汽轮机调节系统改学习教案.pptx

会计学1汽轮机调节汽轮机调节(tioji)系统改系统改第一页，共115页。第一节第一节 汽轮机调节汽轮机调节(tioji)(tioji)系系统概述统概述一、汽轮机自动调节系统的任务：一、汽轮机自动调节系统的任务：一、汽轮机自动调节系统的任务：一、汽轮机自动调节系统的任务：1 1 1 1、汽轮机为什么必需具备自动调节系统？、汽轮机为什么必需具备自动调节系统？、汽轮机为什么必需具备自动调节系统？、汽轮机为什么必需具备自动调节系统？电能不能大量储存，火电厂发出的电力必须随时满足用电能不能大量储存，火电厂发出的电力必须随时满足用电能不能大量储存，火电厂发出的电力必须随时满足用电能不能大量储存，火电厂发出的电力必须随时满足用户要求，即在数量、质量要求同时满足用户要求。户要求，即在数量、质量要求同时满足用户要求。户要求，即在数量、质量要求同时满足用户要求。户要求，即在数量、质量要求同时满足用户要求。（1 1 1 1）数量要求：用户对发电量的要求。这就是要求电力负荷）数量要求：用户对发电量的要求。这就是要求电力负荷）数量要求：用户对发电量的要求。这就是要求电力负荷）数量要求：用户对发电量的要求。这就是要求电力负荷根据用户要求来调整发电大小，以满足用户要求。根据用户要求来调整发电大小，以满足用户要求。根据用户要求来调整发电大小，以满足用户要求。根据用户要求来调整发电大小，以满足用户要求。（2 2 2 2）供电）供电）供电）供电(ndin)(ndin)(ndin)(ndin)质量要求：供电质量要求：供电质量要求：供电质量要求：供电(ndin)(ndin)(ndin)(ndin)质量就是指质量就是指质量就是指质量就是指频率和电压。其中，电压可以通过变压器解决。电网频率频率和电压。其中，电压可以通过变压器解决。电网频率频率和电压。其中，电压可以通过变压器解决。电网频率频率和电压。其中，电压可以通过变压器解决。电网频率则直接取决于汽轮机的转速。转速高则频率高，转速低则则直接取决于汽轮机的转速。转速高则频率高，转速低则则直接取决于汽轮机的转速。转速高则频率高，转速低则则直接取决于汽轮机的转速。转速高则频率高，转速低则频率低。频率低。频率低。频率低。第1页/共115页第二页，共115页。因此汽轮机必须具备调速系统，以保证汽轮发电机组根据用户要求，因此汽轮机必须具备调速系统，以保证汽轮发电机组根据用户要求，供给所需电力，并保证电网频率稳定在一定范围之内。供给所需电力，并保证电网频率稳定在一定范围之内。（3 3）火电厂自身安全的需要：汽轮发电机组工作时，转子、叶轮）火电厂自身安全的需要：汽轮发电机组工作时，转子、叶轮(yln)(yln)、叶片等承受很大的离心力，而且离心力与转速的平方成正比。转速增叶片等承受很大的离心力，而且离心力与转速的平方成正比。转速增加，离心力将迅速增加。当转速超过一定限度时就会使部件破坏，出加，离心力将迅速增加。当转速超过一定限度时就会使部件破坏，出大事故。大事故。2 2、调速系统的任务：、调速系统的任务：（1 1）满足用户足够的电力（数量、质量）；）满足用户足够的电力（数量、质量）；（2 2）保证汽轮发电机组始终在额定转速左右运行。）保证汽轮发电机组始终在额定转速左右运行。*除了调速系统之外，汽轮机组还必须具有保护系统（超速保护、轴除了调速系统之外，汽轮机组还必须具有保护系统（超速保护、轴向位移保护等）。向位移保护等）。第2页/共115页第三页，共115页。3 3、汽轮发电机组转子运动方程式：、汽轮发电机组转子运动方程式：、汽轮发电机组转子运动方程式：、汽轮发电机组转子运动方程式：机组在工作时，作用在转子上的力矩有三个：蒸汽主力矩、发电机组在工作时，作用在转子上的力矩有三个：蒸汽主力矩、发电机组在工作时，作用在转子上的力矩有三个：蒸汽主力矩、发电机组在工作时，作用在转子上的力矩有三个：蒸汽主力矩、发电机反力矩、摩擦机反力矩、摩擦机反力矩、摩擦机反力矩、摩擦(mc)(mc)力矩。在稳定状态下，三者的代数和为零，力矩。在稳定状态下，三者的代数和为零，力矩。在稳定状态下，三者的代数和为零，力矩。在稳定状态下，三者的代数和为零，通常，摩擦通常，摩擦通常，摩擦通常，摩擦(mc)(mc)力矩很小，这样一来，可以写成：力矩很小，这样一来，可以写成：力矩很小，这样一来，可以写成：力矩很小，这样一来，可以写成：转子运动方程：转子运动方程：转子运动方程：转子运动方程：机组运行时，只要蒸汽主力矩和发电机反力矩不平衡，就会产生角加机组运行时，只要蒸汽主力矩和发电机反力矩不平衡，就会产生角加机组运行时，只要蒸汽主力矩和发电机反力矩不平衡，就会产生角加机组运行时，只要蒸汽主力矩和发电机反力矩不平衡，就会产生角加速度。