汽轮机自动调节的基本概念.pptx
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1、会计学1汽轮机自动调节的基本概念汽轮机自动调节的基本概念第二节第二节第二节第二节 汽轮机自动调节系统的发展汽轮机自动调节系统的发展汽轮机自动调节系统的发展汽轮机自动调节系统的发展 一、机械液压式调节系统(一、机械液压式调节系统(一、机械液压式调节系统(一、机械液压式调节系统(MHCMHCMHCMHC)MHC MHC MHC MHC mechanical hydraulic control mechanical hydraulic control mechanical hydraulic control mechanical hydraulic control 采用机械离心式控制器。采用机械离心
2、式控制器。采用机械离心式控制器。采用机械离心式控制器。摩擦、间隙、死区,疲劳断裂等问题。摩擦、间隙、死区,疲劳断裂等问题。摩擦、间隙、死区,疲劳断裂等问题。摩擦、间隙、死区,疲劳断裂等问题。二、电气液压是调节系统(二、电气液压是调节系统(二、电气液压是调节系统(二、电气液压是调节系统(EHCEHCEHCEHC)EHC EHC EHC EHC electric hydraulic control electric hydraulic control electric hydraulic control electric hydraulic control 2 2 2 2个控制器个控制器个控制器个
3、控制器 存在切换问题存在切换问题存在切换问题存在切换问题第1页/共22页三、模拟式电液调节系统(三、模拟式电液调节系统(三、模拟式电液调节系统(三、模拟式电液调节系统(AEHAEHAEHAEH)AHC AHC AHC AHC analog electric hydraulic control analog electric hydraulic control analog electric hydraulic control analog electric hydraulic control 模拟电路组成(模拟电路组成(模拟电路组成(模拟电路组成(电液转换器连接电液转换器连接电液转换器连接电液
4、转换器连接)四、数字式电液调节系统(四、数字式电液调节系统(四、数字式电液调节系统(四、数字式电液调节系统(DEHDEHDEHDEH)DHC DHC DHC DHC digital electric hydraulic control digital electric hydraulic control digital electric hydraulic control digital electric hydraulic control 小型计算机,微机,小型计算机,微机,小型计算机,微机,小型计算机,微机,DCSDCSDCSDCS 第2页/共22页第三节第三节第三节第三节 汽轮机自动调节
5、系统的基本原理汽轮机自动调节系统的基本原理汽轮机自动调节系统的基本原理汽轮机自动调节系统的基本原理汽轮机调节系统的基本任务汽轮机调节系统的基本任务:数量:数量:P P 质量:质量:n n 假设有一台汽轮机拖动一台发电机单独向外供电,且没假设有一台汽轮机拖动一台发电机单独向外供电,且没有调节系统有调节系统 机组运行时,转子上受到三个力矩的作用:机组运行时,转子上受到三个力矩的作用:M MT T-汽轮机的主动力矩;汽轮机的主动力矩;M ML L-发电机的反力矩发电机的反力矩;M MF F-摩擦力矩。摩擦力矩。第3页/共22页根根 据据根根 据据 牛牛 顿顿 第第 二二 定定 律律牛牛 顿顿 第第
6、二二 定定 律律,转转 速速 的的 变变 化化 与与 力力 矩矩 的的 关关 系系 为为:,转转 速速 的的 变变 化化 与与 力力 矩矩 的的 关关 系系 为为:式中:式中:式中:式中:J J J J汽轮发电机组转子的转动惯量;汽轮发电机组转子的转动惯量;汽轮发电机组转子的转动惯量;汽轮发电机组转子的转动惯量;转子旋转的角速度。转子旋转的角速度。转子旋转的角速度。转子旋转的角速度。若忽略摩擦力若忽略摩擦力若忽略摩擦力若忽略摩擦力 则有:则有:则有:则有:稳定工况:稳定工况:稳定工况:稳定工况:M M M MT T T T =M=M=M=ML L L L =C n=C =C n=C =C n=
7、C =C n=C负荷减小时:负荷减小时:负荷减小时:负荷减小时:M M M MT T T T M M M ML L L L n n n n 稳定在较高转速运行稳定在较高转速运行稳定在较高转速运行稳定在较高转速运行负荷增大时:负荷增大时:负荷增大时:负荷增大时:M M M MT T T T M M M ML L L L n n n n 稳定在较低转速运行稳定在较低转速运行稳定在较低转速运行稳定在较低转速运行 为有自平衡能力对象为有自平衡能力对象为有自平衡能力对象为有自平衡能力对象 第4页/共22页 自平衡能力相当薄弱,当外界负载变化时,要通过相当大的自平衡能力相当薄弱,当外界负载变化时,要通过相
