【導(dǎo)讀】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行合理的選擇和配置。雜，控制精度低，可靠性差，傳動速度慢，已遠遠滿足不了電網(wǎng)調(diào)度自動化的要求。系統(tǒng)越來越受重視。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。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。

　　

【正文】 汽輪機正常運行所不允許的 。此外，對孤立運行的機組來講，過大的遲緩將使機組的轉(zhuǎn)速自發(fā)變化，即產(chǎn)生轉(zhuǎn)速的擺動。 8..3速度變化率 汽輪機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速是隨負荷而變化的。負荷越大，轉(zhuǎn)速越低；反之，負荷越小，則轉(zhuǎn)速越高。這種轉(zhuǎn)速隨負荷變化而變化的情況，可以用速度變化率 ? 來表示，即 ? = ( 1n － n2 )/nh ……………………………… 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 35 式中 1n —汽輪機在空負荷時的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速， r/min； n2 —汽輪機在滿負荷時的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速， r/min； nh —汽輪機的額定轉(zhuǎn)速， r/min。 速度變化率不宜過大或過小。速度變化率過大。則靜態(tài)特性曲線越陡，會使汽輪機在甩負荷時轉(zhuǎn)速則會上升過多，發(fā)生超速以至影響汽輪機的安全運行 ；相反，速度變化率若過小，又會使靜態(tài)特性曲線過于平緩，易引 起負荷擺動等調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。一般 ? 為 4%到 6%，選 5%， nh =8500 r/min。 1n n2 =5%8500=425 r/min 8. 4 調(diào)節(jié)汽閥的重疊度 當通過試驗發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)某些性能不符合要求，或者運行中發(fā)現(xiàn)某些缺陷時，常常對汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)各方面進行必要的調(diào)整。 重疊度的選用不能過大或者過小。過大的重疊度不僅使第二汽閥過早 提前開啟，使得在汽閥的重疊部分，較小的油動機活塞行程就通過了較大的蒸汽流量，從而在汽閥的開啟區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速或負荷的擺動，而且由于重疊度的增大，還形成了相鄰的兩個汽閥同時以較大的節(jié)流方式供汽，降低了運行的經(jīng)濟性。相反，重疊度過小就會使第一汽閥開至最大而第而汽閥仍未開啟。 1．調(diào)節(jié)汽閥順序開始時，應(yīng)有適當?shù)闹丿B度； 采用噴嘴調(diào)節(jié)的汽輪機，一般都有幾個調(diào)節(jié)汽門。當前一個調(diào)節(jié)汽門尚未完全開啟時，就讓后一個調(diào)節(jié)汽門開啟，即稱調(diào)節(jié)汽門具有一定的重疊度。調(diào)節(jié)汽門的重疊度通常為 90％左右，也就是說，前一個調(diào)節(jié)汽 門開啟到閥后壓力為閥前壓力的90 ％左右時，后一個調(diào)節(jié)汽門隨即開啟。 △ =（ p0 p0 ′） / p0 ……… ……………………… p0 —汽閥前的壓力 p0 ′—后一汽閥打開時，前一汽閥后壓力。 P= pa= 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 36 其中節(jié)流壓降為 Mpa,在 10%范圍內(nèi)，這個數(shù)字正確。 結(jié) 論 本設(shè)計在參考了很多資料的基礎(chǔ)上選用了合適的數(shù)字電液控制系統(tǒng)，汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)是根據(jù)電網(wǎng)的頻率偏差自動調(diào)節(jié)功率輸出的，而數(shù)字電液控制系統(tǒng) (Digital ElectroHydraulic Control System，簡稱 DEH)是以計算機替代模擬電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中控制運算的模擬電路，發(fā)揮計算機控制運算、邏輯判斷與處理能力強及軟件組態(tài)靈活、方便的優(yōu)勢，將汽輪機運行的狀態(tài)監(jiān)測、順序控制、調(diào)節(jié)和保護融為一體。