速度。速度。速度。4 4、调速系统的功能：、调速系统的功能：、调速系统的功能：、调速系统的功能：蒸汽主力矩和发电机反力矩随转速的变化如图蒸汽主力矩和发电机反力矩随转速的变化如图蒸汽主力矩和发电机反力矩随转速的变化如图蒸汽主力矩和发电机反力矩随转速的变化如图1 1所示：当转速所示：当转速所示：当转速所示：当转速n n增加时，蒸汽主力矩减小，发电机反力矩增加；当转速增加时，蒸汽主力矩减小，发电机反力矩增加；当转速增加时，蒸汽主力矩减小，发电机反力矩增加；当转速增加时，蒸汽主力矩减小，发电机反力矩增加；当转速n n减小时，减小时，减小时，减小时，蒸汽主力矩增加，发电机反力矩减小。蒸汽主力矩增加，发电机反力矩减小。蒸汽主力矩增加，发电机反力矩减小。蒸汽主力矩增加，发电机反力矩减小。A A点是两力矩平衡状态点：点是两力矩平衡状态点：点是两力矩平衡状态点：点是两力矩平衡状态点：曲线曲线曲线曲线1 1、2 2之交点。之交点。之交点。之交点。第3页/共115页第四页，共115页。(1)(1)当外界负荷减少时，反力矩由曲线当外界负荷减少时，反力矩由曲线2 2变到曲线变到曲线2 2，而主力矩曲线，而主力矩曲线1 1不变。不变。其工作点其工作点 由由A A移到移到B B，机组转速由，机组转速由（自平衡能力：当不考虑调速系统（自平衡能力：当不考虑调速系统的功能作用下，负荷变动时，机组的功能作用下，负荷变动时，机组能自动保持平衡状态的能力）。能自动保持平衡状态的能力）。(2)(2)当调速系统动作当调速系统动作(dngzu)(dngzu)，减小进，减小进汽量，主力矩曲线由汽量，主力矩曲线由1 1 变为变为1 1，与，与反力矩曲线反力矩曲线2 2交于交于C C点，机组转速点，机组转速变为接近）。变为接近）。图1第4页/共115页第五页，共115页。1、节流(ji li)调节 采用节流调节的汽轮机，其全部采用节流调节的汽轮机，其全部蒸汽通过一个或几个同时启闭蒸汽通过一个或几个同时启闭(q b)的的阀门，进入汽轮机的第一级，调节汽阀门，进入汽轮机的第一级，调节汽门后的压力即为汽轮机的进口压力。门后的压力即为汽轮机的进口压力。这种调节方式主要是用改变调节汽阀这种调节方式主要是用改变调节汽阀开度的方法对蒸汽进行调节，改变汽开度的方法对蒸汽进行调节，改变汽轮机进汽压力，从而使蒸汽流量及焓轮机进汽压力，从而使蒸汽流量及焓降改变，以适应外界负荷变化。在部降改变，以适应外界负荷变化。在部分负荷运行时，阀后压力决定于流量分负荷运行时，阀后压力决定于流量比，进汽温度基本保持不变。比，进汽温度基本保持不变。汽轮机运行(ynxng)时，其输出功率必须与外界负荷相适应。改变汽轮机功率，可通过改变蒸汽在叶栅通流部分的焓降和改变进汽量。目前常用的调节方式有节流调节、喷嘴调节和滑压调节三种调节方式。二、汽轮机的功率调节方式二、汽轮机的功率调节方式第5页/共115页第六页，共115页。2、喷嘴(pnzu)调节 将汽轮机高压缸的第一级设为调节级，并将该级的喷嘴分成(fn chn)4组或更多组。每一喷嘴组由1个独立的调节汽门供汽，当汽轮机负荷改变时，依次开启或关闭调节汽门，以调节汽轮机的进汽量，这种调节进汽的方法称为喷嘴调节。(a)(a)全机示意图，全机示意图，(b)(b)调节调节(tioji)(tioji)级示级示意图意图 1-自动主汽门2-调节汽门第6页/共115页第七页，共115页。3、滑压运行(ynxng)滑压运行：在单元机组中，汽轮机的调节汽门全开或开度不变，根据负荷大小调节进入锅炉的燃料量，给水量和空气量，使锅炉出口汽压和流量随负荷而变化，且出口蒸汽温度(wnd)不变的运行方式。特点(tdin)：汽轮机的进汽压力随外界负荷增减而上下滑动，有时也称变压运行；汽轮机的进汽温度维持额定值不变；提高机组运行可靠性；部分负荷下经济性较高。第7页/共115页第八页，共115页。三、调节系统的基本工作三、调节系统的基本工作三、调节系统的基本工作三、调节系统的基本工作(gngzu)(gngzu)原理及组成原理及组成原理及组成原理及组成n n1 1、直接、直接(zhji)(zhji)调节系统（利用调速器重锤的位移调节系统（利用调速器重锤的位移直接直接(zhji)(zhji)带动调节阀）带动调节阀）第8页/共115页第九页，共115页。