tǒng)的組成汽輪機旁路系統(tǒng)是指與汽輪機并聯(lián)的蒸汽減溫、減壓系統(tǒng)，它由旁路管道，減壓、減溫閥門及控制機構(gòu)等組成。其作用是在機組啟動階段或事故狀態(tài)下將鍋爐產(chǎn)生的蒸汽不經(jīng)過汽輪機而引入下一級管道或凝汽器。

7.10汽輪機旁路控制系統(tǒng)

大型火電機組都采用大容量、高參數(shù)、中間再熱式的熱力系統(tǒng)，且采用機爐電單元配置，由于汽輪機和鍋爐的特性不同而帶來機爐之間的某些不協(xié)調(diào)問題，可以通過設(shè)置旁路系統(tǒng)來解決。旁路容量在國內(nèi)多數(shù)設(shè)計是30％MCR或40％MCR(鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量)

。大型火電機組都采用大容量、高參數(shù)、中間再熱式的熱力系統(tǒng)

汽輪機旁路系統(tǒng)的主要作用是協(xié)助機組以最短的時間完成熱態(tài)啟動，在機組甩負荷時與鍋爐和整個機組配合，實現(xiàn)甩負荷后的一些較復(fù)雜的運行方式(如機組快速切負荷FCB等)，并進行鍋爐超壓防護。

汽輪機旁路系統(tǒng)的主要作用是協(xié)助機組以最短的時間完成熱態(tài)

2、汽輪機旁路系統(tǒng)的功能：

(1)改善機組啟動性能，特別是在熱態(tài)啟動時，使用旁路系統(tǒng)后，鍋爐能以較大的燃燒率、較高的蒸發(fā)量運行，加快啟動速度

(2)在機組啟動時可以控制主汽壓和中壓缸進汽壓力，以適應(yīng)機組進行中壓缸啟動、定壓和滑壓運行的要求。

2、汽輪機旁路系統(tǒng)的功能：(3)啟動工況或者汽輪機跳閘時，旁路系統(tǒng)可保證再熱器有一定的蒸汽流量，避免再熱器干燒，從而保護再熱器。

(4)當(dāng)主汽壓或再熱汽壓力超過規(guī)定值時，旁路系統(tǒng)迅速開啟，進行減壓、泄流，減少對空排汽，避免鍋爐超壓并回收工質(zhì)。

(5)實現(xiàn)機組快速切負荷功能，機組處于熱備用狀態(tài)，隨時準(zhǔn)備啟動。(3)啟動工況或者汽輪機跳閘時，旁路系統(tǒng)可保證再熱器有

綜上所述，汽輪機旁路系統(tǒng)有啟動、溢流和安全三項功能。啟動功能是指利用旁路系統(tǒng)改善機組的啟動條件，縮短機組的啟動時間。溢流功能是指在事故情況下，旁路系統(tǒng)可以排放機組在負荷突降的過渡過程中的剩余蒸汽，從而保證在汽輪機低負荷運行或停止運行的情況下，維持鍋爐在不投油的最低穩(wěn)燃負荷下運行，目的是當(dāng)事故排除后，能以最快的速度恢復(fù)帶負荷。

綜上所述，汽輪機旁路系統(tǒng)有啟動、溢流和安全三項功能。啟

安全功能是指當(dāng)汽壓過高時旁路系統(tǒng)可以快速開啟，將多余蒸汽排入凝汽器，以代替鍋爐安全門的功能，且不會產(chǎn)生工質(zhì)的損失和噪聲。此三項功能在調(diào)峰運行機組上作用更為明顯，利用旁路系統(tǒng)可以縮短熱態(tài)啟動時間，提高機組的負荷適應(yīng)性。

