360 NK型凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計,nk,型凝汽式,汽輪機,調(diào)節(jié),調(diào)理,系統(tǒng),設(shè)計 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書系（教研室）主任:機電工程學(xué)院 院 機械工程 系（教研室） （簽名）年 月 日學(xué)生姓名：劉偉 學(xué)號： 2003181218 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 1 設(shè)計（論文）題目及專題： NK 型凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 2 學(xué)生設(shè)計（論文）時間： 自 2007 月 3 日開始至 6 月 1 日止3 設(shè)計（論文）所用資源和參考資料： 1）實物測繪的工件圖紙和技術(shù)要求 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　2）現(xiàn)場資料 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　3） 《汽輪機設(shè)備及系統(tǒng)》 《汽輪機數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)》和《汽輪機分冊》等參考文獻(xiàn)和設(shè)計手冊 4 設(shè)計（論文）完成的主要內(nèi)容：1 凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計方案說明；2 凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖和凝汽式汽輪機總布置圖；3 505調(diào)速器原理及其程序流程；4 凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)液壓部分具體說明及其相關(guān)組件介紹5 提交設(shè)計（論文）形式（設(shè)計說明與圖紙或論文等）及要求：1）系統(tǒng)原理圖,調(diào)節(jié)油管路圖,總裝配圖各一張；畢業(yè)答辯圖紙總量不少于 2.5張 A0圖?！　　　?　　　　　　　　　　 　2）設(shè)計說明書按湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書的要求進(jìn)行排版（打?。┎簧儆?40頁 6 發(fā)題時間： 2007 年 3 月 4 日指導(dǎo)教師：劉吉兆 （簽名）學(xué) 生： 蘭 芳 （簽名）湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)度表畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：NK 型凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 起止時間： 2007.03.19---2007.05.25 學(xué)生：劉偉 （簽名） 指導(dǎo)教師： 劉吉兆 （簽名） 系（教研室）主任： （簽名）時 間 工 作 內(nèi) 容 備 注第 1 周至第 3 周（3 月 19 日至 4 月 8日）通過設(shè)計任務(wù)查閱相關(guān)資料并實習(xí)，對汽輪機及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)相關(guān)知識有一定了解。第 4 周至第 10 周（4 月 9 日至 4 月 22 日）擬寫開題報告，構(gòu)思設(shè)計思路。第 11 周至第 12 周（ 4 月 23 日至 5 月 6 日）寫設(shè)計說明書草稿，通過向老師請教突破難點，通過前期檢查。第 13 周至第 14 周（ 5 月 7 日至 5 月 25 日）書寫電子版本說明書并畫圖，第 周至第 周（ 月 日至 月 日）第 周至第 周（ 月 日至 月 日）第 周至第 周（ 月 日至 月 日）第 周至第 周（ 月 日至 月 日）第 周至第 周（ 月 日至 月 日）第 周至第 周（ 月 日至 月 日）第 周至第 周（ 月 日至 月 日）注：此表一式兩份：一份存學(xué)院，一份發(fā)給學(xué)生。湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)人評語指導(dǎo)人： （簽名） 年 月 日 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱人評語評閱人： （簽名）年 月 日 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會記錄日期： 學(xué)生： 劉偉 學(xué)號： 2003181218 班級： 03 級機制本二班 題目: NK 型凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 提交畢業(yè)設(shè)計（論文） 答辯委員會下列材料:1 設(shè)計（論文）說明書 共 頁2 設(shè)計（論文）圖 紙 共 3 頁3 指導(dǎo)人、評閱人評語 共 2 頁畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會評語：畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會主任： （簽名） 委員： （簽名）（簽名）（簽名）（簽名）總評成績： 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書1摘 要調(diào)節(jié)系統(tǒng)有全液壓式，WOODWARD 機械液壓式及由微機控制的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)等多種調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一般根據(jù)參數(shù)對系統(tǒng)功能及由自控水平的要求進(jìn)行合理的選擇和配置。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，200MW 機組已成為電網(wǎng)的調(diào)峰機組，其負(fù)荷適應(yīng)能力及響應(yīng)速度的快慢便顯得越來越重要，過去，國產(chǎn) 200MW 機組控制普遍采用傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)，此類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制精度低，可靠性差，傳動速度慢，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了電網(wǎng)調(diào)度自動化的要求。而電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)越來越受重視。本設(shè)計對凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選用﹑原理進(jìn)行了研究，選擇了電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，介紹了其工作原理，完成各部件設(shè)計，配汽采用噴嘴調(diào)節(jié)法。調(diào)節(jié)氣閥的啟閉由油動機通過橫梁﹑兩閥桿和杠桿系統(tǒng)進(jìn)行控制。在調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計中，除了相應(yīng)的液壓部件控制外，還有轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)、就地操作、超速跳閘裝置等。備有轉(zhuǎn)速、新汽壓力、抽汽壓力等保安裝置，上述各參數(shù)的測量、變換、執(zhí)行等元件可采用氣動或電動單元。