n n2 2、间接调节系统（调速器带动、间接调节系统（调速器带动(didng)(didng)的不是调节的不是调节汽阀，而是错油门，将调速器滑环的位移在能量上汽阀，而是错油门，将调速器滑环的位移在能量上加以放大）加以放大）间接间接(jin ji)调节系统示意图调节系统示意图1-调速器；2-杠杆(gnggn)；3-油动机；4-调节汽阀；5-错油门第9页/共115页第十页，共115页。n n活塞的运动由错油门滑阀位移引起的，而活塞位移又反过活塞的运动由错油门滑阀位移引起的，而活塞位移又反过来又影响错油门滑阀位移的作用称为反馈。来又影响错油门滑阀位移的作用称为反馈。n n这种反馈是要抵消调速器对滑阀的作用的，故称为负反馈。这种反馈是要抵消调速器对滑阀的作用的，故称为负反馈。n n反馈的目的反馈的目的(md)(md)是使调节系统稳定，它是调速系统中不是使调节系统稳定，它是调速系统中不可缺少的组成部分。可缺少的组成部分。间接(jin ji)调节系统方框图第10页/共115页第十一页，共115页。3 3 3 3、自动调节系统的组成部分：、自动调节系统的组成部分：、自动调节系统的组成部分：、自动调节系统的组成部分：（1 1 1 1）转速）转速）转速）转速(zhun s)(zhun s)(zhun s)(zhun s)感受机构。用来感受转速感受机构。用来感受转速感受机构。用来感受转速感受机构。用来感受转速(zhun(zhun(zhun(zhun s)s)s)s)的变化，并将转速的变化，并将转速的变化，并将转速的变化，并将转速(zhun s)(zhun s)(zhun s)(zhun s)变化转变为其他物变化转变为其他物变化转变为其他物变化转变为其他物理量变化的调节机构。理量变化的调节机构。理量变化的调节机构。理量变化的调节机构。（2 2 2 2）传动放大机构。处于转速）传动放大机构。处于转速）传动放大机构。处于转速）传动放大机构。处于转速(zhun s)(zhun s)(zhun s)(zhun s)感受机构之感受机构之感受机构之感受机构之后、配汽机构之前的，起着传递和放大作用的调节后、配汽机构之前的，起着传递和放大作用的调节后、配汽机构之前的，起着传递和放大作用的调节后、配汽机构之前的，起着传递和放大作用的调节机构。机构。机构。机构。（3 3 3 3）配汽机构。接受由转速）配汽机构。接受由转速）配汽机构。接受由转速）配汽机构。接受由转速(zhun s)(zhun s)(zhun s)(zhun s)感受机构通过感受机构通过感受机构通过感受机构通过传动放大机构传来的信号，并能依次来改变汽轮机传动放大机构传来的信号，并能依次来改变汽轮机传动放大机构传来的信号，并能依次来改变汽轮机传动放大机构传来的信号，并能依次来改变汽轮机进汽量的机构。进汽量的机构。进汽量的机构。进汽量的机构。（4 4 4 4）调节对象。汽轮发电机组。调节对象。汽轮发电机组。调节对象。汽轮发电机组。调节对象。汽轮发电机组。第11页/共115页第十二页，共115页。四、汽轮机调节系统的型式四、汽轮机调节系统的型式四、汽轮机调节系统的型式四、汽轮机调节系统的型式 汽轮机调节系统按其结构特点可划分汽轮机调节系统按其结构特点可划分汽轮机调节系统按其结构特点可划分汽轮机调节系统按其结构特点可划分(hu fn)(hu fn)为两为两为两为两种型式即液压调节系统和电液调节系统。种型式即液压调节系统和电液调节系统。种型式即液压调节系统和电液调节系统。种型式即液压调节系统和电液调节系统。1 1、液压调节系统、液压调节系统、液压调节系统、液压调节系统 2 2、电液调节系统、电液调节系统、电液调节系统、电液调节系统 (1)(1)模拟电液调节系统模拟电液调节系统模拟电液调节系统模拟电液调节系统 (2)(2)数字电液调节系统数字电液调节系统数字电液调节系统数字电液调节系统第12页/共115页第十三页，共115页。（1 1 1 1）具有）具有）具有）具有(jyu)(jyu)(jyu)(jyu)高速弹性调速器的液压调节系统高速弹性调速器的液压调节系统高速弹性调速器的液压调节系统高速弹性调速器的液压调节系统3 3、典型、典型(dinxng)(dinxng)液压调节系统液压调节系统第13页/共115页第十四页，共115页。