特別是液壓系統(tǒng)采用高壓抗燃油 (三芳基磷酸脂 )后，簡化了液壓控制回路，提高了油動機的推動力。調(diào)節(jié)汽門由各自油動機驅(qū)動，可使機組實現(xiàn)噴嘴、節(jié)流等多種運行方式靈活切換，增強了機組運行控制的靈活性。 由于數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)擴展靈活，維修調(diào)試方便，冗余控制、多層保護和自檢、自診斷功能使調(diào)節(jié)品質(zhì) 、運行可靠性和機組的安全性均較模擬電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)有了很大提高。數(shù)字電液控制系統(tǒng)是由電子控制器、操作系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)、保護系統(tǒng)和供油系統(tǒng)組。 當然還選用合適的調(diào)節(jié)系統(tǒng)還要考慮到經(jīng)濟條件，不過由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的上述優(yōu)點，各電站開始已經(jīng)對原有的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行了大規(guī)模的改造，這將是以后發(fā)展的大趨勢。 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 37 參考文獻 [1[代云修 ,張燦勇 …… .汽輪機設(shè)備及系統(tǒng) [M] 北京 ： 中國電力出版社 ， [2]肖增弘 …………… 汽輪機數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng) . [M]北京 ： 中國電力出版社 ， 2021 [3]鄭體寬 . …………… 熱力發(fā)電廠 . [M]北京 ； 中國電力出版社 ， 2021 [4]郭延秋 . …………… 汽輪機分冊 [M] 北京 ； 中國電力出版社 ， [5]趙義學(xué) …………… ..電廠汽輪機設(shè)備及其系統(tǒng) . [ M] 北京 ： 中國電力出版社 ， 1998 [6]田金玉 . …………… 熱力發(fā)電廠 . [ M]北京 ： 中國電力出版社 ， 1985 [7] 張燕狹 …………… 電廠汽輪機設(shè)備及其運行 . [M]北京 ： 中國電力出版社 ， 1998 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 38 [8]哈爾濱汽輪機研究所編寫 .汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 . [M]北京 :水利電力出版社 ， 1980. [9]莊肖增 ,黃振鳴 .…… 汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)檢修 . [M]北京 :中國電力出版社 ， 1997. [10]席洪藻 …………… .汽輪機設(shè)備及其運行 . [ M]北京 :水利電力出版社 ， 1988. 致 謝 我于 2021 年 3月進入杭州汽輪機股份有限公司從事技術(shù)方面的工作，在杭汽輪工作的兩個月，畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 39 我得到各位同事的指導(dǎo)和提示 ,并得到部分設(shè)計所需的資料 ,對公司的同事和老師深表感激 . 從定題到設(shè)計，還是遇到很多的難點和疑點 ,后來劉教授幫我整理思路 ,講述設(shè)計過程中需要注意的問題 , 并且作出相應(yīng) 的修改 。經(jīng)常和同學(xué)交流設(shè)計情況 ,和同學(xué)在設(shè)計過程中一起學(xué)習(xí)和提高 . 1 經(jīng)過這次設(shè)計 ,使我認識到學(xué)習(xí)是一個探索的過程 ,從難到易 ,無不是多問多看多思的結(jié)果 . 2 這次設(shè)計使自己的計算機水平得到相應(yīng)的提高 ,本設(shè)計運用了 AUTOCAD 和 OFFICE 等軟件 ,并查閱各類網(wǎng)站信息 ,規(guī)范了自己的設(shè)計思路 ,對以后工作作了一個好的開始 . 3 本設(shè)計增加了自己對汽輪機相關(guān)知識的了解 ,同時認識到自己存在的知識缺陷 ,需要在工作中得到提高 . 總之 ， 汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計使自己得到了好的鍛煉和提高 .這離不開劉教授和同學(xué)的指導(dǎo) ， 同時感謝大學(xué)這樣 一個好的環(huán)境 . 積木塊系列汽輪機結(jié)構(gòu) 靜子 根據(jù)蒸汽參數(shù)、流量和轉(zhuǎn)速情況選擇準進汽、中間和排氣區(qū)段 。以及安置噴嘴組的蒸汽室標準結(jié)構(gòu)。