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1、第三章 汽轮机的调节系统与保护系统第一节 汽轮机调节系统的基本知识一、汽轮机调节系统的任务二、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为两种型式 1、液压调节系统 2、电液调节系统三、液压调节系统的静态特性（一）调节系统静态特性的概念（二）速度变动率 1、速度变动率的定义图图3-1 调节系统调节系统四方图四方图 2、速度变动率对一次调频的影响 图图3-2 并列运行机组的负荷分配并列运行机组的负荷分配（三）迟缓率图图3-3 考虑迟缓现象后的静态特性考虑迟缓现象后的静态特性图图3-4 迟缓率对运行机组的影响迟缓率对运行机组的影响 图图3-5 速度变动率和迟缓率速度变动率和迟缓率对功率自
2、发变化的影响对功率自发变化的影响（四）同步器 1、同步器的作用图图3-6 同步器平移静态特性曲线的作用同步器平移静态特性曲线的作用2、同步器的工作原理3、同步器对电网进行二次调频图图3-7 同步器平移调节系统静态特性曲线实现二次调频同步器平移调节系统静态特性曲线实现二次调频4、同步器的调节范围图图3-8 同步器的工作范围同步器的工作范围 图图3-9 蒸汽参数改变时对静蒸汽参数改变时对静 态特性的影响态特性的影响四、调节系统动态特性（一）动态特性指标 1、稳定性图图3-10 几几种种不不同同稳稳定定过过程程 2、超调量 3、过渡过程时间图图3-11 甩全负荷时转速的过渡过程甩全负荷时转速的过渡过
3、程 图图3-12 速度变动率对过渡过程的影响速度变动率对过渡过程的影响 图图3-13 飞升时间常数飞升时间常数Ta对动态过程的影响图对动态过程的影响图 3-14 油动机时间常数油动机时间常数Tm对动态过程的影响对动态过程的影响 五、再热器对调节特性的影响图图3-15 再热机组功率的变化再热机组功率的变化PH-高压缸的功率；高压缸的功率；P1-中压缸的功率；中压缸的功率；PL-低压缸的功率低压缸的功率六、汽轮机运行对调节系统性能的要求 调节系统在运行中应能满足如下要求：（1）调节系统应能保证机组启动时平稳升速至3000rmin，并能顺 利并网（2）机组并网后，蒸汽参数在允许范围内，调节系统应能使
4、机组在 零负荷至满负荷之间任意工况稳定运行（3）在电网频率变化时，调节系统能自动改变机组功率，与外负荷 的变化相适应；在电网频率不变时，能维持机组功率不变，具 有抗内扰性能（4）当负荷变化时，调节系统应能保证机组从一个稳定工况过渡到 另一个稳定工况，而不发生较大的和长时间的负荷摆动（5）当机组甩全负荷时，调节系统应使机组能维持空转（遮断保护 不动作）。（6）调节系统中的保护装置，应能在被监控的参数超过规定的极限 值时，迅速地自动控制机组减负荷或停机，以保证机组安全。第二节 高中压缸进汽阀门一、高压主汽门和调节汽门 1、高压主汽门阀门名称时间特性关闭时间延迟时间主汽门0.150.1调节汽阀0.2
5、0.1再热主汽门0.150.1再热调节汽阀0.20.1表表3-1 汽轮机各阀门关闭时间汽轮机各阀门关闭时间 （s）图图3-16 主汽门和调节阀的主汽门和调节阀的阀体及其支架的侧视图阀体及其支架的侧视图图图3-17 左侧主左侧主汽门和调节阀的汽门和调节阀的俯视图俯视图1-主汽门主汽门组件右侧；组件右侧；2-主汽门主汽门组件左侧；组件左侧；3-主汽门油动机主汽门油动机组件左则；组件左则；4-主汽门油动机主汽门油动机组件右侧；组件右侧；5-主汽门左侧主汽门左侧开关盒托架；开关盒托架；6-主汽门右侧主汽门右侧开关盒托架；开关盒托架；79-开关盒；开关盒；10-主汽门开关盒主汽门开关盒支架组件支架组件
6、图图3-18 主汽门的结构主汽门的结构2、高压调节汽门调节汽门是钟罩式单座阀，其主阀碟内也有预启阀。图图 3-19 调调 节节 汽汽 阀阀二、再热（中压）主汽门和调节汽门图图3-20 再热主汽门及再热调节阀侧视图再热主汽门及再热调节阀侧视图1-再热主汽门及再热调节阀壳组件；再热主汽门及再热调节阀壳组件；2-再热主汽门阀盖；再热主汽门阀盖；3-永久滤网；永久滤网；4-临时滤网；临时滤网；5-热电偶套管热电偶套管 图图3-21 左侧再热主汽门和左侧再热主汽门和再热调节阀组件的俯视图再热调节阀组件的俯视图 1-再热主汽门和再热调节阀壳组件；再热主汽门和再热调节阀壳组件；2-轴；轴；3-轴承盖；轴承盖
7、；4-轴；轴；5-支架；支架；6-油动泄压阀油动泄压阀1、再热主汽门图图3-22 再再 热热 主主 汽汽 门门2、再热调节阀 图图3-23 再再 热热 调调 节节 汽汽 阀阀第三节 DEH调节系统一、DEH系统的组成 1、工作站 工作站是DEH系统的外围设备。2、数字式控制器 由三台主计算机和若干个微处理器、单片 机组成，通过总线进行连接，完成数据处 理、通信、运算、监测和控制任务。3、液压控制系统 液压控制系统是控制进汽阀开度的执行机 构，每一个进汽阀都配置一套液压控制系统。图图3-24 DEH系统的原理示意图系统的原理示意图图图3-25 阀门控制的阀门控制的VCC卡卡 二、DEH系统的控制
