1121-NK型凝汽式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),nk,型凝汽式,汽輪機(jī),調(diào)節(jié),調(diào)理,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書1摘 要調(diào)節(jié)系統(tǒng)有全液壓式，WOODWARD 機(jī)械液壓式及由微機(jī)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(duì)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(jī)組已成為電網(wǎng)的調(diào)峰機(jī)組，其負(fù)荷適應(yīng)能力及響應(yīng)速度的快慢便顯得越來(lái)越重要，過(guò)去，國(guó)產(chǎn) 200MW 機(jī)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(dòng)速度慢，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的要求。而電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)越來(lái)越受重視。本設(shè)計(jì)對(duì)凝汽式汽輪機(jī)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(jì)，配汽采用噴嘴調(diào)節(jié)法。調(diào)節(jié)氣閥的啟閉由油動(dòng)機(jī)通過(guò)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(jì)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(cè)量、變換、執(zhí)行等元件可采用氣動(dòng)或電動(dòng)單元。隨著分散控制系統(tǒng)技術(shù)水平的不斷提高，一個(gè)電廠由單一類型的分散控制系統(tǒng)來(lái)完成所有控制任務(wù)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞 汽輪機(jī)；凝汽式汽輪機(jī)；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(jì) 說(shuō) 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(jì) 說(shuō) 明 書3目 錄1 概述 ...........................................................................................................................................................11.1 調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡(jiǎn)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(jì) ...................................................................................................................................................32.1 凝汽式汽輪機(jī)選型計(jì)算 .................................................................................................................32.2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選用 .............................................................................................................................42.3 具體的設(shè)計(jì) .....................................................................................................................................52.4 汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng) DEH....................................................................................................53 速關(guān)組件的設(shè)計(jì) ......................................................................................................................................104 啟動(dòng)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................................115 速關(guān)閥的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................................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(jī)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(shí)，應(yīng)有適當(dāng)?shù)闹丿B度； ...........................................................................34參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................................................36致 謝 ...........................................................................................................................................................37汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng) .........................................................................................................................................40畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書41 概述1.1 調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡(jiǎn)介汽輪機(jī)是將蒸汽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的外燃回轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)。