對于高參數(shù)高轉(zhuǎn)速、高壓部分采用雙層汽缸結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸為無中分面的軸對稱圓筒形結(jié)構(gòu)。利用螺紋調(diào)整裝置和偏心導(dǎo)柱，使汽缸和蒸汽室以及導(dǎo)葉持環(huán)等找正十分方便。 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 40 軸承和軸承座 軸承座支承在汽輪機中心高度相當?shù)闹ё隙皇芷子绊?，軸承座與外缸的相對位置可通過螺紋調(diào)整裝置極為方便地進行調(diào)整，汽機可在導(dǎo)向滑銷系統(tǒng)中脹縮自如，而軸承座不受傾倒或扭轉(zhuǎn)負荷的作用。推力軸承為可傾 瓦式，適用與正、負向剩余推力。徑向軸承根據(jù)振動、穩(wěn)定性和汽輪機負荷等各種指標采用二油楔軸承可配置頂軸裝置。 轉(zhuǎn)子和葉片 轉(zhuǎn)子為整體結(jié)構(gòu)，不僅強度方面有足夠安全裕度，而且通過振動計算和動平衡保證穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)鼓型轉(zhuǎn)子有利于采用強固的葉根結(jié)構(gòu)，有 T 型和多叉型兩種形式。 直葉片采用自帶衛(wèi)帶，扭葉片采用松拉金，并在加工裝配上保證相鄰葉片的良好接觸，以加強阻尼作用。設(shè)計葉片時，根據(jù)長期實踐總結(jié)出來的計算方法，由流通部分計算機輔助設(shè)計計算各種實際運行工況下的靜應(yīng)力和動應(yīng)力，保證葉片可靠性。 高轉(zhuǎn)速高參數(shù)時，為保證葉根強度 ，必要時整個轉(zhuǎn)子用不銹鋼鍛成，然后，調(diào)節(jié)級葉片和前面幾級高壓級動葉片采用電介加工方法直接在整體轉(zhuǎn)子上加工出來。前后汽封和各級葉片頂部汽封均采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)。 配汽和調(diào)節(jié) 一般采用噴嘴調(diào)節(jié)法。調(diào)節(jié)汽閥的啟閉由油動機通過橫梁、兩閥桿和杠桿系統(tǒng)進行控制。 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)。根據(jù)用戶對系統(tǒng)功能及自控水平的要求進行合理的選擇和配置。 保安監(jiān)控裝置 備有轉(zhuǎn)速、油壓、新汽壓力、抽汽壓力、真空、轉(zhuǎn)子軸向位移、振動等保安裝置、以及轉(zhuǎn)速、振動、溫度、壓 力等各式監(jiān)控裝置。根據(jù)用戶要求，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組合儀表、合理選配。 積木塊汽輪機系列汽輪機的主要特點是采用積木塊系統(tǒng)和通流部分計算機優(yōu)化而進行設(shè)計的。汽輪機分成若干區(qū)段。根據(jù)用戶的要求將所需要的區(qū)段組合起來，再配上各類相應(yīng)的部套即組合成各種不同類型的汽輪機。這些汽輪機具有效率高等優(yōu)點。 積木塊系列多及工業(yè)汽輪機主要由三個部分組成：前區(qū)段（新蒸汽進口）中區(qū)段（葉柵部分） 后區(qū)段（排汽部分） 圖一給出了前區(qū)段一種尺寸的可能組合的例子。 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 41 下列兩種類型的前區(qū)段 可以有自己的特定的軸承和調(diào)節(jié)系統(tǒng)： 正常進汽參數(shù)（ N）可達 10 兆帕 /510℃ 高壓進汽參數(shù)（ H）可達 14 兆帕 /540℃ 在 N 類型中具有 5 種幾何尺寸 在 H 類型中具有 4 種幾何尺寸 對于幾種類型的汽輪機（背壓式、抽汽背壓式、凝汽式、抽汽凝汽式）都實用。 抽汽段有三種不同形式：其中兩種形式用于背壓式汽輪機。在（ N）類型中背壓一般可達 2 兆帕；在（ H）類型中背壓可達 兆帕。其中一種形式用于凝汽式汽輪機。背壓區(qū)段（ N）類型有 7種尺寸，（ H）類型中有 4 種尺寸。凝汽式汽輪機有 8 種不同尺寸的后區(qū)段。 為了使汽輪機能夠適應(yīng)進 汽段、排汽段的各種容積流量，任何一種前區(qū)段都可以分別和三種不同尺寸的后區(qū)段組合。 汽輪機還可以插一個延長段，這樣葉柵部分的長度可以不同。如果一定尺寸的進汽段要與較大尺寸的后區(qū)段相連，需要插進一個過度段。 除上述 N 型和 H 型汽輪機外，這種積木塊汽輪機還包括 M 型和 W型汽輪機。 M 型汽輪機是專門設(shè)計用來直接驅(qū)動高速壓縮機的 、 W 型雙流汽輪機可以直接與背壓式或 抽汽背壓式汽輪機組合成雙缸機組，也可單機使用，例如用作大型電站的給水泵汽輪機。這些型號的汽輪機的最高進汽參數(shù)為 14 兆帕 /540℃ 。 這些積木塊設(shè)計原理是可采用較少的基本積木塊。設(shè)計出較大功率范圍和多種機型的工業(yè)汽輪機。積木塊不僅大大縮短設(shè)計周期，而且為預(yù)制木模和鑄件，合理采用數(shù)控機床加工先進技術(shù)，適當擴大部套投產(chǎn)批量等創(chuàng)造條件，大大縮短供貨周期。