8、方式 DEH的控制方式有“手动”、“操作员自动”、“程序控制”和“协调控制”、“遥控”五种 三、DEH系统的主要功能四、转速控制回路 转速控制回路由转速给定值形成单元、比 较器、阀门切换、比例积分器、转速测量 等元件组成，其输出的转速请求值引入相 应进汽阀的液压控制组件，控制阀门开度。图图3-26 转速控制回路原理图转速控制回路原理图阀门冲转前02980阀门切换（2900）29003000高压主汽阀关闭控制（逐渐开大）控制全工全开高压调节阀全开全开全开控制控制中压调节阀关闭全开全开全开表表3-2 高压缸控制进汽冲转阀门开启逻辑（旁路切除）高压缸控制进汽冲转阀门开启逻辑（旁路切除）单位：单位：r
9、/min阀门冲转前02600阀切换（2600）26002900阀门切换（2900）29003000高压主汽阀关闭关闭关闭控制控制控制全开全开高压调节阀全开全开全开全开全开控制控制中压调节阀关闭控制控制保持保持保持保持表表3-3 中压缸控制进汽冲转阀门开启逻辑（旁路投入）中压缸控制进汽冲转阀门开启逻辑（旁路投入）单位单位r/min阀门冲转前02900r/min阀门切换（2900r/min）29003000r/min高压主汽阀关闭控制（逐渐开大）控制全开全开高压调节阀全开全开全开控制控制中压调节阀关闭控制控制控制表表3-4 高、中压缸控制进汽冲转阀门开启逻辑（旁路投入）高、中压缸控制进汽冲转阀门开
10、启逻辑（旁路投入）单位：单位：r/min 五、负荷控制回路图图3-27 负荷自动控制回路原理框图负荷自动控制回路原理框图 图图3-28 负荷给定值形成单元原理框图负荷给定值形成单元原理框图六、汽轮机启停和运行中的监视七、汽轮机自起动及负荷自动控制（ATC）DEH的ATC系统与汽轮机盘车控制系统、疏 水控制系统、发电机励磁控制系统、发电机 自动同期系统等协同工作，提供必要的接口 和指令，实现汽轮机组从盘车状态直到带满 负荷的全部自动操作。第四节 DEH的液压伺服系统一、DEH的液压控制系统 附图二、液压执行机构的工作原理 1、控制型（亦称伺服型）执行机构图图3-30 高压主汽门和调节阀高压主汽门
11、和调节阀液压伺服系统的原理图液压伺服系统的原理图图图3-31 中压调节阀液压伺服系统原理图中压调节阀液压伺服系统原理图 2、开关型执行机构 图图3-32 中压主汽阀的工作原理图中压主汽阀的工作原理图三、液压执行 机构的部件 1、隔绝阀和 滤网 2、电液伺服阀图图3-33 电液伺服阀电液伺服阀的结构原理图的结构原理图3、线性差动位移变送器（LVDT）图图3-34 LVDT工作原理简图工作原理简图 图图3-35 “凸轮效应凸轮效应”阀门开度阀门开度4、快速卸载阀 图图3-37 中压调节汽阀快速中压调节汽阀快速 卸载阀的结构简图卸载阀的结构简图图图3-36 快速卸载阀的结构原理图快速卸载阀的结构原理
12、图 5、阀门位置开关盒 阀门位置开关是用以指示阀门是处于全开 还是全关位置，由杠杆、传动轴、半圆转 轮、四个撞击块和四个行程开关等组成。第五节 汽轮机的保护系统 一、600MW超临界机组的保护项目二、汽轮机危急遮断系统的要求三、AST和OPC电磁阀组件图图3-38 电电磁磁阀阀及及控控制制块块系系统统图图四、薄膜阀图图3-39 AST电磁阀串并联布置简图电磁阀串并联布置简图 图图3-40 隔膜阀结构示意图隔膜阀结构示意图 1-隔膜；隔膜；2-弹簧；弹簧；3-阀芯阀芯五、机械超速遮断系统图图3-41 机械超速遮断系统的工作原理图机械超速遮断系统的工作原理图1、危急遮断器 图图3-42 危急遮断器
13、危急遮断器I-撞击子；撞击子；II-平衡块平衡块1-螺纹套环；螺纹套环；2-超速挡圈销；超速挡圈销；3-弹簧；弹簧；4-螺钉螺钉2、危急遮断器滑阀及其操纵机构 危急遮断滑阀是低压危急遮断系统中控制低 压保安油压的泄油阀，安装在前轴承箱内。3、危急遮断器的超速试验 危急遮断器的超速试验的目的是确定其动 作转速，在新机试运行和大修后启动都要 进行超速试验。4、危急遮断器的喷油试验 危急遮断器的喷油试验是在正常运行时，活动机械超速跳闸机构，防止其卡涩。第六节 高压供油系统 一、供油装置的工作原理二、供油装置的技术要求三、抗燃油油箱四、控制块组件五、蓄能器六、测量和控制信号七、自循环冷却滤油系统八、抗燃油再生装置九、抗燃油第七节 高压供油系统的运行维护 一、高压油泵的启动记录参数名称工作范围抗燃油系统供油母管油压14.00.5MPa工作油泵14.00.5MPa泵出口油压13.41.1MPa油箱油位500730mm油箱油温3560系统漏油情况无过滤器压降P30.24MPa过滤器压降P40.28MPa系统漏油情况无薄膜阀上腔油压0.81.0MPa表表3-5 运行人员记录的参数运行人员记录的参数 二、供油系统漏油三、挂闸四、液压执行机构主要故障分析 1、油动机活塞移不上去 2、油动机活塞移不下去 3、油动机活塞移动迟缓 4、伺服阀故障五、经常性维护六、抗燃油的处理和使用