它具有單機(jī)功率大，轉(zhuǎn)速高,效率高,運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)和，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，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(gè)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(yùn)轉(zhuǎn)，不但要求提供連續(xù)不斷的電能，而且還對(duì)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(shí)，供電頻率與汽輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)相等。若總發(fā)電量>總用電量，則供電頻率增加，機(jī)組轉(zhuǎn)速也增加。必須通過(guò)控制系統(tǒng)使電網(wǎng)中并網(wǎng)發(fā)電機(jī)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(gè)隨機(jī)變量，其頻譜表明：負(fù)荷變化低頻率對(duì)應(yīng)大幅度，高頻率對(duì)應(yīng)小幅度。小幅度高頻率的負(fù)荷變化，通過(guò)汽輪機(jī)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(dòng)調(diào)頻裝置，通過(guò)汽輪發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的自動(dòng)發(fā)電 AGC 功能自動(dòng)地或手動(dòng)地改變機(jī)組的負(fù)荷指令，改變機(jī)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(jì)特性要求發(fā)電機(jī)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(dòng)作，使鍋爐的出力滿足汽機(jī)的要求，同時(shí)為保證整個(gè)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(guò)程中，機(jī)、爐、電控制系統(tǒng)必須協(xié)調(diào)動(dòng)作。必須將汽輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速升到同步轉(zhuǎn)速，即3000r/min，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后才能向電網(wǎng)輸出電能。因此要求汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有升速控制功能。汽輪機(jī)是一種高轉(zhuǎn)速的大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械，它對(duì)轉(zhuǎn)速的要求很高，轉(zhuǎn)速超過(guò) 120%后，機(jī)組就可能損壞。因此要求汽輪機(jī)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(jī)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(jī)組的轉(zhuǎn)速、功率，使其滿足電網(wǎng)的要求。汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的控制對(duì)象為汽輪發(fā)電機(jī)組，它通過(guò)控制汽輪機(jī)進(jìn)汽閥門的開度來(lái)改變進(jìn)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書5汽流量，從而控制汽輪發(fā)電機(jī)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(jī)組的安全。#R l&H-_
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u由于液壓油動(dòng)機(jī)獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)力大、響應(yīng)速度快、定位精度高，汽輪機(jī)進(jìn)汽閥門均采用油動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。汽輪機(jī)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(jī)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(hào)的采集、綜合計(jì)算、邏輯處理、人機(jī)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(dòng)機(jī)、配汽機(jī)構(gòu)等組成，它將電氣控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為液壓機(jī)械控制信號(hào)，最終控制汽輪機(jī)進(jìn)汽閥門的開度。為滿足上述要求,在汽輪機(jī)上均設(shè)有轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng).其主要作用是：當(dāng)用戶耗電量變化時(shí),通過(guò)改變汽輪機(jī)汽量，調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的輸出功率，使其與外界負(fù)荷相適應(yīng)，并維持汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi).汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速感應(yīng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、和反饋機(jī)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(jī)械部件和液壓部件組成，主要依靠液體作為工作介質(zhì)來(lái)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(jī)組轉(zhuǎn)速的變化來(lái)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(yùn)行時(shí)工作特性是固定的，不能根據(jù)轉(zhuǎn)速以外的信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且調(diào)節(jié)功能少，所以大功率機(jī)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(jī)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(jī)組運(yùn)行方式的多樣化，對(duì)機(jī)組運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性、自動(dòng)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(yùn)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(cè)量與傳輸信號(hào)方便，并且信號(hào)的綜合處理能力強(qiáng)，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(shí)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(wú)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(jī)制造廠設(shè)計(jì)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(diǎn)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(jì) 