隨著分散控制系統(tǒng)技術(shù)水平的不斷提高，一個電廠由單一類型的分散控制系統(tǒng)來完成所有控制任務(wù)是未來的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞 汽輪機；凝汽式汽輪機；調(diào)節(jié)系統(tǒng)；電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)ABSTRACTVarious govering type,such as full-hydraulic governing system.WOODWARD mechanicalhydraulic governing system and computer control elect-hydraulic govering system,can be reasonably selected and configurated depending on the system function and automatic control level that custemers required.power industry, the 200 MW machine set has become the charged barbed wire net to adjust the Along with the development of the electric machine set, it carries the ability of adapt and responds to the rate of speed of the speed and then seem to be more and more important, past, the domestic 200 MW machine set controls the traditional liquid of widespread adoption to press to control the system, this kind of system structure complications, the control accuracy is low, the credibility is bad, spreading to move the speed slow, already far far satisfy not the charged barbed wire net adjusts the request of one degree automation.But the electricity liquid regulate the system to be more and more value.Have study appies and pricles of steam turbines .In general the nozzle control is adopted.The 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書2openning and closing of the governing and closing of the governing valves are controlled by an oil servomotor via a beam,two spindles and a level system.in govering,have speed control system WOOD505、protection、local control panel 、protection Equipment and so on.Turbines are equipped with safety devices for pressure,live steam pressure,extraction steam pressure vacuum,axial displacement of rotor,and the monitoring devices for speed,vibration,temperation,pressure etc.Along with dispersion continuously raise of the control system technique level, a power station is controled the system by the dispersion of the one type to complete all control mission and is a future development trend.Key words turbines；steam turbines ；govering ；computer elect-hydraulic govering system畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書3目 錄1 概述 ...........................................................................................................................................................11.1 調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡介 .................................................................................................................................11.3 液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng) .................................................................................................................................21.3 電液調(diào)節(jié)系統(tǒng) .................................................................................................................................22 總體設(shè)計 ...................................................................................................................................................32.1 凝汽式汽輪機選型計算 .................................................................................................................32.2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選用 .............................................................................................................................42.3 具體的設(shè)計 .....................................................................................................................................52.4 汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng) DEH....................................................................................................53 速關(guān)組件的設(shè)計 ......................................................................................................................................104 啟動調(diào)節(jié)器的設(shè)計 ..................................................................................................................................115 速關(guān)閥的設(shè)計 ..........................................................................................................................................176 505 調(diào)節(jié)器 ...............................................................................................................................................197 其他相關(guān)部件 .........................................................................................................................................328 靜態(tài)校核 ..................................................................................................................................................328.1 靜態(tài)特性 .......................................................................................................................................338..2 感應(yīng)機構(gòu)的遲緩率 ......................................................................................................................338..3 速度變化率 ..................................................................................................................................338. 