安全功能是指當(dāng)汽壓過高時旁路系統(tǒng)可以快速開啟，將多余蒸

二、高壓旁路控制系統(tǒng)高壓旁路系統(tǒng)由高旁減壓閥(BP)、噴水減溫閥(BPE)和噴水隔斷閥(BD)以及相應(yīng)的三個控制系統(tǒng)組成，三個控制系統(tǒng)分別為高旁減壓控制系統(tǒng)、噴水減溫控制系統(tǒng)和噴水隔斷閥控制系統(tǒng)。高旁減壓控制系統(tǒng)的主要作用是在機組啟動過程中，通過調(diào)整高壓旁路閥門的開度來控制主汽壓，以適應(yīng)機組啟動的各階段對主汽壓的要求。

二、高壓旁路控制系統(tǒng)

高壓旁路控制系統(tǒng)有三種運行方式，機組從鍋爐點火、升溫升壓到機組帶負荷運行至滿負荷，旁路系統(tǒng)經(jīng)歷閥位方式、定壓方式、滑壓方式三個運行階段。

高壓旁路控制系統(tǒng)有三種運行方式，機組從鍋爐點火、升溫升

當(dāng)旁路控制系統(tǒng)投入自動、鍋爐點火且主汽壓小于汽輪機沖轉(zhuǎn)壓力時，運行人員可以選擇閥位方式；當(dāng)主汽壓達到汽輪機沖轉(zhuǎn)壓力時，旁路系統(tǒng)進入定壓運行方式；當(dāng)主汽壓力達到8MPa(可調(diào))，機組負荷達30％時，高旁減壓閥關(guān)閉，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入滑壓運行方式，對主汽壓進行監(jiān)視和保護。

當(dāng)旁路控制系統(tǒng)投入自動、鍋爐點火且主汽壓小于汽輪機沖轉(zhuǎn)

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第七章汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)

7.1概述汽輪機控制的發(fā)展過程

汽輪機控制裝置的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個階段一、早期的汽輪機控制系統(tǒng)是由離心飛錘、杠桿、凸輪等機械部件和錯油門、油動機等液壓部件構(gòu)成，稱為機械液壓式控制系統(tǒng)(Mechanical—HydraulicControl，MHC)簡稱液調(diào)。這種系統(tǒng)的控制器是由機械元件組成的，執(zhí)行器是由液壓元件組成的。

第七章汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)

7.汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

二、隨著汽輪機單機容量的增大和中間再熱機組的出現(xiàn)，單元制運行方式的普遍采用以及電網(wǎng)自動化水平的提高，產(chǎn)生了電氣液壓式控制系統(tǒng)(Electro—HydraulicControl，EHC)，簡稱電液控制裝置。

二、隨著汽輪機單機容量的增大和中間再熱機組的出現(xiàn)，單

三、隨著電氣元件可靠性的提高，出現(xiàn)了不依靠機械液壓式控制系統(tǒng)作后備的純電液控制系統(tǒng)。開始采用的純電液控制系統(tǒng)是由模擬電路組成的，稱為模擬式電氣液壓控制系統(tǒng)(AnalogElectric—HydraulicControl，AEH)，也稱模擬電液控制裝置，這種系統(tǒng)的控制器是由模擬電路組成的，執(zhí)行器仍保留原有的液壓部分，兩者之間通過電液轉(zhuǎn)換器相連接。

三、隨著電氣元件可靠性的提高，出現(xiàn)了不依靠機械液壓式控

四、計算機技術(shù)的發(fā)展將汽輪機控制技術(shù)又向前推進了一大步，80年代出現(xiàn)了以數(shù)字計算機為基礎(chǔ)的數(shù)字式電氣液壓控制系統(tǒng)(DigitalElectric-HydraulicControl，DEH)，簡稱數(shù)字電液控制裝置。

DEH實際上是數(shù)字式管理，電動式控制，液動式執(zhí)行的方式。

四、計算機技術(shù)的發(fā)展將汽輪機控制技術(shù)又向前推進了一大

五、近期的汽輪機DEH系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)向以分散控制系統(tǒng)(DCS)為基礎(chǔ)，它具有對汽輪發(fā)電機的啟動、升速、并網(wǎng)、負荷增／減、停止進行監(jiān)視、操作、控制、保護，以及數(shù)字處理和CRT顯示等功能。