2 2 2 2、径向、径向、径向、径向(jn xin)(jn xin)(jn xin)(jn xin)泵液压调节系统泵液压调节系统泵液压调节系统泵液压调节系统1-径向泵；2-压力变换器；3-滑阀；4-油动机；5-调节阀；6-反馈油口；7-传动(chundng)杠杆第14页/共115页第十五页，共115页。3 3 3 3、旋转、旋转、旋转、旋转(xunzhun)(xunzhun)(xunzhun)(xunzhun)阻尼液压调节系统阻尼液压调节系统阻尼液压调节系统阻尼液压调节系统1-主油泵；2-旋转阻尼；3-放大器；4-滑阀；5-油动机；6-调节阀；7-继动器；8-静反馈弹簧；9-动反馈弹簧；10-放大器平衡板；11-主同步器；12-辅助同步器；13-可调支点；14-固定(gdng)支架；15-反馈杠杆第15页/共115页第十六页，共115页。第二节第二节 调节调节(tioji)系统特性系统特性第16页/共115页第十七页，共115页。一、汽轮机调节系统静态特性一、汽轮机调节系统静态特性一、汽轮机调节系统静态特性一、汽轮机调节系统静态特性 稳态时汽轮机的功率与转速之间的一一对应关系称为调节系统的稳态时汽轮机的功率与转速之间的一一对应关系称为调节系统的稳态时汽轮机的功率与转速之间的一一对应关系称为调节系统的稳态时汽轮机的功率与转速之间的一一对应关系称为调节系统的静态特性，而描述功率与转速关系的曲线称为调节系统的静态特性静态特性，而描述功率与转速关系的曲线称为调节系统的静态特性静态特性，而描述功率与转速关系的曲线称为调节系统的静态特性静态特性，而描述功率与转速关系的曲线称为调节系统的静态特性曲线。曲线。曲线。曲线。(一一一一)四方图四方图四方图四方图 通过试验或计算得到各组成环节的静态特性曲线后，用作图的方法通过试验或计算得到各组成环节的静态特性曲线后，用作图的方法通过试验或计算得到各组成环节的静态特性曲线后，用作图的方法通过试验或计算得到各组成环节的静态特性曲线后，用作图的方法(fngf(fngf)求取调节系统的静态特性求取调节系统的静态特性求取调节系统的静态特性求取调节系统的静态特性 四象限图中各参数正方向的规定：转速、功率、油压均以增加方向四象限图中各参数正方向的规定：转速、功率、油压均以增加方向四象限图中各参数正方向的规定：转速、功率、油压均以增加方向四象限图中各参数正方向的规定：转速、功率、油压均以增加方向为正；油动机形行程以功率增加方向为正；调速器滑环、压力变换为正；油动机形行程以功率增加方向为正；调速器滑环、压力变换为正；油动机形行程以功率增加方向为正；调速器滑环、压力变换为正；油动机形行程以功率增加方向为正；调速器滑环、压力变换器活塞、碟阀等部套以转速增加的位移方向为正。器活塞、碟阀等部套以转速增加的位移方向为正。器活塞、碟阀等部套以转速增加的位移方向为正。器活塞、碟阀等部套以转速增加的位移方向为正。第17页/共115页第十八页，共115页。图图图图4 49 9 调速系统调速系统调速系统调速系统(xt(xt ng)ng)的四象限图的四象限图的四象限图的四象限图nmPxn1n2n=n0转速感受机构静态(jngti)特性传动(chundng)放大机构静态特性配汽机构静态特性调节系统静态特性第18页/共115页第十九页，共115页。(二)转速变动率 1转速变动率的定义 当汽轮机单机运行，电功率从零增加到额定值时，转速相应(xingyng)从n1变到n2，转速的改变值n=n1-n2与额定转速之比的百分数称为调节系统的速度变动率（或称为转速不等率）。即第19页/共115页第二十页，共115页。2 2转速转速转速转速(zhun s)(zhun s)变动率对一次调频的影响变动率对一次调频的影响变动率对一次调频的影响变动率对一次调频的影响 在电网负荷变动时，速度变动率大的机组功率的相对变化量小，转速变化率小的机组功率的相对变化量大。汽轮机调节系统(xtng)按其静态特性自动调整功率，以减少供电频率变化的调节过程叫做一次调频。第20页/共115页第二十一页，共115页。3 3局部局部局部局部(jb)(jb)转速变动率转速变动率转速变动率转速变动率 静态特性线不是直线，而是曲线，如图所示。电网频率改变(gibin)引起的功率变动取决于工作点附近静态特性线的斜率，也就是取决于局部速度变动率。第21页/共115页第二十二页，共115页。