2、第二章 功频电液调节系统.ppt

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1、第二章 功频电液调节系统Power-Frequency EH Control System课前复习1、自动检测系统的检测内容有哪些？自动检测系统的检测内容有哪些？2 2、自动保护系统有哪些保护功能？、自动保护系统有哪些保护功能？3 3、汽轮机调节的任务是什么？、汽轮机调节的任务是什么？4 4、什么是调节系统的静态特性？特性曲线如何获得、什么是调节系统的静态特性？特性曲线如何获得？5 5、调节系统是如何改变负荷并维持频率基本不变的、调节系统是如何改变负荷并维持频率基本不变的？6 6、什么是（局部）速度变动率？对机组有什么影响、什么是（局部）速度变动率？对机组有什么影响？7 7、什么是迟缓率？对机

2、组运行有何影响？如何减小、什么是迟缓率？对机组运行有何影响？如何减小？8 8、说明同步器的工作原理、作用、工作范围；什么、说明同步器的工作原理、作用、工作范围；什么是一、二次调频？是一、二次调频？第三节第三节 汽轮机调节的基本原理汽轮机调节的基本原理Section 3 Principle of Control System对调节系统的要求：（The Demand to The Control System)1、静态特性的要求静态特性的要求：动态性能指标动态性能指标影响动态性能的主要因素影响动态性能的主要因素2、动态、动态特性特性的要求的要求：1 1）随功率增加而转速下降的可调倾斜特性。形）随功

3、率增加而转速下降的可调倾斜特性。形状合理。状合理。2 2）当主汽阀全开、蒸汽参数额定时，调节系统）当主汽阀全开、蒸汽参数额定时，调节系统应能维持空负荷时运行稳定，转速摆动不明显应能维持空负荷时运行稳定，转速摆动不明显 3 3）在每一负荷下，负荷摆动小于）在每一负荷下，负荷摆动小于2%2%N N。4 4）调节系统的速度变动率调节系统的速度变动率=4.5-5.5%=4.5-5.5%，迟缓率，迟缓率0.3-0.5%(0.3-0.5%(液压）液压）0.1%0.1%（电液）（电液）5 5）有同步器可平移静态特性线，范围有同步器可平移静态特性线，范围-5-+7%-5-+7%6 6）各部套结构简单，性能良好

4、，调整方便，安）各部套结构简单，性能良好，调整方便，安全可靠。全可靠。7 7）主汽阀关闭时间：）主汽阀关闭时间：1 1秒（秒（1010万以下）万以下）0.50.5秒。秒。8 8）供热机组，热电负荷相互干扰不大于）供热机组，热电负荷相互干扰不大于15-20%15-20%，调压器正常，压力变动率，调压器正常，压力变动率10-20%10-20%，有供热，有供热流量增加，蒸汽压力下降的可调倾斜特性。流量增加，蒸汽压力下降的可调倾斜特性。n n从从一个稳定状态到另一个稳定状态的过程特性。一个稳定状态到另一个稳定状态的过程特性。其性能指标包括：其性能指标包括：1 1、稳定性（必须的）：机组运行时遇到扰动，

5、、稳定性（必须的）：机组运行时遇到扰动，能够很快过渡到新的稳定工况。能够很快过渡到新的稳定工况。2 2、超调量：机组最大飞升转速与稳定值之差。、超调量：机组最大飞升转速与稳定值之差。最大飞升转速应低于危急遮断器动作转速。最大飞升转速应低于危急遮断器动作转速。3 3、过渡过程时间：从外扰引起调节开始到被、过渡过程时间：从外扰引起调节开始到被调量满足要求为止的最短时间。调量满足要求为止的最短时间。=1=1分钟分钟 4 4、振荡次数：小于振荡次数：小于2-32-3次。次。n n影响因素：1 1、调节对象：转子飞升时间常数和中间容积、调节对象：转子飞升时间常数和中间容积时间常数。时间常数。飞升时间常数

6、越小、中间容积时间常数越飞升时间常数越小、中间容积时间常数越大，动态特性越差，稳定性不好。大，动态特性越差，稳定性不好。2 2、调节系统：油动机时间常数、变动率、迟缓、调节系统：油动机时间常数、变动率、迟缓率。率。油动机时间常数小、变动率大、迟缓率小，油动机时间常数小、变动率大、迟缓率小，则稳定性好。则稳定性好。第四节：中间再热式汽轮机调节特点 Control Property of Reheat Turbinen n中间再热带来的问题：Problem Because of Problem Because of ReheatReheat 1 1、中低压缸功率滞后：中低压缸功率滞后：2 2、设置

7、中压调节阀及其动作规律；、设置中压调节阀及其动作规律；3 3、机组只能采用单元制，必须设旁路系统。、机组只能采用单元制，必须设旁路系统。n n单元机组的控制运行方式：The Running Way of Units 1 1、锅炉跟随的控制方式：、锅炉跟随的控制方式：2 2、汽轮机跟随的控制方式：（定压运行）、汽轮机跟随的控制方式：（定压运行）3 3、汽轮机跟随的控制方式：（滑压运行）、汽轮机跟随的控制方式：（滑压运行）4 4、机炉协调控制方式：、机炉协调控制方式：功率调节器功率调节器B B主汽压调节器主汽压调节器n n1、锅炉跟随的控制方式：利用锅炉蓄热，主汽压力变化较大。利用锅炉蓄热，主汽压