4 調(diào)節(jié)汽閥的重疊度 ......................................................................................................................341．調(diào)節(jié)汽閥順序開始時，應(yīng)有適當(dāng)?shù)闹丿B度； ...........................................................................34參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................................................36致 謝 ...........................................................................................................................................................37汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng) .........................................................................................................................................40畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書41 概述1.1 調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡介汽輪機是將蒸汽能轉(zhuǎn)化為機械能的外燃回轉(zhuǎn)式原動機。它具有單機功率大，轉(zhuǎn)速高,效率高,運轉(zhuǎn)穩(wěn)和，使用壽命長等優(yōu)點，因而在現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。 電網(wǎng)將發(fā)電廠生產(chǎn)的電能源源不斷地輸送到各個用電設(shè)備，為人們的生產(chǎn)、生活服務(wù)。而為保證各種用電設(shè)備能正常運轉(zhuǎn)，不但要求提供連續(xù)不斷的電能，而且還對供電的品質(zhì)提出了嚴(yán)格的要求：頻率誤差≤±0.4%電壓誤差≤±6%www.rdlm.com.cn)B7r
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`供電頻率由電網(wǎng)中的總發(fā)電量、總用電量共同確定。穩(wěn)態(tài)時，供電頻率與汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速對應(yīng)相等。若總發(fā)電量>總用電量，則供電頻率增加，機組轉(zhuǎn)速也增加。必須通過控制系統(tǒng)使電網(wǎng)中并網(wǎng)發(fā)電機組的總發(fā)電量，適應(yīng)總用電量的要求，才能保證供電頻率精度。電網(wǎng)中的總用電量是一個隨機變量，其頻譜表明：負(fù)荷變化低頻率對應(yīng)大幅度，高頻率對應(yīng)小幅度。小幅度高頻率的負(fù)荷變化，通過汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一次調(diào)頻功能，利用鍋爐的蓄能調(diào)節(jié)發(fā)電量，使總發(fā)電量適應(yīng)總用電量的變化。大幅度低頻率的負(fù)荷變化，由電網(wǎng)的自動調(diào)頻裝置，通過汽輪發(fā)電機組控制系統(tǒng)的自動發(fā)電 AGC 功能自動地或手動地改變機組的負(fù)荷指令，改變機組的發(fā)電量，使總發(fā)電量適應(yīng)總用電量的變化。這就是二次調(diào)頻作用。電網(wǎng)中調(diào)根據(jù)負(fù)荷的統(tǒng)計特性要求發(fā)電機組按日負(fù)荷曲線大幅度改變負(fù)荷，這就是調(diào)峰作用。二次調(diào)頻和調(diào)峰，由于負(fù)荷變化的幅度較大，鍋爐控制系統(tǒng)必須相應(yīng)動作，使鍋爐的出力滿足汽機的要求，同時為保證整個發(fā)電系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，要求在改變負(fù)荷的過程中，機、爐、電控制系統(tǒng)必須協(xié)調(diào)動作。必須將汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速升到同步轉(zhuǎn)速，即3000r/min，發(fā)電機并網(wǎng)后才能向電網(wǎng)輸出電能。因此要求汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有升速控制功能。汽輪機是一種高轉(zhuǎn)速的大型旋轉(zhuǎn)機械，它對轉(zhuǎn)速的要求很高，轉(zhuǎn)速超過 120%后，機組就可能損壞。因此要求汽輪機控制系統(tǒng)具有完善的保護(hù)功能。www.rdlm.com.cn
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f汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要任務(wù)就是調(diào)節(jié)汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速、功率，使其滿足電網(wǎng)的要求。汽輪機控制系統(tǒng)的控制對象為汽輪發(fā)電機組，它通過控制汽輪機進(jìn)汽閥門的開度來改變進(jìn)畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書5汽流量，從而控制汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速和功率。在緊急情況下，其保安系統(tǒng)迅速關(guān)閉進(jìn)汽閥門，以保護(hù)機組的安全。#R l&H-_
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u由于液壓油動機獨特的優(yōu)點，驅(qū)動力大、響應(yīng)速度快、定位精度高，汽輪機進(jìn)汽閥門均采用油動機驅(qū)動。汽輪機控制系統(tǒng)與其液壓調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)是密不可分的。"X