n n （三）迟缓率（三）迟缓率n n 1 1迟缓现象及迟缓率的定义迟缓现象及迟缓率的定义n n 由于由于(yuy)(yuy)摩擦、间隙、滑阀盖度及油的粘滞力的影响，摩擦、间隙、滑阀盖度及油的粘滞力的影响，调节系统的静态特性曲线不是一根，而是一条静态特性带，调节系统的静态特性曲线不是一根，而是一条静态特性带，这种现象称为调节系统的迟缓现象这种现象称为调节系统的迟缓现象 。第22页/共115页第二十三页，共115页。n n 通常用迟缓率来衡量迟缓程度，在同一功率下因迟缓而出现的最大转速变动量与额定转速的比值百分数被定义为迟缓率，即n n 机组单机运行时，迟缓会引起转速自发变化（即转速摆动(bidng)）n n 机组并网运行时，迟缓会引起功率自发发生变化（即功率飘移）。第23页/共115页第二十四页，共115页。n n 综上所述，由于综上所述，由于(yuy)(yuy)液压调节系统只能根据转速液压调节系统只能根据转速变化信号来自动调节功率，而无法接受蒸汽参数变化信变化信号来自动调节功率，而无法接受蒸汽参数变化信号来自动调节功率，因此，液压调节系统不具备抵抗蒸号来自动调节功率，因此，液压调节系统不具备抵抗蒸汽参数变化等内部扰动信号的能力。汽参数变化等内部扰动信号的能力。第24页/共115页第二十五页，共115页。二、液压调节系统的动态二、液压调节系统的动态二、液压调节系统的动态二、液压调节系统的动态(dngti)(dngti)特性特性特性特性 （一）动态（一）动态（一）动态（一）动态(dngti)(dngti)特性指标特性指标特性指标特性指标 1 1稳定性稳定性稳定性稳定性第25页/共115页第二十六页，共115页。2 2超调量超调量 在转速调节过程中，最大动态在转速调节过程中，最大动态(dngti)(dngti)转速与最后的静态稳定转速之差转速与最后的静态稳定转速之差被称为转速动态被称为转速动态(dngti)(dngti)偏差，也偏差，也称为转称为转速动态速动态(dngti)(dngti)超调量。超调量。3 3快速性快速性 调节系统受到扰动后，从原来调节系统受到扰动后，从原来的稳定状态过渡到新的稳定状态的稳定状态过渡到新的稳定状态所需要的最少时间被称为过渡过所需要的最少时间被称为过渡过程时间。程时间。第26页/共115页第二十七页，共115页。（二）影响动态特性的主要因素（二）影响动态特性的主要因素（二）影响动态特性的主要因素（二）影响动态特性的主要因素 1.1.转子飞升时间常数转子飞升时间常数转子飞升时间常数转子飞升时间常数 2.2.中间容积时间常数中间容积时间常数中间容积时间常数中间容积时间常数 3 3转速转速转速转速(zhun s)(zhun s)变动率变动率变动率变动率 4.4.油动机时间常数油动机时间常数油动机时间常数油动机时间常数 5.5.迟缓率迟缓率迟缓率迟缓率第27页/共115页第二十八页，共115页。第四节汽轮机液压调节(tioji)系统 第28页/共115页第二十九页，共115页。一、转速感受一、转速感受(gnshu)机构机构 n n速感受机构是将速度信号转变为一次控制速感受机构是将速度信号转变为一次控制(kngzh)(kngzh)信号的信号的元件。种类：机械、液压和电子。元件。种类：机械、液压和电子。1、高速(o s)弹性调速器高速弹性调速器特性曲线 第29页/共115页第三十页，共115页。2 2 2 2、径向、径向、径向、径向(jn xin)(jn xin)(jn xin)(jn xin)钻孔脉冲泵钻孔脉冲泵钻孔脉冲泵钻孔脉冲泵 脉冲泵特性(txng)曲线油泵(yubng)出口处的压力：径向泵的压增：第30页/共115页第三十一页，共115页。3.3.3.3.旋转旋转旋转旋转(xunzhun)(xunzhun)(xunzhun)(xunzhun)阻尼器阻尼器阻尼器阻尼器 旋转阻尼器的特性(txng)曲线 阻尼(zn)管外端处的压力：第31页/共115页第三十二页，共115页。二、传动放大二、传动放大(fngd)机构机构种类种类(zh(zh ngli)ngli)：压力控制式和流量控制式两种：压力控制式和流量控制式两种 、随动滑阀放大器、随动滑阀放大器 ：与高速弹性调速器配套的调节系：与高速弹性调速器配套的调节系统第一级放大器，将调速块的位移放大为分配滑阀的油统第一级放大器，将调速块的位移放大为分配滑阀的油口开度。口开度。随动滑阀的关键部件是差动活塞，其工作原理如下图。随动滑阀的关键部件是差动活塞，其工作原理如下图。