說(shuō) 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(gè)電廠由單一類型的分散控制系統(tǒng)來(lái)完成所有控制任務(wù)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。近年來(lái)，我國(guó)發(fā)電事業(yè)已有長(zhǎng)足發(fā)展，尤其是隨著汽輪發(fā)電機(jī)組容量的增大，蒸汽參數(shù)的提高，對(duì)機(jī)組的安全性、經(jīng)濟(jì)性、自動(dòng)化水平的要求也越來(lái)越高。目前已采用汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（EIectro-Hydraulic Control System ,簡(jiǎn)稱 EHC） 。取代了傳統(tǒng)的機(jī)械（液壓）式調(diào)節(jié)系統(tǒng)（Machine-Hydraulic Control System , 簡(jiǎn)稱MHC）電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用電子控制技術(shù)、可實(shí)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(qiáng)及融調(diào)節(jié)與保護(hù)于一體的特點(diǎn)，從而大大提高了機(jī)組運(yùn)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(diǎn)，目前我國(guó)在 300MW 及以上的汽輪機(jī)組中大都采用了電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。2 總體設(shè)計(jì)2.1 凝汽式汽輪機(jī)選型計(jì)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(jì) 說(shuō) 明 書7(7) 計(jì)算進(jìn)汽容積流量V ′=m ′. V ………………………………2.3admadm=13.0.073=0.95 m3/s(8) 計(jì)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(hào) 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(hào)為 45(11 )驗(yàn)證進(jìn)汽段和排氣段和兼容性查兼容性圖25 號(hào)進(jìn)汽段不能和 45 號(hào)排氣段相合，32 號(hào)進(jìn)汽段能夠和 45 號(hào)排氣段相結(jié)合(12 )驗(yàn)證所選排氣段允許通過(guò)的質(zhì)量流量查許可性圖查得選用的汽輪機(jī)型號(hào)為 NG32/452.2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選用此單機(jī)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(jī)組運(yùn)行方式的多樣性,對(duì)機(jī)組運(yùn)行的安全性,經(jīng)濟(jì)性,自動(dòng)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(cè)量與傳輸信號(hào)方便，并且信號(hào)的綜合處理能力強(qiáng)，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(shí)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(wú)法替代的。電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)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(guò)分散控制系統(tǒng)的高速通信網(wǎng)絡(luò)伺機(jī)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(jiǎn)化了運(yùn)行人員的操作步驟。（1）轉(zhuǎn)速感應(yīng)機(jī)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(dòng)放大機(jī)構(gòu)。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書8（2）傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)：由于轉(zhuǎn)速感應(yīng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的信號(hào)往往功率太小，不足以直接帶動(dòng)配汽機(jī)構(gòu)，因此，傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)的作用是接受轉(zhuǎn)速感應(yīng)機(jī)構(gòu)的信號(hào)，并加以放大，然后傳遞給配汽機(jī)構(gòu)，使其動(dòng)作。（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：它的作用是接受傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)的信號(hào)來(lái)改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量。（4）反饋機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)在速信號(hào)放大傳遞給配汽機(jī)構(gòu)的同時(shí)，還發(fā)出一個(gè)信號(hào)使滑閥復(fù)位，油動(dòng)機(jī)活塞停止運(yùn)動(dòng)。這樣才能使調(diào)節(jié)過(guò)程穩(wěn)定。2.3 具體的設(shè)計(jì)（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??；此外還用危急遮斷器、危急保安裝置來(lái)處理異常情況的停機(jī)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(shí)現(xiàn)電子信息和液壓信號(hào)的轉(zhuǎn)變。各個(gè)部分還有各種測(cè)量裝置，用于測(cè)量溫度、 ，速度、壓力強(qiáng)度的信息，這種信息再轉(zhuǎn)移到電子裝置，實(shí)現(xiàn)適時(shí)控制。