8、力变化较大。流量流量 锅炉主信号锅炉主信号 压力压力 功率指令功率指令 燃料控制阀燃料控制阀 调节阀调节阀 n n2、汽机跟随的控制方式：（常压）主汽压波动小，但功率迟缓，只适宜直流炉带主汽压波动小，但功率迟缓，只适宜直流炉带基本负荷运行。基本负荷运行。功率调节器功率调节器B B主汽压调节器主汽压调节器n n n n3、汽机跟随的控制方式：（滑压）调节阀开度不变，功率变调节阀开度不变，功率变 燃料量变，采用燃料量变，采用前反馈控制或改进方法，功率增加，先开大调节前反馈控制或改进方法，功率增加，先开大调节阀利用蓄热，后提高燃料量。阀利用蓄热，后提高燃料量。功率调节器功率调节器B B n n4、机

9、炉协调控制方式：（常压）特点：将部分锅炉蓄热用于汽轮机迅速发出功特点：将部分锅炉蓄热用于汽轮机迅速发出功率，另一方面同时改变锅炉出力，以适应发电机率，另一方面同时改变锅炉出力，以适应发电机功率输出。同时将功率指令和主汽压力偏差信号功率输出。同时将功率指令和主汽压力偏差信号均输入锅炉调节系统来控制燃烧率，迅速改变锅均输入锅炉调节系统来控制燃烧率，迅速改变锅炉负荷，使机组功率与要求一致，并维持主汽压炉负荷，使机组功率与要求一致，并维持主汽压波动不大。波动不大。锅炉控制锅炉控制B B汽机控制汽机控制功率指令发电机功率功率偏差调节阀燃料控制阀锅炉主指令主汽压给定主汽压力机炉综合控制器第二章 功频电液调

10、节系统Power-Frequency EH Control Systemn n较早时期的调节系统只是根据转速变化进行阀较早时期的调节系统只是根据转速变化进行阀门开度的调节，而不是直接调节产生的功率。门开度的调节，而不是直接调节产生的功率。这就带来一个问题：对于单元机组，当蒸汽参这就带来一个问题：对于单元机组，当蒸汽参数变化时，相同的阀门开度所对应的功率并不数变化时，相同的阀门开度所对应的功率并不同，况且中间容积影响了中低压缸的功率响应同，况且中间容积影响了中低压缸的功率响应速度，这使得机组对负荷的适应性差，实际功速度，这使得机组对负荷的适应性差，实际功率可能与要求不同。为解决这以问题引入功率率

11、可能与要求不同。为解决这以问题引入功率信号。信号。第一节 功频电液调节系统的工作原理Section 1 Principle of PFEHCSn n 功频电液调节系统的基本原理图见教材图功频电液调节系统的基本原理图见教材图2-12-1。主要包括电调和液压放大两部分。（注意负荷主要包括电调和液压放大两部分。（注意负荷变化、参数变化、功率滞后补偿分别如何实现）变化、参数变化、功率滞后补偿分别如何实现）系统框图如下：系统框图如下：给定UgEH油动机蒸汽容积HP测功UNUnPIRH-IP、LP扰动测速转子+负荷-第二节 功频电液调节系统的静态特性Section 2 Static Property of

12、 PFEHCS稳态时稳态时n n与与N N的关系称为静态特性。的关系称为静态特性。对功频调节系统，由于：对功频调节系统，由于：U Ug g+U+UN N+U+Un n=0=0当给定值当给定值U Ug g不变、另二者变化时，必有：不变、另二者变化时，必有：U Ug g+（U UN N+U UN N ）+（U Un n+U Un n）=0=0即即 U UN N+U Un n=0=0设测设测功、测速单元的转换系数分别为功、测速单元的转换系数分别为K KN N 、K Kn n则则 U UN N=K=KN N N N；U Un n=K Kn n n n N=-N=-K Kn n/K/KN N n=Kn=

13、Kn n 可见：可见：K K为与蒸汽参数无关的常数，所以功为与蒸汽参数无关的常数，所以功频电液调节系统静态特性线为一直线。频电液调节系统静态特性线为一直线。第三节 功频电液调节系统的反调现象Section 3 Anti-governing of PFEHCSn n由于技术上的原因，作为反馈件的功率调节器由于技术上的原因，作为反馈件的功率调节器只能以发电机功率代替汽轮机功率。正常调节只能以发电机功率代替汽轮机功率。正常调节时，功率偏小则输出一个信号，开大调节门，时，功率偏小则输出一个信号，开大调节门，使进汽量增加达到功率平衡。然而当甩负荷时，使进汽量增加达到功率平衡。然而当甩负荷时，发电机与电网

14、解列，功率为零，我们希望快速发电机与电网解列，功率为零，我们希望快速关门，防止超速，但该装置仍然输出开大调节关门，防止超速，但该装置仍然输出开大调节门的信号。此谓反调。对机组稳定不利。门的信号。此谓反调。对机组稳定不利。n n 克服反调的方法有：系统中引入转速微分克服反调的方法有：系统中引入转速微分信号；测功元件串联一滞后环节；引入负功率信号；测功元件串联一滞后环节；引入负功率微分信号；甩负荷时同时切除功率给定信号。微分信号；甩负荷时同时切除功率给定信号。课内小结 Summary课后思考n n1、对调节系统的要求是什么？n n2、动态特性指标有哪些？影响因素是什么？n n3、中间再热为什么会导致中低压缸功率滞后？n n4、单元制机组的运行控制方式有哪几种？各有何特点？画出框图。（本题作业）n n5、画出功频电液调节系统的方框图，并说明为什么会出现反调现象，如何克服？（本题作业）参考资料：Referencen n1 1、电厂汽轮机第六章、电厂汽轮机第六章 朱新华朱新华 张延峰等张延峰等 电力电力出版社出版社n n2 2、汽轮机原理及运行第六章、汽轮机原理及运行第六章 沈士一等沈士一等 电力出电力出版社版社n n3 3、热工过程自动调节、热工过程自动调节