压力油经节流孔压力油经节流孔a1a1进入活塞左侧腔室，然后经活塞上的节进入活塞左侧腔室，然后经活塞上的节流孔流孔a2a2进入活塞的右侧腔室，最后从喷嘴与调速块的间隙进入活塞的右侧腔室，最后从喷嘴与调速块的间隙s s中排出。活塞两侧腔室的油压决定于节流孔中排出。活塞两侧腔室的油压决定于节流孔a1a1、a2a2和喷和喷嘴与调速块的间隙嘴与调速块的间隙s s。第32页/共115页第三十三页，共115页。差动活塞(husi)上的净油压作用力：随动滑阀放大器的静态(jngti)特性：第33页/共115页第三十四页，共115页。2 2 2 2、波形、波形、波形、波形(b xn)(b xn)(b xn)(b xn)筒一碟阀放大器筒一碟阀放大器筒一碟阀放大器筒一碟阀放大器 与旋转阻尼转速感受器配套的调节系统第一级放与旋转阻尼转速感受器配套的调节系统第一级放大器大器(d q)(d q)。原理性结构如图：。原理性结构如图：第34页/共115页第三十五页，共115页。n n工作过程：当来自旋转阻尼器的一次油压工作过程：当来自旋转阻尼器的一次油压p1p1上上n n升时，波形筒底座升时，波形筒底座(d(d zu)zu)上的油压作用力增大，杠杆上的油压作用力增大，杠杆向向n n上转动、碟阀间隙上转动、碟阀间隙s s增大，引起二次油压增大，引起二次油压p2p2下降。下降。n n在碟阀间隙增大时，同步器及波形筒向下的弹簧在碟阀间隙增大时，同步器及波形筒向下的弹簧n n力增大。当杠杆上一、二次油压作用力与弹簧力力增大。当杠杆上一、二次油压作用力与弹簧力n n的改变量的总和为零时，碟阀的间隙达到新的平的改变量的总和为零时，碟阀的间隙达到新的平n n衡状态，从而建立起一、二次油压的对应关系。衡状态，从而建立起一、二次油压的对应关系。碟阀放大(fngd)器放大(fngd)比：碟阀放大(fngd)器起到油压放大(fngd)作用。同步器的弹簧力作用在杠杆上，起到改变碟阀间隙、平移传递特性曲线的作用。第35页/共115页第三十六页，共115页。3 3、压力、压力、压力、压力(yl)(yl)变换器变换器变换器变换器 又称调速器滑阀，是与径向脉冲又称调速器滑阀，是与径向脉冲(michng)(michng)泵转速感受器配套泵转速感受器配套的调的调节系统第一级放大器。原理结构图如下：节系统第一级放大器。原理结构图如下：第36页/共115页第三十七页，共115页。工作过程：在汽轮机的转速升高时，径向脉工作过程：在汽轮机的转速升高时，径向脉冲泵的一次油压上升，增大滑阀底部端的油冲泵的一次油压上升，增大滑阀底部端的油压作用力，滑阀上移。当滑阀上油压作用力压作用力，滑阀上移。当滑阀上油压作用力的改变量与弹簧力的改变量相等时，滑阀达的改变量与弹簧力的改变量相等时，滑阀达到新的平衡状态，从而到新的平衡状态，从而(cng r)(cng r)建立起一次油压建立起一次油压与滑与滑阀行程的一一对应关系。阀行程的一一对应关系。控制油路泄油口开度s的改变量与一次油压p1和同步器行程(xngchng)z1的关系：第37页/共115页第三十八页，共115页。三、油动机三、油动机(dngj)（一）油动机的基本原理 油动机又称液压伺服马达，是汽轮机调节系统中驱动调节汽门的执行机构。油动机是一个(y)典型的反馈控制位置随动系统，其原理性框图如下图：第38页/共115页第三十九页，共115页。油动机(dngj)的原理图(a)双侧进油油(yu yu)动机；(b)单侧进油油(yu yu)动机 第39页/共115页第四十页，共115页。油动机的性能评价，在静态方面是提升力系油动机的性能评价，在静态方面是提升力系数，在动态方面是时间常数。数，在动态方面是时间常数。最大提升力和提升力系数最大提升力和提升力系数 油动机活塞油动机活塞(husi)(husi)上产生最大推动力，即产生开上产生最大推动力，即产生开启汽门的最启汽门的最大提升力：大提升力：作用在汽门上的实际提升(tshng)力应作传动比修正：油动机(dngj)时间常数 第40页/共115页第四十一页，共115页。（二）错油门（二）错油门（二）错油门（二）错油门(yumn)(yumn)滑阀滑阀滑阀滑阀 n n分类分类:断流断流(dun li)(dun li)式、节流式式、节流式n n盖度：滑阀凸肩比油口高出的数值盖度：滑阀凸肩比油口高出的数值断流(dun li)式滑阀的盖度第41页/共115页第四十二页，共115页。