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A汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng) DEH 分為電子控制部分和液壓調(diào)節(jié)保安部分。電子控制主要由分布式控制系統(tǒng) DCS 及 DEH 專用模件組成，它完成信號的采集、綜合計算、邏輯處理、人機接口等方面的任務(wù)。液壓調(diào)節(jié)保安部分主要由電液轉(zhuǎn)換器、電磁閥、油動機、配汽機構(gòu)等組成，它將電氣控制信號轉(zhuǎn)換為液壓機械控制信號，最終控制汽輪機進(jìn)汽閥門的開度。為滿足上述要求,在汽輪機上均設(shè)有轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)系統(tǒng).其主要作用是：當(dāng)用戶耗電量變化時,通過改變汽輪機汽量，調(diào)節(jié)汽輪機的輸出功率，使其與外界負(fù)荷相適應(yīng)，并維持汽輪機轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi).汽輪機的調(diào)節(jié)系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速感應(yīng)機構(gòu)、傳動放大機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)、和反饋機構(gòu)組成。1.2 液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是由機械部件和液壓部件組成，主要依靠液體作為工作介質(zhì)來傳遞信息，因而被稱為液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。又由于是根據(jù)機組轉(zhuǎn)速的變化來進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以稱為液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度低，反應(yīng)速度慢，運行時工作特性是固定的，不能根據(jù)轉(zhuǎn)速以外的信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且調(diào)節(jié)功能少，所以大功率機組一般不再采用單純的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而采用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。1.3 電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)隨著單機容量的不斷增大，蒸汽參數(shù)的逐漸提高，中間再熱循環(huán)的廣泛采用以及機組運行方式的多樣化，對機組運行的安全性、經(jīng)濟(jì)性、自動化程度以及多功能調(diào)節(jié)提出了更高的要求，僅靠原有的液壓調(diào)節(jié)技術(shù)已不能完全適應(yīng)。于是，電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)運產(chǎn)生了。該系統(tǒng)主要由電氣部件、液壓部件組成。電氣部件測量與傳輸信號方便，并且信號的綜合處理能力強，控制精度高，操作、調(diào)整與調(diào)節(jié)參數(shù)的修改又方便。液壓部件用作執(zhí)行器時充分顯示出響應(yīng)速度快、輸出功率大的優(yōu)越性，是其他執(zhí)行器所無法替代的。目前，絕大多數(shù)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是由汽輪機制造廠設(shè)計與制造的專用裝置，它是分散控制系統(tǒng)的重要組成部分，其優(yōu)點是：設(shè)備硬件通用，軟件透明，便于掌握、維護(hù)畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書6和改進(jìn)；隨著分散控制系統(tǒng)技術(shù)水平的不斷提高，一個電廠由單一類型的分散控制系統(tǒng)來完成所有控制任務(wù)是未來的發(fā)展趨勢。近年來，我國發(fā)電事業(yè)已有長足發(fā)展，尤其是隨著汽輪發(fā)電機組容量的增大，蒸汽參數(shù)的提高，對機組的安全性、經(jīng)濟(jì)性、自動化水平的要求也越來越高。目前已采用汽輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（EIectro-Hydraulic Control System ,簡稱 EHC） 。取代了傳統(tǒng)的機械（液壓）式調(diào)節(jié)系統(tǒng)（Machine-Hydraulic Control System , 簡稱MHC）電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用電子控制技術(shù)、可實現(xiàn)多參量的調(diào)節(jié)與控制，具有靈敏度高、調(diào)節(jié)精度高、抗內(nèi)擾能力強及融調(diào)節(jié)與保護(hù)于一體的特點，從而大大提高了機組運行的安全性與可靠性。正是由于電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的上述特點，目前我國在 300MW 及以上的汽輪機組中大都采用了電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。2 總體設(shè)計2.1 凝汽式汽輪機選型計算(1) 確定進(jìn)汽焓查 h-s 圖 =3215J/kgadmh(2) 確定進(jìn)汽比容 查 h-s 圖 V =0.073 m3/kgadm(1) 確定排汽焓 查 h-s 圖 h =2190k J/kgex(.4 )確定排汽比容 查 h-s 圖 V =9m3/kgexh(5 )確定可用絕熱焓降 △h= - h ………………………………2.1admex=3215-2190=1025kJ/kg(6) 估算質(zhì)量流量(假定總效率 n =0.75)aMa=p/(△h. n ) ……………………………2.2=10000/(1025×0.75)=13 k J/kg畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書7(7) 計算進(jìn)汽容積流量V ′=m ′. V ………………………………2.3admadm=13.0.073=0.95 m3/s(8) 計算排汽容積流量 V ′= m ′. V ……………………………2.4exhad=13.9.1.1=129 m3/s(9 )選擇進(jìn)汽段選擇確定進(jìn)汽段號 25 和 32 都可選用(10 )選擇排氣段查排汽段圖`選擇圖上 0.95m3/s 的線和 8500r/min 的線相交在 45 矩形內(nèi)，這表明排汽段號為 45(11 )驗證進(jìn)汽段和排氣段和兼容性查兼容性圖25 號進(jìn)汽段不能和 45 號排氣段相合，32 號進(jìn)汽段能夠和 45 號排氣段相結(jié)合(12 )驗證所選排氣段允許通過的質(zhì)量流量查許可性圖查得選用的汽輪機型號為 NG32/452.2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選用此單機容量較大,蒸汽參數(shù)較高,中間再熱循環(huán)的廣泛采用以及機組運行方式的多樣性,對機組運行的安全性,經(jīng)濟(jì)性,自動化程度以及多功能調(diào)節(jié)提出了更高的要求.只靠原有的液壓調(diào)節(jié)技術(shù)已不能完全適應(yīng)用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由電氣部件，液壓部件組成。電氣部件測量與傳輸信號方便，并且信號的綜合處理能力強，控制精度高，操作，調(diào)整與調(diào)節(jié)參數(shù)的修改又方便。液壓部件用執(zhí)行器時充分顯示出響應(yīng)速度快，輸出功率大的優(yōu)越性，是其他執(zhí)行器無法替代的。電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)點是：1 設(shè)備硬件通用，軟件透明，便于掌握，維護(hù)和改進(jìn)；數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過分散控制系統(tǒng)的高速通信網(wǎng)絡(luò)伺機組其他控制系統(tǒng)交換信息，便于協(xié)調(diào)，減少設(shè)備的重復(fù)設(shè)置，提高了系統(tǒng)的可靠性，簡化了運行人員的操作步驟。（1）轉(zhuǎn)速感應(yīng)機構(gòu)：它能感應(yīng)轉(zhuǎn)速的變化并將其轉(zhuǎn)變成其他物理量的變化，送至傳動放大機構(gòu)。畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書8（2）傳動放大機構(gòu)：由于轉(zhuǎn)速感應(yīng)機構(gòu)產(chǎn)生的信號往往功率太小，不足以直接帶動配汽機構(gòu)，因此，傳動放大機構(gòu)的作用是接受轉(zhuǎn)速感應(yīng)機構(gòu)的信號，并加以放大，然后傳遞給配汽機構(gòu)，使其動作。（3）執(zhí)行機構(gòu)：它的作用是接受傳動放大機構(gòu)的信號來改變汽輪機的進(jìn)汽量。（4）反饋機構(gòu)：傳動放大機構(gòu)在速信號放大傳遞給配汽機構(gòu)的同時，還發(fā)出一個信號使滑閥復(fù)位，油動機活塞停止運動。這樣才能使調(diào)節(jié)過程穩(wěn)定。2.3 具體的設(shè)計（見調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖）液壓部分用速關(guān)閥組件（1840）控制速關(guān)閥的啟閉，進(jìn)而控制蒸汽閥開度的大小，蒸汽流量的大小等；調(diào)節(jié)汽閥控制蒸汽的流速，進(jìn)而控制電量的大?。