2.4 汽輪 機(jī)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(jī)的蒸汽轉(zhuǎn)矩，使之維持等轉(zhuǎn)速運(yùn)行，與外界負(fù)荷相適應(yīng)。在討論汽輪發(fā)電機(jī)組的控制控制系統(tǒng)時(shí)，通常將汽輪發(fā)電機(jī)軸系看作一個(gè)整體旋轉(zhuǎn)剛體，建立一個(gè)系統(tǒng)較為完善的數(shù)學(xué)模型，然后對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行較準(zhǔn)確的分析和設(shè)計(jì)。汽輪機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)就是轉(zhuǎn)子的能量平衡方程式，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方程為： J×dω/dt = MT -MG -Mf ……………………………2.5式中：J —汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量( Kg.m.s2 ) ω—轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角速度 (s-1 ) MT—汽輪機(jī)蒸汽轉(zhuǎn)矩( N.m) MG—發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩( N.m) Mf—各種阻力矩( N.m) 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)于特定的機(jī)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(jì) 說(shuō) 明 書9由汽輪機(jī)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(jī)的蒸汽流量 (Kg/h) H0—絕熱焓降( KJ/Kg) η0e—汽輪機(jī)相對(duì)效率 n—轉(zhuǎn)速( r/min) 發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)變量。 圖 1 表示汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性，其中曲線 MT1 及曲線 MT2 表明了蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線，稱為汽輪機(jī)的內(nèi)特性。曲線 MT1 及曲線 MT2 對(duì)應(yīng)于兩個(gè)不同的進(jìn)汽量。其中曲線 MG1 及曲線 MG2 表明了發(fā)電機(jī)阻力轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線，稱為發(fā)電機(jī)的特性。曲線 MG1 及曲線 MG2 對(duì)應(yīng)于兩個(gè)不同的電負(fù)載。曲線 MT1 和曲線 MG1 的交點(diǎn)a 即為汽輪機(jī)帶發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)速 na 時(shí)一個(gè)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(jī)組具有一定的自平衡能力，比如當(dāng)發(fā)電機(jī)的阻力矩 MG1 變?yōu)?MG2 時(shí)，若汽輪機(jī)進(jìn)汽量保持不變，那么新的平衡工況點(diǎn)即為 b，即汽輪發(fā)電機(jī)組以 nb 轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，也就是說(shuō)汽輪發(fā)電機(jī)組具有一定的自平衡能力，此時(shí)工作轉(zhuǎn)速畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書10nb 和 na 相差較大。但汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)負(fù)載是不允許網(wǎng)頻（汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速）有大幅度的變化的，這就要求當(dāng)發(fā)電機(jī)的阻力矩 MG1 變?yōu)?MG2 時(shí)，汽輪機(jī)進(jìn)汽量能跟隨變化，那么新的平衡工況點(diǎn)就可變?yōu)?c，汽輪發(fā)電機(jī)組以 nc 轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，此時(shí)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(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)。 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制汽輪機(jī)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(guó)家對(duì)供電品質(zhì)的要求。 實(shí)際汽輪機(jī)控制系統(tǒng)都是通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)( 油動(dòng)機(jī)) 來(lái)控制安裝在進(jìn)汽口上的調(diào)節(jié)汽閥來(lái)改變 MT，以調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率的。汽輪機(jī)控制流程框圖見圖 2，圖 2 表示汽輪機(jī)控制的整個(gè)過(guò)程及整個(gè)控制過(guò)程中的各個(gè)物理對(duì)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(jī)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(jì)的依據(jù)。 從圖 3 可以看出機(jī)組在啟動(dòng)和正常運(yùn)行過(guò)程中，D EH 接收到操作人員通過(guò)人機(jī)接口所發(fā)出的增、減指令、C CS 指令、汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速和功率以及調(diào)節(jié)閥的位置反饋信號(hào)等進(jìn)行分析處理，綜合運(yùn)算，輸出控制信號(hào)到伺服閥，改變調(diào)節(jié)閥的開度，以控制機(jī)組的運(yùn)行。 機(jī)組在升速過(guò)程中（即機(jī)組沒有并網(wǎng)），D EH 控制系統(tǒng)通過(guò)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路來(lái)控制機(jī)組的轉(zhuǎn)速，功率控制回路不起作用。這點(diǎn)可從原理圖中看出，當(dāng)沒有并網(wǎng)信號(hào)時(shí)，控制信號(hào)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(chǎng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，經(jīng) DEH 三取二邏輯處理后，作為 DEH 的反饋信號(hào)。此信號(hào)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(jì)算，P ID 調(diào)節(jié)，然后輸出油動(dòng)機(jī)的開度給定信號(hào)到伺服卡。