五、近期的汽輪機DEH系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)向以分散控制系統(tǒng)(D

基于DCS的DEH系統(tǒng)有如下特點：

(1)用操作員站的CRT和打印機來監(jiān)視機組各種參數(shù)及其變化趨勢。

(2)具有轉(zhuǎn)速控制、功率控制功能。

(3)可進行主蒸汽壓力控制、超速保護控制、閥門快關(guān)控制等。

(4)具有閥門管理功能。

(5)具有按熱應(yīng)力升速和加載的功能。

(6)軟件的模塊化和硬件的積木式結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)的組態(tài)具有極高的靈活性；事故追憶打印功能有利于對事故的實時分析。

基于DCS的DEH系統(tǒng)有如下特點：

7.2汽輪機控制的主要內(nèi)容目前火力發(fā)電廠多采用單機容量為300～600MW的亞臨界壓力的單元機組。隨著電網(wǎng)自動化程度和單元制運行水平的不斷提高，對汽輪機控制系統(tǒng)提出了更高的要求一個完善的汽輪機控制系統(tǒng)應(yīng)包括以下功能系統(tǒng)。

7.2汽輪機控制的主要內(nèi)容

一、監(jiān)視系統(tǒng)(TSI)

監(jiān)視系統(tǒng)是保證汽輪機安全運行的必不可少的設(shè)備，它能夠連續(xù)監(jiān)測汽輪機運行中各參數(shù)的變化。主要內(nèi)容有：汽輪機轉(zhuǎn)速、軸及軸承振動、轉(zhuǎn)子軸位移，轉(zhuǎn)子與汽缸的相對脹差，汽缸熱膨脹、主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、凝汽器真空、高壓缸速度級后壓力，再熱蒸汽壓力和溫度，汽缸溫度、潤滑油壓、EH油壓、軸承溫度等。汽輪機的參數(shù)監(jiān)視通常由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)實現(xiàn)。一、監(jiān)視系統(tǒng)(TSI)

二、保護系統(tǒng)保護系統(tǒng)的作用是，當(dāng)電網(wǎng)或汽輪機本身出現(xiàn)故障時，保護裝置根據(jù)實際情況迅速動作，使汽輪機退出工作，或者采取一定措施進行保護，以防止事故擴大或造成設(shè)備損壞。大容量汽輪機的保護內(nèi)容有：超速保護、低油壓保護、位移保護、低真空保護、脹差保護、振動保護等。二、保護系統(tǒng)

三、控制系統(tǒng)汽輪機的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、功率（負荷）控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)等等。閉環(huán)控制是汽輪機控制系統(tǒng)的主要功能，控制品質(zhì)的優(yōu)劣將直接影響機組的供電參數(shù)和質(zhì)量，并且對單元機組的安全運行也有直接影響。三、控制系統(tǒng)

四、熱應(yīng)力在線監(jiān)視系統(tǒng)汽輪機運行工況的改變必然引起轉(zhuǎn)子和汽缸熱應(yīng)力的變化。由于轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)下已經(jīng)承受了比較大的機械應(yīng)力，因此熱應(yīng)力的變化對轉(zhuǎn)子的影響更大，運行中監(jiān)視轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力不超過允許應(yīng)力顯得尤為重要。熱應(yīng)力無法直接測量，通常是用建立模型的方法通過測取汽輪機某些特定點的溫度值來間接計算熱應(yīng)力的。

四、熱應(yīng)力在線監(jiān)視系統(tǒng)

五、汽輪機自啟停控制系統(tǒng)汽輪機自啟?？刂?AutomaticTurbineControl，簡稱ATC)系統(tǒng)是非常復(fù)雜的一個系統(tǒng)，汽輪機自啟?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)能完成從啟動準(zhǔn)備直至帶滿負荷或者從正常運行到停機的全部過程，即完成盤車、抽真空、升速、并網(wǎng)、帶負荷、帶滿負荷以及甩負荷和停機的全部過程。實現(xiàn)汽輪機自啟停的前提條件是各個必要的控制系統(tǒng)應(yīng)配備齊全，且正常投運。這些系統(tǒng)包括自動控制系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)、熱應(yīng)力計算系統(tǒng)以及旁路控制系統(tǒng)等。五、汽輪機自啟?？刂葡到y(tǒng)