（三）压力（三）压力（三）压力（三）压力(yl)(yl)控制型油动机控制型油动机控制型油动机控制型油动机 是与波形筒碟阀放大器配是与波形筒碟阀放大器配套的调节系统套的调节系统(xt(xt ng)ng)执行机构。执行机构。油动机行程改变量油动机行程改变量mm与二次与二次油压改变量油压改变量p2p2的关系为：的关系为：压力(yl)控制型油动机 上式表明减小静反馈弹簧刚度K3或增大杠杆比，均使油动机的传动比增大。第42页/共115页第四十三页，共115页。（四）流量（四）流量（四）流量（四）流量(liling)(liling)控制型油动机控制型油动机控制型油动机控制型油动机n n增大继动器活塞面积增大继动器活塞面积n n原理图如右：原理图如右：n n静态静态(jngti)(jngti)特性：特性：上式表明：增大控制油口的宽度，或减小静反馈(fnku)斜槽的传动比及静反馈(fnku)油口的宽度，均增大油动机的传动比，即对应于相同的油动机工作行程，就会减小控制油口的改变量。第43页/共115页第四十四页，共115页。四、配汽机构四、配汽机构(jgu)n n由配汽传动机构由配汽传动机构(或称操纵机构或称操纵机构)和调节汽阀两部分组和调节汽阀两部分组成成n n（一）调节汽阀（一）调节汽阀n n 或称调节阀，简称调门，通过改变升程调节进入汽或称调节阀，简称调门，通过改变升程调节进入汽轮轮n n机的蒸汽量。机的蒸汽量。n n 要求要求(yoqi)(yoqi)有良好的空气动力学特性和升程一流有良好的空气动力学特性和升程一流量特性，流动量特性，流动n n损失小，流场稳定，开启的提升力平稳变化且尽可能损失小，流场稳定，开启的提升力平稳变化且尽可能小。小。n n 球面型线调节阀应用最广。球面型线调节阀应用最广。n n 对调节系统特性分析，着重于调节汽门的流动特性对调节系统特性分析，着重于调节汽门的流动特性和开和开n n启的提升力特性。启的提升力特性。第44页/共115页第四十五页，共115页。调节汽门(q mn)的结构 1、调节(tioji)气阀的结构形式单座阀在开启(kiq)时的提升力：第45页/共115页第四十六页，共115页。2 2、阀门的升程流量、阀门的升程流量、阀门的升程流量、阀门的升程流量(liling)(liling)特性特性特性特性单座阀的升程流量(liling)特性调节(tioji)汽阀的重叠度重叠度：在前一调节汽阀尚未完全开启，后续调节汽阀必须提前开启，以补偿前一调节汽阀的非线性特性，汽阀的这种开启方式称为重叠度。第46页/共115页第四十七页，共115页。3、调节汽阀的提升、调节汽阀的提升(tshng)力特性力特性 单座阀的提升(tshng)力特性 多阀依次开启(kiq)时的提升力特性第47页/共115页第四十八页，共115页。(二二)配汽传动配汽传动(chundng)(chundng)机构机构 n n或称汽门操纵机构，将油动机活塞行程转变为调节汽门的升程。或称汽门操纵机构，将油动机活塞行程转变为调节汽门的升程。n n主要有提板式、凸轮式或楔形斜面式、杠杆式等。主要有提板式、凸轮式或楔形斜面式、杠杆式等。n n小型机组，主要采用结构较为简单的提板式小型机组，主要采用结构较为简单的提板式 n n大型机组，特别大型机组，特别(tbi)(tbi)是数字电液调节系统，通常单个油动机带是数字电液调节系统，通常单个油动机带动单个调节汽门，其传动机构采用杠杆式。动单个调节汽门，其传动机构采用杠杆式。第48页/共115页第四十九页，共115页。五、汽轮机液压调节五、汽轮机液压调节(tioji)系统分析系统分析 例：汽轮机全液压调节(tioji)系统示意图 第49页/共115页第五十页，共115页。1.1.转速感受特性：在额定转速感受特性：在额定转速感受特性：在额定转速感受特性：在额定(dng)(dng)转速附近作线性化处理转速附近作线性化处理转速附近作线性化处理转速附近作线性化处理 2.传递特性：对于(duy)波形-碟阀放大器，在主要工作范围内，一、二次油压的放大比近似为常数，即：p2=-p1 又故：第50页/共115页第五十一页，共115页。3.3.3.3.配汽机构特性：设对应于机组空负荷配汽机构特性：设对应于机组空负荷配汽机构特性：设对应于机组空负荷配汽机构特性：设对应于机组空负荷(fh)(fh)(fh)(fh)到满负荷到满负荷到满负荷到满负荷(fh)(fh)(fh)(fh)调节汽门的升程，调节汽门的升程，调节汽门的升程，调节汽门的升程，4.4.