此給定信號(hào)在伺服卡內(nèi)與現(xiàn)場(chǎng) LVDT 油動(dòng)機(jī)位置反饋信號(hào)進(jìn)行比較后，輸出控制信號(hào)到伺服閥，控制油動(dòng)機(jī)的開度，即控制調(diào)節(jié)閥的開度，從而控制機(jī)組轉(zhuǎn)速。升速時(shí)，操作人員可設(shè)置目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率。 機(jī)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(diǎn)可從原理圖中看出: 當(dāng)有并網(wǎng)信號(hào)時(shí)，控制信號(hào)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(jí)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(hào)到伺服卡，與閥位反饋信號(hào)進(jìn)行比較后，輸出控制信號(hào)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(jì) 說(shuō) 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(chǎng)功率信號(hào)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(yùn)算，P ID 調(diào)節(jié)輸出閥門開度信號(hào)到伺服卡，與閥位反饋信號(hào)進(jìn)行比較后，輸出控制信號(hào)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(jí)壓力反饋投入。 在這種情況下，調(diào)節(jié)級(jí)壓力回路調(diào)節(jié)器起作用。D EH 接收汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)壓力信號(hào)與給定信號(hào)進(jìn)行比較后，送到調(diào)節(jié)級(jí)壓力回路調(diào)節(jié)器進(jìn)行差值放大，綜合運(yùn)算，P ID 調(diào)節(jié)輸出閥門開度信號(hào)到伺服卡，與閥位反饋信號(hào)進(jìn)行比較后，輸出控制信號(hào)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(gè)回路中，只是有死區(qū)而已，在網(wǎng)頻（汽機(jī)轉(zhuǎn)速）波動(dòng)較小時(shí)，它不產(chǎn)生作用。運(yùn)行時(shí)，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(jí)壓力投入方式不能同時(shí)投入， 投入一種反饋時(shí)另一種反饋?zhàn)詣?dòng)切除。 機(jī)組啟動(dòng)時(shí)可選用高中壓聯(lián)合啟動(dòng)方式和中壓缸啟動(dòng)方式里的任何一種方式。當(dāng)選擇高中壓聯(lián)合啟動(dòng)方式時(shí)，閥切換系數(shù)等于 1，閥門開度信號(hào)同時(shí)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(dòng)方式時(shí)，閥切換系數(shù)等于 0，則閥門開度信號(hào)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(hào)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(dòng)方式。在閥切換過(guò)程中，閥切換系數(shù)由 0 逐漸變到 1，機(jī)組便轉(zhuǎn)換為高中壓聯(lián)合進(jìn)汽形式。對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組來(lái)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(jì)了閥門修正函數(shù) F(x)來(lái)進(jìn)行。閥門方式— 說(shuō)明機(jī)組正在運(yùn)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(yàn)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(jī)是由 TV、GV 控制沖轉(zhuǎn)的。汽機(jī)掛閘且閥門不在校驗(yàn)狀態(tài)時(shí)，運(yùn)行人員可發(fā)出命令，此時(shí) GV 全開，TV 保持關(guān)閉。掛閘實(shí)際上就是開機(jī)命令指令，一旦發(fā)出，就意味著沖轉(zhuǎn)開始；在汽機(jī)運(yùn)行期間掛閘命令始終保持，只有當(dāng)汽機(jī)重新跳閘才能清除掉。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書12 運(yùn)行人員通過(guò) 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(dòng)進(jìn)入 HOLD 狀態(tài)，當(dāng)運(yùn)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(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速隨之上升。當(dāng)轉(zhuǎn)速給定與目標(biāo)值相等時(shí)，程序自動(dòng)進(jìn)入 HOLD 狀態(tài)，等待運(yùn)行人員發(fā)出新的目標(biāo)值。升速過(guò)程中，運(yùn)行人員可隨時(shí)發(fā)出 HOLD 命令（臨界區(qū)除外） ，這時(shí)，轉(zhuǎn)速給定等于當(dāng)前實(shí)際轉(zhuǎn)速，汽機(jī)將停止升速，保持當(dāng)前轉(zhuǎn)速。
_#[$[0k, 為保證汽機(jī)安全通過(guò)臨界區(qū)，當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速在1150～2000RPM 時(shí)，轉(zhuǎn)速進(jìn)入臨界區(qū)，此時(shí)，升速率自動(dòng)設(shè)置為 400RPM/min。轉(zhuǎn)速臨界區(qū)的范圍可通過(guò)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(shí)，進(jìn)入 TV/GV 切換階段。運(yùn)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(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，TV 以 2％/s 開啟。當(dāng) TV 開度達(dá)到 100％時(shí)，汽機(jī)轉(zhuǎn)速由 GV 控制，TV/GV 切換結(jié)束。TV/GV 切換過(guò)程中，汽機(jī)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(jī)升速到 3000RPM。 3000RPM 定速后，可以進(jìn)行自動(dòng)同期。