淮送膺€用危急遮斷器、危急保安裝置來處理異常情況的停機等。下面部分為電子類的裝置，控制盤，轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，安全保護(hù)系統(tǒng)等。用電液轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)電子信息和液壓信號的轉(zhuǎn)變。各個部分還有各種測量裝置，用于測量溫度、 ，速度、壓力強度的信息，這種信息再轉(zhuǎn)移到電子裝置，實現(xiàn)適時控制。2.4 汽輪 機數(shù)字電液 控制系 統(tǒng) DEH 主要任務(wù)就是調(diào)節(jié)汽輪機的蒸汽轉(zhuǎn)矩，使之維持等轉(zhuǎn)速運行，與外界負(fù)荷相適應(yīng)。在討論汽輪發(fā)電機組的控制控制系統(tǒng)時，通常將汽輪發(fā)電機軸系看作一個整體旋轉(zhuǎn)剛體，建立一個系統(tǒng)較為完善的數(shù)學(xué)模型，然后對該系統(tǒng)進(jìn)行較準(zhǔn)確的分析和設(shè)計。汽輪機控制系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)就是轉(zhuǎn)子的能量平衡方程式，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方程為： J×dω/dt = MT -MG -Mf ……………………………2.5式中：J —汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量( Kg.m.s2 ) ω—轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角速度 (s-1 ) MT—汽輪機蒸汽轉(zhuǎn)矩( N.m) MG—發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩( N.m) Mf—各種阻力矩( N.m) 轉(zhuǎn)動慣量對于特定的機組安裝完成后，即為一常數(shù)，D EH 要控制的轉(zhuǎn)速 n 與角速度ω 成正比。 ω=2πf=2πn/60 ……………………………2.6其中：f —頻率( s-1) n—轉(zhuǎn)速( r/min) 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書9由汽輪機工作原理知，蒸汽轉(zhuǎn)矩 MT 為： MT =4.73×D×H0×η0e/n (N.m) ……………………2.7式中：D —進(jìn)入汽輪機的蒸汽流量 (Kg/h) H0—絕熱焓降( KJ/Kg) η0e—汽輪機相對效率 n—轉(zhuǎn)速( r/min) 發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩 MG，它主要取決于負(fù)載的特性，可表示為： MG =K1+K×n+K3×n2 …………………………2.8式中，K 1，K 2，K 3 為隨機變量，且均為正值。 各種阻力矩 Mf，它與轉(zhuǎn)速、真空、軸系油溫等很多因素有關(guān)，可視隨轉(zhuǎn)速增大的隨機變量。 圖 1 表示汽輪機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩特性，其中曲線 MT1 及曲線 MT2 表明了蒸汽輪機轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線，稱為汽輪機的內(nèi)特性。曲線 MT1 及曲線 MT2 對應(yīng)于兩個不同的進(jìn)汽量。其中曲線 MG1 及曲線 MG2 表明了發(fā)電機阻力轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線，稱為發(fā)電機的特性。曲線 MG1 及曲線 MG2 對應(yīng)于兩個不同的電負(fù)載。曲線 MT1 和曲線 MG1 的交點a 即為汽輪機帶發(fā)電機運轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)速 na 時一個穩(wěn)定狀態(tài)。 圖 2.1首先從圖 1 和式( 2-1)可知，汽輪發(fā)電機組具有一定的自平衡能力，比如當(dāng)發(fā)電機的阻力矩 MG1 變?yōu)?MG2 時，若汽輪機進(jìn)汽量保持不變，那么新的平衡工況點即為 b，即汽輪發(fā)電機組以 nb 轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運行，也就是說汽輪發(fā)電機組具有一定的自平衡能力，此時工作轉(zhuǎn)速畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書10nb 和 na 相差較大。但汽輪機、發(fā)電機和電網(wǎng)負(fù)載是不允許網(wǎng)頻（汽輪機轉(zhuǎn)速）有大幅度的變化的，這就要求當(dāng)發(fā)電機的阻力矩 MG1 變?yōu)?MG2 時，汽輪機進(jìn)汽量能跟隨變化，那么新的平衡工況點就可變?yōu)?c，汽輪發(fā)電機組以 nc 轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運行，此時工作轉(zhuǎn)速 nc 和 na 相差不大，這是電氣設(shè)備允許的，而這只有靠汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)才能實現(xiàn)。 汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制汽輪機的 D，即能改變 MT ，使 MT 始終跟隨 MG 變化，以維持轉(zhuǎn)速 n 即供電頻率在規(guī)定的范圍內(nèi)，滿足國家對供電品質(zhì)的要求。 實際汽輪機控制系統(tǒng)都是通過執(zhí)行機構(gòu)( 油動機) 來控制安裝在進(jìn)汽口上的調(diào)節(jié)汽閥來改變 MT，以調(diào)節(jié)汽輪機的轉(zhuǎn)速和功率的。汽輪機控制流程框圖見圖 2，圖 2 表示汽輪機控制的整個過程及整個控制過程中的各個物理對象的數(shù)學(xué)描述，是做系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)。汽輪機控制原理圖見圖 3，圖 3 則是根據(jù)上述原理進(jìn)行 DEH 系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)。 從圖 3 可以看出機組在啟動和正常運行過程中，D EH 接收到操作人員通過人機接口所發(fā)出的增、減指令、C CS 指令、汽輪機發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速和功率以及調(diào)節(jié)閥的位置反饋信號等進(jìn)行分析處理，綜合運算，輸出控制信號到伺服閥，改變調(diào)節(jié)閥的開度，以控制機組的運行。 機組在升速過程中（即機組沒有并網(wǎng)），D EH 控制系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路來控制機組的轉(zhuǎn)速，功率控制回路不起作用。這點可從原理圖中看出，當(dāng)沒有并網(wǎng)信號時，控制信號就為 1，則輸出等于輸入 1(即轉(zhuǎn)速回路調(diào)節(jié)器輸出 )。在此回路下， DEH 控制系統(tǒng)接收現(xiàn)場汽輪機的轉(zhuǎn)速信號，經(jīng) DEH 三取二邏輯處理后，作為 DEH 的反饋信號。此信號與DEH 的轉(zhuǎn)速設(shè)定值進(jìn)行比較后，送到轉(zhuǎn)速回路調(diào)節(jié)器進(jìn)行偏差計算，P ID 調(diào)節(jié)，然后輸出油動機的開度給定信號到伺服卡。此給定信號在伺服卡內(nèi)與現(xiàn)場 LVDT 油動機位置反饋信號進(jìn)行比較后，輸出控制信號到伺服閥，控制油動機的開度，即控制調(diào)節(jié)閥的開度，從而控制機組轉(zhuǎn)速。升速時，操作人員可設(shè)置目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率。 機組并網(wǎng)后，D EH 控制系統(tǒng)便切到功率控制回路，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路便不起作用。這點可從原理圖中看出: 當(dāng)有并網(wǎng)信號時，控制信號就為 0，則輸出等于輸入 2(即功率控制回路的輸出) 。在此回路下有三種調(diào)節(jié)方式（此三種模式下，一次調(diào)頻回路，始終存在）： (1) 負(fù)荷反饋不投入，調(diào)節(jié)級壓力反饋也不投入。 在這種情況下，閥門開度直接由操作員設(shè)定進(jìn)行控制。