六、液壓伺服系統(tǒng)液壓伺服系統(tǒng)包括汽輪機供油系統(tǒng)即EH油系統(tǒng)和液壓執(zhí)行機構(gòu)兩部分。供油系統(tǒng)向液壓執(zhí)行機構(gòu)提供壓力油。液壓執(zhí)行機構(gòu)由電液轉(zhuǎn)換器、油動機、位置傳感器等部件組成，其功能是根據(jù)電液控制系統(tǒng)的指令去操作相應(yīng)閥門的動作。

六、液壓伺服系統(tǒng)

由上述汽輪機控制所涉及的內(nèi)容可以看出，現(xiàn)代大型單元機組的汽輪機控制系統(tǒng)涉及面很廣，系統(tǒng)復(fù)雜，技術(shù)要求高，既包括了模擬量的反饋控制，又包括開關(guān)量的邏輯控制，是集過程控制、順序控制、自動保護、自動檢測于一體的復(fù)雜控制系統(tǒng)。

由上述汽輪機控制所涉及的內(nèi)容可以看出，現(xiàn)代大型單元機組

7.3汽輪機自動控制的基本原理

電力生產(chǎn)對發(fā)電用的汽輪機控制系統(tǒng)提出了兩個基本要求：一是保證能夠隨時滿足用戶對電能的需要（負荷要求）；二是使機組能維持一定的轉(zhuǎn)速（頻率要求），保證供電的頻率和機組本身的安全。

7.3汽輪機自動控制的基本原理

單元機組的電功率與汽輪機的進汽、排汽參數(shù)有關(guān)。如果汽輪機的進汽參數(shù)和排汽壓力均保持不變，那么機組發(fā)出的電功率基本上與汽輪機的進汽量成正比，當(dāng)外界電負荷增大時，汽輪機的進汽量應(yīng)增大，若進汽量不增大，則汽輪機的轉(zhuǎn)速將會減小。為使電功率與外界電負荷相適應(yīng)，機組將在另一轉(zhuǎn)速下運行，反之亦然。這就是汽輪機的自調(diào)整性能。

單元機組的電功率與汽輪機的進汽、排汽參數(shù)有關(guān)。如果汽輪

一、汽輪機液壓控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性由于汽輪機負荷變化時，其轉(zhuǎn)速也會相應(yīng)地發(fā)生變化。在穩(wěn)定狀態(tài)下，汽輪機的功率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，稱為汽輪機控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性。

1、轉(zhuǎn)速不等率控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線是一條連續(xù)傾斜的曲線，其傾斜程度可用控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速不等率δ表示。

一、汽輪機液壓控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

即轉(zhuǎn)速不等率為滿負荷到空負荷，轉(zhuǎn)速的最大相對變化率。

δ是控制系統(tǒng)最重要的指標(biāo)，從自動控制原理的角度講，δ相當(dāng)于控制系統(tǒng)的比例帶，它既反映了一次調(diào)頻能力的強弱，又表明了穩(wěn)定性的好壞。如果特性曲線平坦，即δ較小，則一次調(diào)頻能力較強?？梢?，δ的大小對供電質(zhì)量和控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性有十分重要的影響。

即轉(zhuǎn)速不等率為滿負荷到空負荷，轉(zhuǎn)速的最大相對變化率。

2、一次調(diào)頻和二次調(diào)頻電網(wǎng)的調(diào)頻過程可分為一次調(diào)頻和二次調(diào)頻。電網(wǎng)中負荷的變化將引起電網(wǎng)中頻率的變化，當(dāng)并網(wǎng)運行的汽輪機感受到電網(wǎng)頻率變化以后，這些機組立即按其靜態(tài)特性改變自己的實發(fā)功率，以減小電網(wǎng)頻率波動的幅度，這就是一次調(diào)頻。一次調(diào)頻要求汽輪機具有快速的功率響應(yīng)特性。如曲線1所示。2、一次調(diào)頻和二次調(diào)頻汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