DEH 對(duì)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(guò)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(jì)速關(guān)組件用于汽輪機(jī)遙控啟動(dòng)，就地停機(jī)，遙控停機(jī)，速關(guān)閥聯(lián)機(jī)試驗(yàn)及危急遮斷油門自動(dòng)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(jī)。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(jiǎn)化。速關(guān)組件的功能及工作原理：試驗(yàn)閥（1）位 2309 是手動(dòng)換向閥，用于速關(guān)閥聯(lián)機(jī)試驗(yàn)。圖示換向閥可對(duì)兩只速關(guān)閥進(jìn)行試驗(yàn)。作試驗(yàn)時(shí)，將手柄向操作側(cè)拉動(dòng)，壓力油 p 便與實(shí)驗(yàn)油 H1 接通，即可對(duì)汽輪機(jī)右側(cè)的速關(guān)閥進(jìn)行試驗(yàn)；推動(dòng)手柄則使壓力油 p 與實(shí)驗(yàn)油 H2 接通對(duì)左則速關(guān)閥進(jìn)行試驗(yàn)。放開手柄，換向閥自動(dòng)恢復(fù)到中間位置，退出試驗(yàn)。由于在 H1、H2 油路上有節(jié)流孔，所以手動(dòng)換向閥投入或退出試驗(yàn)的操作不會(huì)影響機(jī)組的正常運(yùn)行。如汽輪機(jī)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(yàn)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(yàn)，電磁閥復(fù)位便退出試驗(yàn)。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書13啟動(dòng)油電磁閥（3）位號(hào) 1843， 速關(guān)油電磁閥（4） 位號(hào) 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(dòng)時(shí)，使 1842 和 1843 同時(shí)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(shí)，1843 的 P 與 B 成通路，啟動(dòng)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(dòng)掛鉤功能，若 M 不用危急遮斷油門須就地手動(dòng)掛鉤復(fù)位） ，當(dāng)啟動(dòng)油壓力達(dá)到≥0.6Mpa 時(shí)，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(dòng)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(dòng)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(shí)間繼電器來(lái)控制，即根據(jù)啟動(dòng)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(jī)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(shí)際要求在 5～ 20 秒范圍內(nèi)設(shè)定。停機(jī)電磁閥（ 5，8）位號(hào)分別是 2222 和 2223 它們用于汽輪機(jī)遙控停機(jī)。圖 2 所示電磁閥為不帶電狀態(tài)，啟動(dòng)和正常運(yùn)行時(shí)，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(shí)，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(jī)停機(jī)。電磁閥根據(jù)用戶使用要求，可配用 NO 型（常開型，正常運(yùn)行不帶電）或 NC 型（常開型，正常運(yùn)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(jī)組的需要可裝接一只或兩只。手動(dòng)停機(jī)閥（ 位號(hào) 2250， 用于汽輪機(jī)就地停機(jī)。2250 前方有一塊紅色防護(hù)板，若要手動(dòng)停機(jī)，先將防護(hù)板向操作側(cè)翻下，之后拿動(dòng)手柄，其結(jié)果與 2222（2223）得電時(shí)一樣，使汽輪機(jī)停機(jī)。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書143.1 速關(guān)組件圖畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書154 啟動(dòng)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì):啟動(dòng)調(diào)節(jié)器是調(diào)速器的一個(gè)多功能操作單元，可配合調(diào)速器啟動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)器連接塊（9）通過(guò)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(dòng)調(diào)節(jié)器的過(guò)程中二次油壓會(huì)相應(yīng)變化。啟動(dòng)調(diào)節(jié)器可看作一個(gè)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(jì) 說(shuō) 明 書16圖 4.2 啟動(dòng)系統(tǒng)前初始狀態(tài)操作及工作原理結(jié)合其功能并對(duì)照?qǐng)D1～圖6 分別介紹如下：開啟速關(guān)閥：圖2 是啟動(dòng)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(wú)壓，啟動(dòng)調(diào)節(jié)器在100％運(yùn)行位置。在此狀態(tài)松開鎖緊手柄（1），順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)手輪（13）時(shí)，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(dòng)，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(dòng)油通至速關(guān)閥油缸活塞前將活塞壓向活塞盤。由于在機(jī)組起動(dòng)前調(diào)速器油缸輸出在其最大位置A 點(diǎn)保持不動(dòng)，所以滑閥在 “e”時(shí)，C 點(diǎn)隨B 點(diǎn)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(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，滑閥、導(dǎo)桿便隨著螺桿向下移動(dòng)，當(dāng)滑閥移位至“C”，也就是圖4 所示位置時(shí)，啟動(dòng)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(dòng)速關(guān)閥開啟，在此過(guò)程中，當(dāng)E２油壓升.高，F(xiàn)油壓開始下降時(shí)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(wú)法開啟。