設(shè)定所要求的開度后，D EH 輸出閥門開度給定信號到伺服卡，與閥位反饋信號進(jìn)行比較后，輸出控制信號到伺服閥，從而控制閥門的開度，以滿足要求的功率。 (2) 負(fù)荷反饋投入。 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書11這種情況下，負(fù)荷回路調(diào)節(jié)器起作用。D EH 接收現(xiàn)場功率信號經(jīng) DEH 三取二邏輯處理后與給定功率進(jìn)行比較后，送到負(fù)荷回路調(diào)節(jié)器進(jìn)行差值放大，綜合運算，P ID 調(diào)節(jié)輸出閥門開度信號到伺服卡，與閥位反饋信號進(jìn)行比較后，輸出控制信號到伺服閥，從而控制閥門的開度，滿足要求的功率。 (3) 調(diào)節(jié)級壓力反饋投入。 在這種情況下，調(diào)節(jié)級壓力回路調(diào)節(jié)器起作用。D EH 接收汽輪機調(diào)節(jié)級壓力信號與給定信號進(jìn)行比較后，送到調(diào)節(jié)級壓力回路調(diào)節(jié)器進(jìn)行差值放大，綜合運算，P ID 調(diào)節(jié)輸出閥門開度信號到伺服卡，與閥位反饋信號進(jìn)行比較后，輸出控制信號到伺服閥，從而控制閥門的開度，滿足要求的功率。 上述三種模式下，一次調(diào)頻回路，始終存在與每一個回路中，只是有死區(qū)而已，在網(wǎng)頻（汽機轉(zhuǎn)速）波動較小時，它不產(chǎn)生作用。運行時，操作人員可設(shè)置目標(biāo)值和升負(fù)荷率。DEH 控制系統(tǒng)邏輯設(shè)定負(fù)荷反饋投入方式和調(diào)節(jié)級壓力投入方式不能同時投入， 投入一種反饋時另一種反饋自動切除。 機組啟動時可選用高中壓聯(lián)合啟動方式和中壓缸啟動方式里的任何一種方式。當(dāng)選擇高中壓聯(lián)合啟動方式時，閥切換系數(shù)等于 1，閥門開度信號同時輸出到高壓調(diào)節(jié)閥和中壓調(diào)節(jié)閥。當(dāng)選擇中壓缸啟動方式時，閥切換系數(shù)等于 0，則閥門開度信號送高壓調(diào)節(jié)閥的指令乘系數(shù) 0，值為 0，則高調(diào)閥開度為 0。因此，閥位開度信號便送到中壓調(diào)閥控制回路，從而控制中調(diào)閥的開度，滿足中壓缸啟動方式。在閥切換過程中，閥切換系數(shù)由 0 逐漸變到 1，機組便轉(zhuǎn)換為高中壓聯(lián)合進(jìn)汽形式。對汽輪發(fā)電機組來講，由于調(diào)節(jié)閥的開度同蒸汽流量存在非線性，因此要進(jìn)行閥門的線性修正，D EH 控制系統(tǒng)設(shè)計了閥門修正函數(shù) F(x)來進(jìn)行。閥門方式— 說明機組正在運行的閥門方式。主汽閥控制（THROTTLE VALVE）或高壓調(diào)節(jié)閥控制（GOVERNER VALVE）或再熱調(diào)節(jié)閥控制（ INTERCEPT VALVE） 。還顯示主汽閥—調(diào)節(jié)汽閥轉(zhuǎn)換（TV —GV XFER IN PROGRESS） 。閥門試驗狀態(tài)（VALVE TEST IN PROCESS） 。再熱調(diào)節(jié)汽閥切換到主汽閥和中壓調(diào)節(jié)閥聯(lián)合控制。另外，提供單閥/順序閥切換功能。本系統(tǒng)中 300MW 汽輪機是由 TV、GV 控制沖轉(zhuǎn)的。汽機掛閘且閥門不在校驗狀態(tài)時，運行人員可發(fā)出命令，此時 GV 全開，TV 保持關(guān)閉。掛閘實際上就是開機命令指令，一旦發(fā)出，就意味著沖轉(zhuǎn)開始；在汽機運行期間掛閘命令始終保持，只有當(dāng)汽機重新跳閘才能清除掉。畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書12 運行人員通過 DEH 畫面設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率；一旦目標(biāo)值發(fā)生改變，程序自動進(jìn)入 HOLD 狀態(tài)，當(dāng)運行人員選擇 GO 命令后，轉(zhuǎn)速給定按照事先設(shè)定的升速率向目標(biāo)值爬升，轉(zhuǎn)速 PID 在偏差的作用下輸出增加，開啟 TV，汽機實際轉(zhuǎn)速隨之上升。當(dāng)轉(zhuǎn)速給定與目標(biāo)值相等時，程序自動進(jìn)入 HOLD 狀態(tài)，等待運行人員發(fā)出新的目標(biāo)值。升速過程中，運行人員可隨時發(fā)出 HOLD 命令（臨界區(qū)除外） ，這時，轉(zhuǎn)速給定等于當(dāng)前實際轉(zhuǎn)速，汽機將停止升速，保持當(dāng)前轉(zhuǎn)速。
_#[$[0k, 為保證汽機安全通過臨界區(qū)，當(dāng)實際轉(zhuǎn)速在1150～2000RPM 時，轉(zhuǎn)速進(jìn)入臨界區(qū)，此時，升速率自動設(shè)置為 400RPM/min。轉(zhuǎn)速臨界區(qū)的范圍可通過工程師站在線修改。|電廠鍋 轉(zhuǎn)速設(shè)定到 2950RPM ,當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到 2950RPM 時，進(jìn)入 TV/GV 切換階段。運行人員發(fā)出 TV/GV 切換命令后， GV 開始以 1％/s 的速率緩緩關(guān)閉；當(dāng) GV 已影響到汽機轉(zhuǎn)速時，TV 以 2％/s 開啟。當(dāng) TV 開度達(dá)到 100％時，汽機轉(zhuǎn)速由 GV 控制，TV/GV 切換結(jié)束。TV/GV 切換過程中，汽機轉(zhuǎn)速將保持在 2950RPM 附近。切換結(jié)束后，轉(zhuǎn)速設(shè)定到3000RPM，用 GV 控制汽機升速到 3000RPM。 3000RPM 定速后，可以進(jìn)行自動同期。DEH 對自同期裝置發(fā)出的增/減脈沖指令進(jìn)行累加，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速目標(biāo)值，并通過限幅器將累加后的目標(biāo)值限制在同期轉(zhuǎn)速允許范圍內(nèi)（2985～3015RPM） 。3 速關(guān)組件的設(shè)計速關(guān)組件用于汽輪機遙控啟動，就地停機，遙控停機，速關(guān)閥聯(lián)機試驗及危急遮斷油門自動掛鉤。速關(guān)組件適用于采用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的汽輪機。速關(guān)組件是將調(diào)節(jié)系統(tǒng)中一些操作件集裝在一起的液壓件組合，它不僅使操作便捷，并且也使得油管路及電氣線路的布置趨于合理、簡化。速關(guān)組件的功能及工作原理：試驗閥（1）位 2309 是手動換向閥，用于速關(guān)閥聯(lián)機試驗。圖示換向閥可對兩只速關(guān)閥進(jìn)行試驗。作試驗時，將手柄向操作側(cè)拉動，壓力油 p 便與實驗油 H1 接通，即可對汽輪機右側(cè)的速關(guān)閥進(jìn)行試驗；推動手柄則使壓力油 p 與實驗油 H2 接通對左則速關(guān)閥進(jìn)行試驗。放開手柄，換向閥自動恢復(fù)到中間位置，退出試驗。由于在 H1、H2 油路上有節(jié)流孔，所以手動換向閥投入或退出試驗的操作不會影響機組的正常運行。如汽輪機僅配用一只速關(guān)閥，一般是 H2 封堵不用。如果 2309 采用電磁閥，則速關(guān)組件具有速關(guān)閥遙控試驗功能，改變電磁閥狀態(tài)（得電或失電）即可進(jìn)行速關(guān)閥試驗，電磁閥復(fù)位便退出試驗。畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書13啟動油電磁閥（3）位號 1843， 速關(guān)油電磁閥（4） 位號 1842， 它們用于遙控開啟速關(guān)閥。圖示 1842﹑1843 為不帶電狀態(tài)，啟動時，使 1842 和 1843 同時得電，則 1842 的 P與 B，A 與 T 通路， 于是 DG16 插裝閥關(guān)閉切斷 E1 與 E2 通路，速關(guān)油 E2 油壓為 0；同時，1843 的 P 與 B 成通路，啟動油 F 和開關(guān)油建立壓力（若 M 接至危急遮斷油門， 速關(guān)組件具有油門自動掛鉤功能，若 M 不用危急遮斷油門須就地手動掛鉤復(fù)位） ，當(dāng)啟動油壓力達(dá)到≥0.6Mpa 時，再使 1843 斷電復(fù)位，F(xiàn) 與 T 電接通， 由于 1843 回油口裝有節(jié)流孔板和可調(diào)針閥（在操作側(cè) A 面左側(cè)靠上部位置） ，所以以速關(guān)閥隨著啟動油的緩慢回油而逐漸開啟。1842 與 1843 的節(jié)換控制通常有兩種方式：一種是按啟動油和速關(guān)油的壓力人工操縱電磁閥的通、斷電；另一種是由時間繼電器來控制，即根據(jù)啟動指令，在 1842、1843得電后，經(jīng) t1 秒 1842 斷電，再經(jīng) t2 秒后 1843 斷電，由于 t1、t2 隨汽輪機速關(guān)閥只數(shù)及油缸規(guī)格的不同是可變值，所以 t1、t2 需按實際要求在 5～ 20 秒范圍內(nèi)設(shè)定。