當(dāng)電網(wǎng)負荷變化后，只有增大某些機組的實發(fā)功率，使電網(wǎng)達到新的供需平衡，才能使電網(wǎng)頻率恢復(fù)到給定值，這一過程叫做二次調(diào)頻。參加二次調(diào)頻的機組叫調(diào)頻機組。

二次調(diào)頻機組承擔(dān)的功率變化幅度較大，但變化速度較慢。如曲線2所示。

當(dāng)電網(wǎng)負荷變化后，只有增大某些機組的實發(fā)功率，使電網(wǎng)達

3．靜態(tài)特性曲線的平移和同步器單元機組有兩種基本運行方式：一種是單機運行，即在電網(wǎng)中只有一臺機組運行；另一種是并網(wǎng)運行，電網(wǎng)中同時有兩臺或兩臺以上機組運行。由于各發(fā)電機有共同的轉(zhuǎn)速，各機組控制系統(tǒng)的作用將受到互相牽制。每一臺機組的轉(zhuǎn)速都取決于電網(wǎng)的頻率，而電網(wǎng)的頻率又由所有機組的控制系統(tǒng)綜合工作所決定。因此，分配給電網(wǎng)中每臺機組的負荷取決于各臺機組控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性。

3．靜態(tài)特性曲線的平移和同步器

假設(shè)在電網(wǎng)中只有兩臺機組，它們的靜態(tài)特性如圖所示。設(shè)電網(wǎng)的頻率是f1，與f1相應(yīng)的轉(zhuǎn)速是n1，根據(jù)兩臺機組的靜態(tài)特性，1號機和2號機的功率分別是P1′和P2′，兩臺機組所發(fā)出功率的總和(P1′+P1′)應(yīng)等于用戶所消耗的功率PL′設(shè)電網(wǎng)的負荷增加了△PL，則電網(wǎng)的頻率從f1下降到f2，機組的轉(zhuǎn)速從n1，下降到n2，由靜態(tài)特性曲線可知，1號機和2號機功率分別增大到P1〞和P2〞，而且必然有△PL=△P1+△P2的關(guān)系，

假設(shè)在電網(wǎng)中只有兩臺機組，它們的靜態(tài)特性如圖所示。設(shè)電汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

7.4DEH控制系統(tǒng)的基本組成和功能

300MW機組的DEH控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)配置方面，盡可能吸收分散控制系統(tǒng)可靠性高的優(yōu)點，在硬件設(shè)備方面，主要部件都采用微處理機，從而簡化了硬件電路，提高了系統(tǒng)的可靠性。圖1-26為該機組的DEH系統(tǒng)圖，主要由五大部分組成：7.4DEH控制系統(tǒng)的基本組成和功能汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

(1)電子控制器：主要包括數(shù)字計算機、混合數(shù)模插件、接口和電源設(shè)備等，均集中布置在六個控制柜內(nèi)。主要用于給定、接受反饋信號、邏輯運算和發(fā)出指令進行控制等。

(2)操作系統(tǒng)：主要設(shè)置有操作盤，圖像站的顯示器和打印機等，為運行人員提供運行信息、監(jiān)督、人機對話和操作等服務(wù)。

(1)電子控制器：主要包括數(shù)字計算機、混

(3)油系統(tǒng)：汽輪機有兩套油系統(tǒng)，高壓控制油與潤滑油。高壓油(EH油系統(tǒng))采用三芳基磷酸脂抗燃油，為控制系統(tǒng)提供控制與動力用油，系統(tǒng)設(shè)有兩臺油泵，互為備用，供油油壓為12.42～14.47MPa，它接受控制器或操作盤來的指令進行控制。潤滑油系統(tǒng)的主油泵由汽輪機軸拖動，為潤滑系統(tǒng)提供1.44～1.69MPa的汽輪機油。