在位置“c” A點(diǎn)保持不動(dòng)，B、C均下移，不過(guò)放大器隨動(dòng)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(jì) 說(shuō) 明 書17圖 4.3 啟動(dòng)調(diào)節(jié)器啟動(dòng)位置圖 4.4 速關(guān)閥開啟畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書18圖 4.5 速關(guān)閥開啟，汽輪機(jī)啟動(dòng)氣輪機(jī)起動(dòng)：從沖轉(zhuǎn)暖機(jī)到升速至調(diào)速器下限轉(zhuǎn)速的汽輪機(jī)起動(dòng)過(guò)程是通過(guò)啟動(dòng)調(diào)節(jié)器的操作來(lái)完成的。在速關(guān)閥開啟后，繼續(xù)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，滑閥移位至“d” ，B、C點(diǎn)隨之下移，二次油壓開始建立，當(dāng)P2＞0.15Mpa 時(shí)調(diào)節(jié)汽閥開啟，隨著C 點(diǎn)的下移，二次油壓升高，汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)升速，這也就是圖5 所狀態(tài)。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)，便是啟動(dòng)調(diào)節(jié)器100 ％運(yùn)行位置，這時(shí)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(guò)程中，機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)速器下限轉(zhuǎn)速后，A 點(diǎn)位置從max 向min 變化，A 、B 點(diǎn)均下移，綜合的結(jié)果 C 點(diǎn)不動(dòng)，于是機(jī)組轉(zhuǎn)速由調(diào)速器控制。機(jī)組負(fù)荷限制：在“d”至“e”的操作過(guò)程中，若啟動(dòng)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(jī)組負(fù)荷受到限制?？煽赝C(jī)：在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，若將啟動(dòng)調(diào)節(jié)器進(jìn)行反向操作，使其由“e”逐步變化至 “a”則機(jī)組就會(huì)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(jī)。調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試：這里所說(shuō)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(jī)空負(fù)荷時(shí)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(lái)表示。而我們這里所說(shuō)的靜態(tài)調(diào)試是在汽輪機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下（用外部操作設(shè)備切斷汽輪機(jī)汽源）來(lái)調(diào)整、測(cè)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(diǎn)是否符合要求。由“d”調(diào)整到“e” 。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書19圖4.6 啟動(dòng)調(diào)節(jié)器100％位置，調(diào)速器控制機(jī)組轉(zhuǎn)速5 速關(guān)閥的設(shè)計(jì)速關(guān)閥又稱為主汽門，它是主蒸汽管路與汽輪機(jī)之間的主要關(guān)閉機(jī)構(gòu)，在緊急狀態(tài)時(shí)能立即切斷汽輪機(jī)進(jìn)汽，使機(jī)組快速停機(jī)。 汽輪機(jī)停機(jī)時(shí)速關(guān)閥是關(guān)閉的，在汽輪機(jī)起動(dòng)和正常運(yùn)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(dú)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(jī)新蒸汽容積流量的大小，一臺(tái)汽輪機(jī)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(jì) 說(shuō) 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(jī)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(guò)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(jī)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(dòng)、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(guò)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(dòng)體部分在閥門關(guān)閉和開啟過(guò)程中，有部分蒸汽從閥畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 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(jī)起動(dòng)和運(yùn)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(guò)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(duì)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(wàn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(dòng)調(diào)節(jié)器（參見1-1840- ）來(lái)操作：先是啟動(dòng)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(dòng)油開始有控制的排泄，活塞盤與活塞如同一個(gè)整體在兩側(cè)油壓差作用下向右移動(dòng)直至被試驗(yàn)活塞（15）限位，在活塞盤移動(dòng)時(shí)，活塞桿、聯(lián)軸節(jié)和閥桿隨之動(dòng)作，速關(guān)閥開啟。 如果保安系統(tǒng)中任何一個(gè)環(huán)節(jié)動(dòng)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(yàn)活塞（15），如圖 2 所示，由試驗(yàn)活塞，試驗(yàn)閥及壓力表等構(gòu)成速關(guān)閥試驗(yàn)機(jī)構(gòu)，其作用是在機(jī)組運(yùn)行期間檢驗(yàn)速關(guān)閥動(dòng)作的可靠性。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 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(jī)用數(shù)字式調(diào)節(jié)器。 在驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，壓縮機(jī)或泵的汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，505 調(diào)節(jié)器用于控制機(jī)組轉(zhuǎn)速、功率，汽輪機(jī)新汽壓力或排汽壓力，泵或壓縮機(jī)的進(jìn)（出）口壓力以及其它與汽輪機(jī)相關(guān)的過(guò)程參數(shù)。505 調(diào)節(jié)器可獨(dú)立應(yīng)用也能通過(guò) 3 個(gè)串行接口與裝置分布控制系統(tǒng)（DCS）及 PC 機(jī)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(jī)旁。 505 調(diào)節(jié)器的所有輸入、輸出通過(guò)機(jī)殼背面的籠形線夾端子板接通，架裝 505 的接線須穿過(guò)機(jī)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(jī)內(nèi)設(shè)置有多個(gè)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(gè)字符。鍵盤有 30個(gè)觸摸鍵。在操作時(shí)每個(gè)程序步都會(huì)依次在顯示器中顯現(xiàn)，機(jī)組運(yùn)行時(shí)，顯示器屏面上可同時(shí)看到設(shè)定參數(shù)的實(shí)際值和給定值。 505 采用選項(xiàng)屏（菜單）驅(qū)動(dòng)程序軟件，使用戶能便捷地按機(jī)組特性自主在現(xiàn)場(chǎng)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(yùn)行方式，程序方式是指在汽輪機(jī)停機(jī)狀態(tài)下，對(duì)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(yùn)行方式是指調(diào)節(jié)器組態(tài)后從機(jī)組起動(dòng)到停機(jī)整個(gè)過(guò)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(shí)間內(nèi)聯(lián)機(jī)對(duì)程序或設(shè)置參數(shù)進(jìn)行調(diào)諧，不過(guò)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(guò) 505 面板上的操作盤進(jìn)行操作，而運(yùn)行方式除本機(jī)操作盤外，還可通過(guò)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(shí)都必須輸入規(guī)定的口令,必要時(shí)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(gè)（見表 6.2） ，它們分別是：汽輪機(jī)起動(dòng)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速給定值，運(yùn)行特性，驅(qū)動(dòng)組態(tài)，模擬輸入，觸點(diǎn)輸入，功能鍵，輔助調(diào)節(jié)，串級(jí)調(diào)節(jié)，畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書23讀出，繼電器及通信，其中前 7 列對(duì)任何機(jī)組都必須組態(tài)，后 6 列可選擇所需項(xiàng)目組態(tài)。 輸入 兩個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器輸入。利用跨接線可配用無(wú)源或有源轉(zhuǎn)速傳感器。6 個(gè) 4～20mA 模擬輸入。可從 10 個(gè)預(yù)定可選項(xiàng)中選擇。 16 個(gè)觸點(diǎn)輸入。其中 4 個(gè)是專用的，即停機(jī)、復(fù)位，升高轉(zhuǎn)速給定值和降降低轉(zhuǎn)速給定值。對(duì)用于發(fā)電機(jī)組的 505，發(fā)電機(jī)斷路及電網(wǎng)斷路器兩個(gè)觸點(diǎn)輸入是必用的，其余 10個(gè)可從 24 個(gè)可選項(xiàng)中選定。當(dāng)調(diào)節(jié)器用于機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)組時(shí)，可從 24 個(gè)可選項(xiàng)中選用 12 個(gè)。另外，鍵盤上的 4 個(gè)功能鍵中 F1 和 F2 分別用于報(bào)警原因顯示和超速試驗(yàn)，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(shí)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(jī)構(gòu)輸出，在組態(tài)時(shí)選定輸出電流為 4～20mA 或 20～160mA，如果不使用2＃ 執(zhí)行機(jī)構(gòu)，則用 2＃ 執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出可組態(tài)用于 4～20mA 儀表讀出。 8 個(gè) C 型繼電器觸點(diǎn)輸出，其中停機(jī)和報(bào)警是專用的，另外 6 個(gè)可組態(tài)。 汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速通過(guò)一個(gè)或兩個(gè)磁性式或趨近式測(cè)速探頭測(cè)得。在 505E 中設(shè)置好測(cè)速齒盤速率和齒數(shù)，就可以計(jì)算出汽輪機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。磁性式和趨近式轉(zhuǎn)速探頭可以同時(shí)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(gè)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(hào)與給定信號(hào)相比較，生成一個(gè)速度/負(fù)荷指令信號(hào)，通過(guò)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(wú)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(jì) 說(shuō) 明 書24轉(zhuǎn)速 PID 運(yùn)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(yùn)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(jī)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(jī)高壓和低壓調(diào)門閥位控制（2） 發(fā)電機(jī)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
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}
x5u3Q
T發(fā)電機(jī)尚未接帶負(fù)荷以前，505E 的轉(zhuǎn)速 PID 總是運(yùn)行在轉(zhuǎn)速控制模式下；當(dāng)發(fā)電機(jī)接帶負(fù)荷后， PID 如何