停機電磁閥（ 5，8）位號分別是 2222 和 2223 它們用于汽輪機遙控停機。圖 2 所示電磁閥為不帶電狀態(tài)，啟動和正常運行時，2222 和 2223 的壓力油是通路，DG40 插裝閥在壓力油作用下關(guān)閉。當(dāng) 2222 和 2223 中任一只得電時，DG40 上腔與回油接通，于是DG40 開啟，速關(guān)油迅速排泄，致使速關(guān)閥關(guān)閉、汽輪機停機。電磁閥根據(jù)用戶使用要求，可配用 NO 型（常開型，正常運行不帶電）或 NC 型（常開型，正常運行帶電） ，也可配用防暴電磁閥。電液轉(zhuǎn)換器（6）不屬于速關(guān)組件的功能元件，它只是利用本體集裝在速關(guān)組件中，根據(jù)機組的需要可裝接一只或兩只。手動停機閥（ 位號 2250， 用于汽輪機就地停機。2250 前方有一塊紅色防護(hù)板，若要手動停機，先將防護(hù)板向操作側(cè)翻下，之后拿動手柄，其結(jié)果與 2222（2223）得電時一樣，使汽輪機停機。畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書143.1 速關(guān)組件圖畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書154 啟動調(diào)節(jié)器的設(shè)計:啟動調(diào)節(jié)器是調(diào)速器的一個多功能操作單元，可配合調(diào)速器啟動調(diào)節(jié)器組裝在調(diào)速器中，其結(jié)構(gòu)如圖 1 所示， 圖 4.1 啟動調(diào)節(jié)器連接塊（9）通過樞軸（8）與調(diào)速器本體比例杠桿（10）連接在一起，而比例杠桿可操縱放大器的二次油壓，因此在操作啟動調(diào)節(jié)器的過程中二次油壓會相應(yīng)變化。啟動調(diào)節(jié)器可看作一個五位四通閥，通常在系統(tǒng)圖上以框圖形式表示畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書16圖 4.2 啟動系統(tǒng)前初始狀態(tài)操作及工作原理結(jié)合其功能并對照圖1～圖6 分別介紹如下：開啟速關(guān)閥：圖2 是啟動前系統(tǒng)的初始狀態(tài)，速關(guān)閥關(guān)閉，遮斷油門脫扣，速關(guān)油及二次油無壓，啟動調(diào)節(jié)器在100％運行位置。在此狀態(tài)松開鎖緊手柄（1），順時針方向旋轉(zhuǎn)手輪（13）時，滑閥（3）、導(dǎo)桿（5）、連接塊在彈簧（4，6）作用下跟隨螺桿（2）向上移動，最終導(dǎo)桿的上行被檔圈（7）限定。隨著滑閥上移，滑閥凸肩與套筒（12）之間油路通道也隨之變化：E1 與F 接通，E2 與T 接通，相應(yīng)如圖3 所示，滑閥由“e”移至“a”，在遮斷油門復(fù)位后，啟動油通至速關(guān)閥油缸活塞前將活塞壓向活塞盤。由于在機組起動前調(diào)速器油缸輸出在其最大位置A 點保持不動，所以滑閥在 “e”時，C 點隨B 點上移，放大器二油壓升次油窗口為最大開度，二次油壓為0，調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉。接著逆時針方向轉(zhuǎn)動手輪，滑閥、導(dǎo)桿便隨著螺桿向下移動，當(dāng)滑閥移位至“C”，也就是圖4 所示位置時，啟動油開始泄油，而速關(guān)油E２通至活塞盤后，隨著活塞盤的移動速關(guān)閥開啟，在此過程中，當(dāng)E２油壓升.高，F(xiàn)油壓開始下降時操作應(yīng)盡可能緩慢或暫停幾秒鐘，以免活塞盤與活塞脫開使速關(guān)閥無法開啟。在位置“c” A點保持不動，B、C均下移，不過放大器隨動活塞套筒還未到達(dá)控制位置，所以二次油壓仍不能建立，調(diào)節(jié)汽閥亦然關(guān)閉。畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書17圖 4.3 啟動調(diào)節(jié)器啟動位置圖 4.4 速關(guān)閥開啟畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書18圖 4.5 速關(guān)閥開啟，汽輪機啟動氣輪機起動：從沖轉(zhuǎn)暖機到升速至調(diào)速器下限轉(zhuǎn)速的汽輪機起動過程是通過啟動調(diào)節(jié)器的操作來完成的。在速關(guān)閥開啟后，繼續(xù)逆時針方向轉(zhuǎn)動手輪，滑閥移位至“d” ，B、C點隨之下移，二次油壓開始建立，當(dāng)P2＞0.15Mpa 時調(diào)節(jié)汽閥開啟，隨著C 點的下移，二次油壓升高，汽輪機沖轉(zhuǎn)升速，這也就是圖5 所狀態(tài)。繼續(xù)轉(zhuǎn)動手輪，使調(diào)節(jié)器由“d”變化至 “e”，當(dāng)導(dǎo)桿的下移被套筒限止時，便是啟動調(diào)節(jié)器100 ％運行位置，這時用手柄將螺桿鎖緊，系統(tǒng)狀態(tài)如圖6 所示。在由“d”至“e”的過程中，機組轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)速器下限轉(zhuǎn)速后，A 點位置從max 向min 變化，A 、B 點均下移，綜合的結(jié)果 C 點不動，于是機組轉(zhuǎn)速由調(diào)速器控制。機組負(fù)荷限制：在“d”至“e”的操作過程中，若啟動調(diào)節(jié)器未達(dá)到100％位置，則由于B 未到位而使C 的位移受到限制，二次油壓達(dá)不到100 ％負(fù)荷所需的P2max 值，因此機組負(fù)荷受到限制?？煽赝C：在機組正常運行時，若將啟動調(diào)節(jié)器進(jìn)行反向操作，使其由“e”逐步變化至 “a”則機組就會減負(fù)荷、降速、關(guān)閉調(diào)節(jié)汽閥最后速關(guān)閥關(guān)閉，完成可控停機。調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試：這里所說的調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)與傳統(tǒng)概念的含義是有區(qū)別的。尤其在電力行業(yè)中靜態(tài)特性是指在汽輪機空負(fù)荷時調(diào)節(jié)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)下的特性，通常是用四象限圖來表示。而我們這里所說的靜態(tài)調(diào)試是在汽輪機靜止?fàn)顟B(tài)下（用外部操作設(shè)備切斷汽輪機汽源）來調(diào)整、測定調(diào)節(jié)系統(tǒng)特性。具體操作是：在位置“d”使P2=0.145Mpa，檢查放大器二油壓油切斷點是否符合要求。由“d”調(diào)整到“e” 。畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書19圖4.6 啟動調(diào)節(jié)器100％位置，調(diào)速器控制機組轉(zhuǎn)速5 速關(guān)閥的設(shè)計速關(guān)閥又稱為主汽門，它是主蒸汽管路與汽輪機之間的主要關(guān)閉機構(gòu)，在緊急狀態(tài)時能立即切斷汽輪機進(jìn)汽，使機組快速停機。 汽輪機停機時速關(guān)閥是關(guān)閉的，在汽輪機起動和正常運行期間速關(guān)閥處于全開狀態(tài)。 速關(guān)閥閥殼與汽缸進(jìn)汽室是整體構(gòu)件，因此，速關(guān)閥不帶單獨的閥殼。速關(guān)閥水平裝配在汽缸進(jìn)汽室側(cè)面，根據(jù)進(jìn)入汽輪機新蒸汽容積流量的大小，一臺汽輪機可配置一只或兩只速關(guān)閥。 速關(guān)閥主要由閥、油缸和支座三部分構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書20圖 5.1閥體部分主要由件1～9和件23組成。 主蒸汽經(jīng)由蒸汽濾網(wǎng)（3）通至主閥碟（1）前的腔室，在速關(guān)閥關(guān)閉狀態(tài)，閥碟在蒸汽力及油缸彈簧（17）關(guān)閉力作下被緊壓在閥座（23）上，新蒸汽進(jìn)入汽輪機通流部分的通路被切斷。在主閥碟中裝有卸載閥（2），由于在速關(guān)閥全開之前調(diào)節(jié)汽閥是關(guān)閉的，所以在速關(guān)閥的開啟過程中，當(dāng)卸載閥開啟后，主閥碟前后蒸壓力很快趨于平衡，這樣就使得主閥碟開啟的提升力大為減小速關(guān)閥中的蒸汽濾網(wǎng)大多采用不銹鋼波形鋼帶卷繞結(jié)構(gòu)的濾網(wǎng)，也有一些汽輪機的濾網(wǎng)由帶孔不銹鋼板卷焊而成。 為阻止、減少蒸汽向外泄漏，在閥的動、靜部分都采用了相應(yīng)的密封措施。