调节系统的静态特性：调节系统的整体调节系统的静态特性：调节系统的整体(zhngt)(zhngt)速度变动率速度变动率 由式可知：影响本调节系统静态特性的主要因素，以及增大(zn d)或减小整体速度变动率可用的方法。第51页/共115页第五十二页，共115页。第三节第三节 功频电液调节功频电液调节(tioji)系统系统n n 功率频率电液调节系统是指系统中采用转速和功率两个控功率频率电液调节系统是指系统中采用转速和功率两个控制信号，测量和运算采用电子元件，而执行机构仍用油动机的制信号，测量和运算采用电子元件，而执行机构仍用油动机的调节系统，简称调节系统，简称“功频电调功频电调”。n n 一、功频电液调节系统的基本工作原理一、功频电液调节系统的基本工作原理n n 1.1.转速调节回路转速调节回路(hul)(hul)n n 2 2功率调节回路功率调节回路(hul)(hul)n n 3 3功率一频率调节回路功率一频率调节回路(hul)(hul)n n 4 4甩负荷过程甩负荷过程第52页/共115页第五十三页，共115页。第53页/共115页第五十四页，共115页。第54页/共115页第五十五页，共115页。n n二、功频电液调节系统反调现二、功频电液调节系统反调现象的产生和消除象的产生和消除n n 产生功率反调现象的原因除产生功率反调现象的原因除上述上述(shngsh)提到的转速变提到的转速变化信号落后于功率变化信号外，化信号落后于功率变化信号外，还有一个原因是在动态过程中，还有一个原因是在动态过程中，发电机功率与汽轮机功率不相发电机功率与汽轮机功率不相等。而功率反馈信号取自于发等。而功率反馈信号取自于发电机。电机。n n 1转速一次微分器转速一次微分器n n 2带惯性延迟的测功器带惯性延迟的测功器n n 3功率负微分器功率负微分器第55页/共115页第五十六页，共115页。n n 一、电子调节装置一、电子调节装置 n n 1 1转速测量器件转速测量器件(qjin)(qjin)n n n n 2 2功率测量器件功率测量器件(qjin)(qjin)第56页/共115页第五十七页，共115页。n n3 3频差校正器频差校正器第57页/共115页第五十八页，共115页。n n4 4功率功率(gngl(gngl)校校正器正器第58页/共115页第五十九页，共115页。n n5 5调节调节(tioji)(tioji)级压力校正器级压力校正器第59页/共115页第六十页，共115页。n n 二、阀位控制装置二、阀位控制装置n n （一）电液转换器（一）电液转换器n n 电液转换器由力矩马达和液压放大两部分组电液转换器由力矩马达和液压放大两部分组成成(z(z chn chn)。力矩马达有动圈式和动铁式两。力矩马达有动圈式和动铁式两种基本类型，它的作用是将电的信号转换成为种基本类型，它的作用是将电的信号转换成为机械位移信号；液压放大部分从结构上分为断机械位移信号；液压放大部分从结构上分为断流式（或滑阀式）和继流式（或称碟阀式）两流式（或滑阀式）和继流式（或称碟阀式）两种，它的作用是将机械位移信号放大并输出液种，它的作用是将机械位移信号放大并输出液压信号。力矩马达和液压放大的不同配合，就压信号。力矩马达和液压放大的不同配合，就得到电液转换器的不同结构型式。得到电液转换器的不同结构型式。第60页/共115页第六十一页，共115页。n n1动圈式电液转换器第61页/共115页第六十二页，共115页。n n2 2动铁式电液转换器动铁式电液转换器第62页/共115页第六十三页，共115页。n n3碟阀型电液转换器 第63页/共115页第六十四页，共115页。n n（二）油动机n n 油动机俺进油方式分为两种：n n 油动机有两个(lin)重要指标：一是提升力；二是时间常数n n 1双侧进油式油动机第64页/共115页第六十五页，共115页。n n 2 2单侧进油式油动机单侧进油式油动机(dngj)(dngj)第65页/共115页第六十六页，共115页。n n 三、配汽机构三、配汽机构 n n （一）驱动调节汽阀的传动（一）驱动调节汽阀的传动(chundng)(chundng)机构机构n n驱动调节汽阀的传动驱动调节汽阀的传动(chundng)(chundng)机构有三种：机构有三种：提板式、杠杆式、凸轮式。提板式、杠杆式、凸轮式。n n 1 1杠杆式传动杠杆式传动(chundng)(chundng)机构机构第66页/共115页第六十七页，共115页