8、当大的自平衡能力相当薄弱,当外界负载变化时,要通过相当大的自平衡能力相当薄弱,当外界负载变化时,要通过相当大的转速变动才能达到新的平衡。一般,负荷变化转速变动才能达到新的平衡。一般,负荷变化转速变动才能达到新的平衡。一般,负荷变化转速变动才能达到新的平衡。一般,负荷变化10101010,转速将变,转速将变,转速将变,转速将变化化化化20-30%20-30%20-30%20-30%。转速的巨大变化,不仅不能满足供电品质的要求,。转速的巨大变化,不仅不能满足供电品质的要求,。转速的巨大变化,不仅不能满足供电品质的要求,。转速的巨大变化,不仅不能满足供电品质的要求,而且也将威胁机组自身的安全。而且也
9、将威胁机组自身的安全。而且也将威胁机组自身的安全。而且也将威胁机组自身的安全。为了保证负荷变化时,减小转速波动,必须配调节系统。在为了保证负荷变化时,减小转速波动,必须配调节系统。在为了保证负荷变化时,减小转速波动,必须配调节系统。在为了保证负荷变化时,减小转速波动,必须配调节系统。在负荷变化负荷变化负荷变化负荷变化(M(M(M(ML L L L)时,改变汽轮机进汽量,从而改变时,改变汽轮机进汽量,从而改变时,改变汽轮机进汽量,从而改变时,改变汽轮机进汽量,从而改变M M M MT T T T,从而保证供从而保证供从而保证供从而保证供电质量。电质量。电质量。电质量。第5页/共22页一、机械液压
10、式调节系统一、机械液压式调节系统一、机械液压式调节系统一、机械液压式调节系统 -为有差调节系统为有差调节系统为有差调节系统为有差调节系统1 1 1 1、直接调节、直接调节、直接调节、直接调节 重锤位移直接带动调节阀重锤位移直接带动调节阀重锤位移直接带动调节阀重锤位移直接带动调节阀 缺点:调速器能力有限缺点:调速器能力有限缺点:调速器能力有限缺点:调速器能力有限 第6页/共22页工作过程:工作过程:工作过程:工作过程:1 1、当转速升高时,重锤在离心力的作用下向外张开,使滑环、当转速升高时,重锤在离心力的作用下向外张开,使滑环、当转速升高时,重锤在离心力的作用下向外张开,使滑环、当转速升高时,重
11、锤在离心力的作用下向外张开,使滑环向上移动向上移动向上移动向上移动2 2、通过刚性的杠杆关小调节汽阀,使转速下降、通过刚性的杠杆关小调节汽阀,使转速下降、通过刚性的杠杆关小调节汽阀,使转速下降、通过刚性的杠杆关小调节汽阀,使转速下降3 3、当转速降低时,动作过程相反、当转速降低时,动作过程相反、当转速降低时,动作过程相反、当转速降低时,动作过程相反 调节的任务就在于:随着机组角速度的变化,来增加或调节的任务就在于:随着机组角速度的变化,来增加或调节的任务就在于:随着机组角速度的变化,来增加或调节的任务就在于:随着机组角速度的变化,来增加或减少蒸汽流量,以此来保持能量平衡。减少蒸汽流量,以此来保
12、持能量平衡。减少蒸汽流量,以此来保持能量平衡。减少蒸汽流量,以此来保持能量平衡。注:注:注:注:1 1、汽轮机的负荷都是通过转速(电网频率)的变化来调节的、汽轮机的负荷都是通过转速(电网频率)的变化来调节的、汽轮机的负荷都是通过转速(电网频率)的变化来调节的、汽轮机的负荷都是通过转速(电网频率)的变化来调节的2 2、调速器滑环的位置与汽轮机的阀门位置是一个固定的对应、调速器滑环的位置与汽轮机的阀门位置是一个固定的对应、调速器滑环的位置与汽轮机的阀门位置是一个固定的对应、调速器滑环的位置与汽轮机的阀门位置是一个固定的对应关系关系关系关系,也就是说也就是说也就是说也就是说一定的汽轮机转速与汽轮机的
13、功率是一一对一定的汽轮机转速与汽轮机的功率是一一对一定的汽轮机转速与汽轮机的功率是一一对一定的汽轮机转速与汽轮机的功率是一一对应的应的应的应的第7页/共22页2 2 2 2、间接调节、间接调节、间接调节、间接调节 调节器所带的不是调节阀,而是断流式滑阀调节器所带的不是调节阀,而是断流式滑阀调节器所带的不是调节阀,而是断流式滑阀调节器所带的不是调节阀,而是断流式滑阀-错油门错油门错油门错油门 有差调节:稳定时,不同的功率对应不同的转速。有差调节:稳定时,不同的功率对应不同的转速。有差调节:稳定时,不同的功率对应不同的转速。有差调节:稳定时,不同的功率对应不同的转速。第8页/共22页工作过程:工作
14、过程:工作过程:工作过程:1 1 1 1、调速器带动的是油动机滑阀,而由压力油来驱动阀门、调速器带动的是油动机滑阀,而由压力油来驱动阀门、调速器带动的是油动机滑阀,而由压力油来驱动阀门、调速器带动的是油动机滑阀,而由压力油来驱动阀门2 2 2 2、当转速升高时,滑环向上移动,通过刚性的杠杆带动油动机、当转速升高时,滑环向上移动,通过刚性的杠杆带动油动机、当转速升高时,滑环向上移动,通过刚性的杠杆带动油动机、当转速升高时,滑环向上移动,通过刚性的杠杆带动油动机滑阀向上移动,油口滑阀向上移动,油口滑阀向上移动,油口滑阀向上移动,油口a a a a打开,压力油进入油动机上部,同时油打开,压力油进入油