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)考慮了一系列安置調(diào)整和操作運行的方便措施。并可根據(jù)汽輪機具體使用條件和用戶要求配置各種保護裝置。 積木塊系列多及工業(yè)汽輪機三化程度高，對設(shè)備維修和備件供應(yīng)都極為有利，產(chǎn)品性能符合國際上有關(guān)標準。 汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng) 本文概要介紹汽輪機調(diào)節(jié)保護的任務(wù)、系統(tǒng)的基本組成和不同類型調(diào)節(jié)保護系統(tǒng)的特點，著重畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 42 分析汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)動、靜態(tài)特性對機組功率、轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)性能和安全、穩(wěn)定運行的影響，以汽輪機調(diào)節(jié)保護系統(tǒng)的典型部件為例，介紹調(diào)節(jié)保護系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的工作原理和靜態(tài)特性計算。 關(guān)鍵詞 汽輪機；調(diào)節(jié)汽門；電液調(diào)節(jié)系統(tǒng) 1 汽輪機調(diào)節(jié)保護系統(tǒng)的任務(wù)和系統(tǒng)組成 汽輪機是發(fā)電廠的原動機，驅(qū)動同步發(fā)電機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能，向電網(wǎng)輸送符合數(shù)量和供電品質(zhì)(電壓與頻率 )要求的電力。由同步發(fā)電機的運行特性已知，發(fā)電機的端電壓決定于無功功率，而無功功 率決定于發(fā)電機的勵磁；電網(wǎng)的頻率 (或稱周波 )決定于有功功率，即決定于原動機的驅(qū)動功率。因此，電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)歸發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)，頻率調(diào)節(jié)歸汽輪機的功率控制系統(tǒng)。這樣，機組并網(wǎng)運行時，根據(jù)轉(zhuǎn)速偏差改變調(diào)節(jié)汽門的開度，調(diào)節(jié)汽輪機的進汽量及焓降，改變發(fā)電機的有功功率，滿足外界電負荷的變化要求。由于汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)是以機組轉(zhuǎn)速為調(diào)節(jié)對象，故習(xí)慣上將汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)稱為調(diào)速系統(tǒng)。 汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理性構(gòu)成如圖 1所示。轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)是將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)變成一次控制信號；中間放大器對一次控制信號作功率放大，并按調(diào)節(jié)目標作控制運 算，產(chǎn)生油動機的控制信號；油動機是一種液壓位置伺服馬達，按中間放大器的控制信號產(chǎn)生帶動配汽機構(gòu)動作的驅(qū)動力，并達到預(yù)定的開度位置；配汽機構(gòu)是將油動機的行程轉(zhuǎn)變?yōu)楦髡{(diào)節(jié)汽門的開度，通過配汽機構(gòu)的非線性傳遞特性，汽輪機的進汽量與油動機行程間校正到近似線性關(guān)系；同步器作用于中間放大器，產(chǎn)生控制油動機行程的控制信號，單機運行時改變汽輪機的轉(zhuǎn)速，并網(wǎng)運行時改變機組的功率；啟動裝置在機組啟動時用于沖轉(zhuǎn)、并提升轉(zhuǎn)速至同步器動作轉(zhuǎn)速。 ： 汽輪機的調(diào)節(jié)系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速感應(yīng)機構(gòu)、專動放大機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)、和反饋機構(gòu)組成。 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)。 轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)是將