(3)油系統(tǒng)：汽輪機有兩套油系統(tǒng)，高壓控制油與潤滑油。

(4)執(zhí)行機構(gòu)：主要由伺服放大器、電液轉(zhuǎn)換器和油動機組成，負責(zé)帶動高壓主汽閥、高壓調(diào)節(jié)汽閥和中壓主汽閥、中壓調(diào)節(jié)汽閥。

(5)保護系統(tǒng)：設(shè)有六個電磁閥，其中兩個用于超速時關(guān)閉高、中壓調(diào)節(jié)汽閥，其余用于嚴(yán)重超速(110％)、潤滑油壓低、EH油壓低、推力軸承磨損過大、凝汽器真空過低等情況下危急遮斷和手動停機之用。

(4)執(zhí)行機構(gòu)：主要由伺服放大器、電液轉(zhuǎn)換器和油動機組

7.5功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)汽輪機調(diào)節(jié)都是把負荷擾動引起的轉(zhuǎn)速變化信號△n輸入到調(diào)速器，再經(jīng)過油動機的放大作用，控制調(diào)節(jié)閥開度的變化。在額定蒸汽參數(shù)下功率的變化與閥門開度成正比，最終使轉(zhuǎn)速偏差△n與功率變化△P成正比。而機組采用了中間再熱后，由于單元制系統(tǒng)的汽壓波動較大，破壞了上述的比例關(guān)系，破壞了一次調(diào)頻能力。

7.5功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

隨著自動化水平的提高，要求機組自動化水平也要相應(yīng)的提高，因而就要求用計算機參與過程控制。為此，便出現(xiàn)了靈敏度較高的電子調(diào)節(jié)器和液壓油動機組成的新型調(diào)節(jié)系統(tǒng)，同時為了改善機組的一次調(diào)頻能力又采用了功率調(diào)節(jié)器，即形成了功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

隨著自動化水平的提高，要求機組自動化水平也要相應(yīng)的提高

一、功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理

功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中包括電調(diào)和液壓放大兩部分。其中電調(diào)部分包括測功、測頻和校正單元，液壓放大部分包括滑閥和油動機，它們之間由電液轉(zhuǎn)換器相連。

測頻單元，其作用相當(dāng)于調(diào)速器，調(diào)速器在感受了轉(zhuǎn)速變化后輸出一個滑環(huán)位移，而測頻單元在感受了轉(zhuǎn)速變化后輸出一個相應(yīng)的電壓信號。一、功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理

汽輪機電液控制系統(tǒng)DEH課件

測功單元的作用是測取汽輪發(fā)電機的有功功率，并成比例地輸出直流電壓信號，作為整個系統(tǒng)的負反饋信號，以保持轉(zhuǎn)速偏差與功率變化之間的固定比例關(guān)系。校正單元是一個具有PID作用的無差調(diào)節(jié)器，它的作用是將測頻、測功及給定的輸入信號進行PID運算，同時將信號加以放大，其輸出信號去推動電液轉(zhuǎn)換器。測功單元的作用是測取汽輪發(fā)電機的有功功率，并成比例地

電液轉(zhuǎn)換器，顧名思義，就是將電信號轉(zhuǎn)換成液壓控制信號的裝置，它是電調(diào)部分和液壓部分的聯(lián)絡(luò)部件。給定裝置相當(dāng)于原來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的同步器，由它給出電壓信號去操縱調(diào)節(jié)系統(tǒng)。電液轉(zhuǎn)換器，顧名思義，就是將電信號轉(zhuǎn)換成液壓控制信號的

二、功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性當(dāng)汽輪機的負荷變化時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)將產(chǎn)生相應(yīng)的動作以消除外界的擾動，經(jīng)過一定的時間后，調(diào)節(jié)系統(tǒng)將在新的工況下穩(wěn)定運行。根據(jù)比例積分特性，在達到新的穩(wěn)定工況時，其輸出的電壓之和必須等于零，即在任何穩(wěn)定工況下，必然有

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