剖分為4瓣的弓形環(huán)（7）嵌裝在進(jìn)汽室中，螺栓（6）通過壓環(huán)（8）和弓形環(huán)使密封環(huán)（22）既被閥蓋（5）壓緊又與進(jìn)汽室內(nèi)壁面緊密貼合，在蒸汽壓力作用下，該結(jié)構(gòu)具有自密封作用，這樣，靜體部分的蒸汽泄漏被阻止；動體部分在閥門關(guān)閉和開啟過程中，有部分蒸汽從閥畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書21桿（9）和套筒（4）的間隙泄漏，漏汽由接口K 引出。在閥門開啟后，由于閥碟與套筒的密封面接觸而封閉了蒸汽外泄通道，所以在汽輪機起動和運行工況下閥桿漏汽被阻斷。 為便于弓形環(huán)（7）的裝拆，殼體上加工有工藝孔，并用螺塞封堵。閥體部分通過支座（13）和油缸部分連接在一起，在支座的靠閥體側(cè)裝有隔熱板（10）以減少對油缸的熱輻射。閥桿（9）與油塞桿（12）由聯(lián)軸節(jié)（21）連接在一起，在聯(lián)軸節(jié)上裝有油杯（11），萬一油缸的活塞桿密封件受損，則油缸外泄的壓力油由油杯承接并從漏油接口T 2排出。 速關(guān)閥的油缸部分主要由油缸（20）、活塞（16）、彈簧（17）、活塞盤（19）及密封件等構(gòu)成，油缸用螺栓固定在支座（13）上?；谟透籽b、拆操作的安全性，在油缸端面裝有3只專用長螺栓，在螺栓旋入處配有鋼絲螺紋套。注意：油缸的裝拆須借助長螺栓和螺母，以免發(fā)生人身傷害事故。 速關(guān)閥的開啟和關(guān)閉由油壓控制。速關(guān)閥的開啟通常由啟動調(diào)節(jié)器（參見1-1840- ）來操作：先是啟動油F通至活塞（16）右側(cè)，使活塞克服彈簧（ 17）力被壓向活塞盤（19），隨之速關(guān)油E通入活塞盤左側(cè)，使活塞盤與活塞的密封面保持封合，之后啟動油開始有控制的排泄，活塞盤與活塞如同一個整體在兩側(cè)油壓差作用下向右移動直至被試驗活塞（15）限位，在活塞盤移動時，活塞桿、聯(lián)軸節(jié)和閥桿隨之動作，速關(guān)閥開啟。 如果保安系統(tǒng)中任何一個環(huán)節(jié)動作，致使速關(guān)油失壓，則在彈簧力作用下活塞盤與活塞脫開，活塞盤左側(cè)的速關(guān)油從T 1油口排出，活塞盤、活塞桿、閥桿和閥碟即刻被壓至關(guān)閉位置，速關(guān)閥關(guān)閉。 在油缸部分還裝有試驗活塞（15），如圖 2 所示，由試驗活塞，試驗閥及壓力表等構(gòu)成速關(guān)閥試驗機構(gòu)，其作用是在機組運行期間檢驗速關(guān)閥動作的可靠性。 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書22圖 5.26 505 調(diào)節(jié)器“505”是以微處理器為基礎(chǔ)的汽輪機用數(shù)字式調(diào)節(jié)器。 在驅(qū)動發(fā)電機，壓縮機或泵的汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，505 調(diào)節(jié)器用于控制機組轉(zhuǎn)速、功率，汽輪機新汽壓力或排汽壓力，泵或壓縮機的進(jìn)（出）口壓力以及其它與汽輪機相關(guān)的過程參數(shù)。505 調(diào)節(jié)器可獨立應(yīng)用也能通過 3 個串行接口與裝置分布控制系統(tǒng)（DCS）及 PC 機相聯(lián)，通信接口根據(jù)需要按 ASCⅡ或 RTU 組態(tài) RS-232，RS-422 或 RS-485 通信。 505 調(diào)節(jié)器的控制組件與操作盤集裝在一起，為適應(yīng)用戶的不同要求，505 有盤裝和架裝兩種形式，505 調(diào)節(jié)器可安裝在控制室內(nèi)也可裝設(shè)在機旁。 505 調(diào)節(jié)器的所有輸入、輸出通過機殼背面的籠形線夾端子板接通，架裝 505 的接線須穿過機箱底面的密封蓋板接到端子板。 。為適應(yīng)不同配置的需要，機內(nèi)設(shè)置有多個跨接器，跨接器。 505 調(diào)節(jié)器的操作盤包括顯示器和鍵盤。顯示器有兩行，每行 24 個字符。鍵盤有 30個觸摸鍵。在操作時每個程序步都會依次在顯示器中顯現(xiàn)，機組運行時，顯示器屏面上可同時看到設(shè)定參數(shù)的實際值和給定值。 505 采用選項屏（菜單）驅(qū)動程序軟件，使用戶能便捷地按機組特性自主在現(xiàn)場進(jìn)行組態(tài)。505 調(diào)節(jié)器的操作主要有兩種模式：程序（組態(tài)）方式和運行方式，程序方式是指在汽輪機停機狀態(tài)下，對預(yù)設(shè)程序模塊進(jìn)行選擇和賦值，通常一旦調(diào)節(jié)器完成組態(tài)就不再使用程序方式。運行方式是指調(diào)節(jié)器組態(tài)后從機組起動到停機整個過程的操作。此外，還有一種模式是服務(wù)方式，它可在 505 接通電源后的任何時間內(nèi)聯(lián)機對程序或設(shè)置參數(shù)進(jìn)行調(diào)諧，不過進(jìn)入服務(wù)方式須謹(jǐn)慎從事。程序方式和服務(wù)方式都只能通過 505 面板上的操作盤進(jìn)行操作，而運行方式除本機操作盤外，還可通過外部給定或通信接口執(zhí)行。為防止有意或不當(dāng)心更改程序，在進(jìn)入程序方式和服務(wù)方式時都必須輸入規(guī)定的口令,必要時用戶可自行更改原有口令。 505 調(diào)節(jié)器預(yù)設(shè)的程序模塊有 13 個（見表 6.2） ，它們分別是：汽輪機起動，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速給定值，運行特性，驅(qū)動組態(tài)，模擬輸入，觸點輸入，功能鍵，輔助調(diào)節(jié)，串級調(diào)節(jié)，畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書23讀出，繼電器及通信，其中前 7 列對任何機組都必須組態(tài)，后 6 列可選擇所需項目組態(tài)。 輸入 兩個轉(zhuǎn)速傳感器輸入。利用跨接線可配用無源或有源轉(zhuǎn)速傳感器。6 個 4～20mA 模擬輸入?？蓮?10 個預(yù)定可選項中選擇。 16 個觸點輸入。其中 4 個是專用的，即停機、復(fù)位，升高轉(zhuǎn)速給定值和降降低轉(zhuǎn)速給定值。對用于發(fā)電機組的 505，發(fā)電機斷路及電網(wǎng)斷路器兩個觸點輸入是必用的，其余 10個可從 24 個可選項中選定。當(dāng)調(diào)節(jié)器用于機械驅(qū)動機組時，可從 24 個可選項中選用 12 個。另外，鍵盤上的 4 個功能鍵中 F1 和 F2 分別用于報警原因顯示和超速試驗，可編程的功能 F3 和 F4 可使指定功能投入或退出。 供入 505 調(diào)節(jié)器的電源可從下述類別中選擇： 表 6.1 電 源 保持時間 內(nèi)裝熔斷器18～32Vdc 14ms 6.25A，最大 77VA88～132Vac，47-63H 2 或90～150Vac30ms 2.5A，最大143VA180～264Vac，47-63H 2 58ms 1.5A，最大 180VA輸出 兩路執(zhí)行機構(gòu)輸出，在組態(tài)時選定輸出電流為 4～20mA 或 20～160mA，如果不使用2＃ 執(zhí)行機構(gòu)，則用 2＃ 執(zhí)行機構(gòu)輸出可組態(tài)用于 4～20mA 儀表讀出。 8 個 C 型繼電器觸點輸出，其中停機和報警是專用的，另外 6 個可組態(tài)。 汽輪機的轉(zhuǎn)速通過一個或兩個磁性式或趨近式測速探頭測得。在 505E 中設(shè)置好測速齒盤速率和齒數(shù)，就可以計算出汽輪機的實際轉(zhuǎn)速。磁性式和趨近式轉(zhuǎn)速探頭可以同時使用，但為了保證輸入齒輪速率和齒數(shù)一致，必須將兩者安裝在同一個齒輪上。 505E 的轉(zhuǎn)速PID（比例，積分，微分控制放大器）將轉(zhuǎn)速信號與給定信號相比較，生成一個速度/負(fù)荷指令信號，通過低選總線傳遞給速率/限幅器。注意：505E 默認(rèn)設(shè)置為使用無源磁性式轉(zhuǎn)速探頭，如果使用趨近式轉(zhuǎn)速探頭，必須改變跳線。畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書24轉(zhuǎn)速 PID 運行模式：*X1U
c5W根據(jù)組態(tài)以及系統(tǒng)具體條件的不同，轉(zhuǎn)速 PID 可以運行在以下任何一種模式下： 1， 轉(zhuǎn)速控制2， 頻率控制3， 發(fā)機組負(fù)荷控制（不等率反饋回路投入）
B
r z
q
x g-l（1） 汽輪機高壓和低壓調(diào)門閥位控制（2） 發(fā)電機負(fù)荷控制
h%L)d8O*N
X轉(zhuǎn)速控制：熱電技術(shù)聯(lián)盟 Q(A"A
~E
}
x5u3Q
T發(fā)電機尚未接帶負(fù)荷以前，505E 的轉(zhuǎn)速 PID 總是運行在轉(zhuǎn)速控制模式下；當(dāng)發(fā)電機接帶負(fù)荷后， PID 如何