15、动机上部,同时油打开,压力油进入油动机上部,同时油打开,压力油进入油动机上部,同时油口口口口b b b b打开,油动机下部的油排回油,油动机打开,油动机下部的油排回油,油动机打开,油动机下部的油排回油,油动机打开,油动机下部的油排回油,油动机5 5 5 5活塞向下移动,活塞向下移动,活塞向下移动,活塞向下移动,关小调节汽阀,使转速下降关小调节汽阀,使转速下降关小调节汽阀,使转速下降关小调节汽阀,使转速下降3 3 3 3、同时反过来,油动机、同时反过来,油动机、同时反过来,油动机、同时反过来,油动机5 5 5 5活塞向下移动带动滑阀活塞向下移动带动滑阀活塞向下移动带动滑阀活塞向下移动带动滑阀4
16、4 4 4向下移动,当向下移动,当向下移动,当向下移动,当油动机滑阀油动机滑阀油动机滑阀油动机滑阀4 4 4 4回到原来的中间位置时,油口回到原来的中间位置时,油口回到原来的中间位置时,油口回到原来的中间位置时,油口a a a a、b b b b关闭,油动机关闭,油动机关闭,油动机关闭,油动机恢复到静止状态恢复到静止状态恢复到静止状态恢复到静止状态4 4 4 4、当转速降低时,动作过程相反。、当转速降低时,动作过程相反。、当转速降低时,动作过程相反。、当转速降低时,动作过程相反。注:注:注:注:1 1 1 1、调速器带动的不是阀门,而是一个断流式的滑阀,由油动机、调速器带动的不是阀门,而是一个
17、断流式的滑阀,由油动机、调速器带动的不是阀门,而是一个断流式的滑阀,由油动机、调速器带动的不是阀门,而是一个断流式的滑阀,由油动机活塞上下的压差来驱动阀门,因此,活塞上下的压差来驱动阀门,因此,活塞上下的压差来驱动阀门,因此,活塞上下的压差来驱动阀门,因此,可以通过增大油动机的可以通过增大油动机的可以通过增大油动机的可以通过增大油动机的活塞面积或供油压力活塞面积或供油压力活塞面积或供油压力活塞面积或供油压力,以产生足够的力来带动阀门运动。,以产生足够的力来带动阀门运动。,以产生足够的力来带动阀门运动。,以产生足够的力来带动阀门运动。2 2 2 2、由于阀门停止运动时,滑阀、由于阀门停止运动时,
18、滑阀、由于阀门停止运动时,滑阀、由于阀门停止运动时,滑阀4 4 4 4必须回到中间位置,因此调速器必须回到中间位置,因此调速器必须回到中间位置,因此调速器必须回到中间位置,因此调速器滑环的位置与汽轮机的阀门位置仍然是一个固定的对应关系。滑环的位置与汽轮机的阀门位置仍然是一个固定的对应关系。滑环的位置与汽轮机的阀门位置仍然是一个固定的对应关系。滑环的位置与汽轮机的阀门位置仍然是一个固定的对应关系。也就是说也就是说也就是说也就是说一定的汽轮机转速与汽轮机的功率是一一对应的。一定的汽轮机转速与汽轮机的功率是一一对应的。一定的汽轮机转速与汽轮机的功率是一一对应的。一定的汽轮机转速与汽轮机的功率是一一对
19、应的。第9页/共22页二、汽轮机调节系统的静态特性二、汽轮机调节系统的静态特性二、汽轮机调节系统的静态特性二、汽轮机调节系统的静态特性 P-nP-nP-nP-n关系关系关系关系1 1 1 1、定义:在调节系统的作用下,稳定状态时,功率、定义:在调节系统的作用下,稳定状态时,功率、定义:在调节系统的作用下,稳定状态时,功率、定义:在调节系统的作用下,稳定状态时,功率P P P P与转速与转速与转速与转速n n n n之间的对应关系。之间的对应关系。之间的对应关系。之间的对应关系。象限:调节系统的静态特性象限:调节系统的静态特性 P-nP-n关系关系象限:调速器的静态特性:象限:调速器的静态特性:
20、x=f(n)x=f(n)象限:油动机和错油门的静态特性:象限:油动机和错油门的静态特性:m=f(x)m=f(x)象限:调节阀的升程流量特性:象限:调节阀的升程流量特性:P=f(m)P=f(m)滑环位置滑环位置油动机行程油动机行程第10页/共22页2 2 2 2、评价调节系统静态特性的主要指标、评价调节系统静态特性的主要指标、评价调节系统静态特性的主要指标、评价调节系统静态特性的主要指标 ()(1 1 1 1)转速不等率)转速不等率)转速不等率)转速不等率 -曲线倾斜程度曲线倾斜程度曲线倾斜程度曲线倾斜程度 定义:定义:定义:定义:空载时的转速空载时的转速空载时的转速空载时的转速 满负荷时的转速
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- 汽轮机 自动 调节 基本概念
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